Hãy cùng nhìn lại năm 2013, một năm chứng kiến sự ra mắt của hàng loạt tựa game đình đám như Battlefield 4, Metro: Last Light, và Grand Theft Auto V. Để chạy mượt mà những trò chơi này ở thiết lập đồ họa tối đa, người dùng cần một giải pháp vượt trội, và đó chính là Nvidia GeForce GTX Titan. Chiếc card đồ họa này sở hữu tới 7 tỷ bóng bán dẫn, 6GB VRAM GDDR5 và mức tiêu thụ điện năng 250W — con số khá cao vào thời điểm đó. Không có nhân RT hay Tensor, chỉ có 2.668 nhân GPU thông thường, nhưng nó hỗ trợ công nghệ SLI, cho phép kết hợp nhiều card để tăng hiệu suất.
Loại card này không hề rẻ, nó được dành riêng cho game thủ đam mê với mức giá lên tới 1.000 USD. Một mức giá mà ngày nay có thể khiến giới game thủ PC “phấn khích” cho một GPU thuộc phân khúc Titan. Nvidia đã từng trình diễn sức mạnh của nó với cấu hình SLI 3 chiều chạy Crysis 3 ở độ phân giải 5760×1080 trên ba màn hình, mang đến cho game thủ một GPU có thể “cung cấp sức mạnh cho siêu máy tính chơi game đầu tiên trên thế giới.” GeForce GTX Titan thực sự là một con quái vật về mọi mặt. Tôi vẫn còn nhớ cảm giác choáng ngợp khi nhìn những dàn PC cực khủng được trang bị nhiều Titan chạy SLI để thử nghiệm các game đòi hỏi cấu hình cao nhất. Lúc bấy giờ, tôi chỉ có vỏn vẹn một chiếc GTX 560 Ti, sau đó nâng cấp lên AMD Radeon R9 270X vào năm tiếp theo. Đối với tôi khi còn là một thiếu niên, Titan dường như là một chiếc card không thể với tới, và thực tế đúng là như vậy. Giờ đây, hơn một thập kỷ sau, tôi đã sở hữu một trong số chúng và nhân cơ hội này, tôi muốn cùng bạn đọc thực hiện một chuyến du hành về quá khứ.
Câu chuyện về Nvidia GeForce GTX Titan: Từ siêu máy tính đến biểu tượng Gaming
Mở đường cho kỷ nguyên GPU tiêu dùng hiệu năng cao
Trước hết, Nvidia Titan nguyên bản không được sinh ra trong một phòng thí nghiệm chuyên về gaming. Nó thực chất đã “thoát ly” từ một siêu máy tính. Cuối năm 2012, Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge đã khởi động siêu máy tính Titan, một hệ thống Cray XK7 vươn lên vị trí số một trong danh sách Top 500 các siêu máy tính mạnh nhất thế giới. Bên trong mỗi 18.688 nút của nó là một bộ tăng tốc Tesla K20X được xây dựng trên chip silicon GK110 hoàn toàn mới của Nvidia. Con chip 7.1 tỷ bóng bán dẫn đó được thiết kế cho các mã khoa học, không phải cho Crysis; nó tập trung vào các phép tính dấu phẩy động độ chính xác kép (double-precision floating point math) và dễ dàng xử lý các mô hình khí hậu, mô phỏng phản ứng tổng hợp hạt nhân, và ngày càng nhiều tác vụ học sâu (deep-learning) sơ khai. Nó thực sự là một cỗ máy làm việc hiệu quả.
Nhưng khi các kỹ sư của Nvidia nhận thấy có bao nhiêu game thủ đang “flash” các tệp BIOS đã sửa đổi lên các card đồ họa dành cho máy trạm chỉ để chơi các tựa game như Battlefield 3 nhanh hơn, một ý tưởng lóe lên. Điều gì sẽ xảy ra nếu họ chính thức “đóng gói” cùng một con chip quái vật này (ít nhiều) trong một “bộ áo” GeForce? Và thế là, vào tháng 2 năm 2013, GTX Titan đã ra đời: về cơ bản là một Tesla K20X với một số thay đổi để giảm giá xuống mức MSRP 999 USD, một mức giá mà vào thời điểm đó vẫn cảm thấy “ngoài hành tinh” khi đặt cạnh chiếc GTX 680 giá 499 USD.
Đột phá về dung lượng bộ nhớ và băng thông
Một bước tiến lớn khác mà Titan mang lại là sự tập trung vào dung lượng, chứ không phải xung nhịp. Nó được trang bị 6 gigabyte VRAM GDDR5 trên một bus 384-bit, điều này nghe có vẻ cực kỳ ấn tượng so với giới hạn 2GB của GTX 680. Nó cũng giải quyết một nút thắt cổ chai thực sự: các game thế giới mở và các gói texture độ phân giải cao đã bắt đầu gặp vấn đề về bộ nhớ vào thời điểm đó. Kết hợp với băng thông 288 GB/s, chiếc card này có thể truyền tải các bộ hình học (geometry sets) lớn mà không làm quá tải bus PCIe. Chạy nhiều card Titan trong cấu hình SLI, đối với các tác vụ chơi game, đã khiến nó trở nên đơn giản là bất bại.
Cấu hình SLI 4 chiều với card đồ họa Nvidia GeForce GTX Titan X Pascal
Tuy nhiên, có một thay đổi ở đây mà có thể được coi là đã thay đổi toàn bộ quỹ đạo của Nvidia như một công ty trong thập kỷ qua. Ngay cả khi khả năng tính toán độ chính xác kép (double-precision capabilities) của nó đã giảm đáng kể xuống chỉ còn một phần ba khi chạy ở xung nhịp gốc, nó vẫn mang lại hiệu suất FP64 ấn tượng 1.3 TFLOP/s. Khả năng tính toán của nó hoàn toàn được mở ra để người dùng thỏa sức khám phá, một điều chưa từng có đối với một GPU tiêu dùng. Không có card nào khác trong dòng sản phẩm của Nvidia cung cấp khả năng tính toán như thế này cho “bất kỳ ai” vào thời điểm đó, và các đối thủ AMD tương đương dựa trên kiến trúc Tahiti, như Radeon HD 7970, vẫn đơn giản là bị vượt mặt trên mọi phương diện.
Có một thay đổi khác ở đây có thể được coi là khởi đầu của một xu hướng đáng lo ngại trong việc định giá GPU. Titan, với mức giá 1.000 USD nực cười, được cho là một thử nghiệm để xem liệu có một thị trường những người đam mê, hay “prosumer”, sẵn sàng chi trả nhiều hơn mức giá GPU thông thường vào thời điểm đó hay không. Điều này đã khởi đầu xu hướng của các card như GTX 1080 Ti có giá 699 USD, RTX 3090 có giá 1.499 USD và RTX 4090 có giá 1.599 USD. Mỗi chiếc card này đều được cho là đã học hỏi từ “cuốn sách” của Titan về định giá.
Di sản bền vững và những giới hạn thời gian
Titan đã hợp pháp hóa ý tưởng rằng một GPU tiêu dùng có thể duy trì sự phù hợp bên ngoài lĩnh vực chơi game trong cả một thập kỷ. Các nhà nghiên cứu tại các phòng thí nghiệm cá nhân (home lab) vẫn có thể sử dụng chiếc card này trong các máy trạm tân trang để tạo mẫu các đường dẫn mã tăng tốc CUDA với chi phí thấp; những người đam mê đồ cổ (retro enthusiasts) vẫn thích mày mò với nó và thử nghiệm công nghệ cao cấp của một thập kỷ trước; và các nhà sưu tầm coi lớp vỏ nhôm phay (milled-aluminium shroud) của nó là khoảnh khắc mà phần cứng PC bắt đầu trông giống thiết bị công nghiệp hơn là các thiết bị chơi game lòe loẹt. Ngay cả những giới hạn của nó cũng kể một câu chuyện: 6GB VRAM trong một chiếc card tầm cỡ này, so với thời điểm của nó, giờ đây lại ít hơn mức tối thiểu.
Hiệu năng Nvidia GeForce GTX Titan trong bối cảnh hiện tại
Thách thức với các tựa game hiện đại
Các chip nhớ trên mặt sau của card đồ họa Nvidia GeForce GTX Titan nguyên bản
Thực tế đáng tiếc là chiếc GTX Titan của tôi không còn hoạt động nữa; chiếc PC máy trạm mà tôi được tặng cùng với nó bắt đầu bốc khói ngay khi tôi khởi động, và chiếc máy tính cá nhân của tôi hoàn toàn từ chối khởi động khi tôi lắp Titan vào, chỉ gặp tiếng “click” từ bộ nguồn và không có gì hơn. Đó là một cơ chế bảo vệ của bộ nguồn đang kích hoạt khi nó phát hiện đoản mạch, vì vậy, nói một cách dễ hiểu, chiếc card này chỉ còn là một cục chặn giấy. Mặc dù vậy, không khó để đoán được hiệu suất của nó ngày nay sẽ ra sao; xét cho cùng, hầu hết mọi bài kiểm tra hiệu năng (benchmark) bạn có thể nghĩ đến đều đã được công bố rộng rãi, và vô số người đam mê đã xem xét lại chiếc card này vài năm một lần để kiểm tra tình hình của nó.
Trong hầu hết mọi khía cạnh mà bạn có thể đánh giá Titan, nó đơn giản là không còn phù hợp với thời đại. Hầu hết mọi game hiện đại sẽ rất khó để đạt được 60 khung hình/giây trở lên. Tuy nhiên, ở một số tác vụ tính toán nhất định, mọi thứ lại không quá tệ, đáng chú ý nhất là khả năng FP64 của nó. Với 1.3 TFLOP/s, nó vẫn cao hơn hiệu suất FP64 của RTX 4050, vốn chỉ đạt 211.2 GFLOP/s để so sánh. Trên hết, băng thông bộ nhớ của nó vẫn vượt qua RTX 4050, cung cấp 288GB/s so với 192GB/s của 4050.
Lợi thế bất ngờ ở khả năng tính toán và băng thông
Rõ ràng, các ưu tiên đã thay đổi theo thời gian, và RTX 4050 vượt trội hơn Titan nguyên bản về mọi mặt khác ngoại trừ một số lĩnh vực rất ngách. Nhưng thật đáng kinh ngạc khi Titan nguyên bản lại có nhiều khả năng tính toán đến vậy, ngay cả khi so sánh với các card cấp thấp ngày nay. Ngày nay, hiệu suất FP32 quan trọng hơn đáng kể, và RTX 4050 cũng sẽ dễ dàng đánh bại Titan ở khía cạnh đó.
Giá trị thực sự của một “vật chứng lịch sử”
Titan ngày nay không phải là một món đồ bảo tàng vì hiệu suất hay những gì nó có thể mang lại. Trong hầu hết các trường hợp, nó thậm chí không đáng giá 50 USD bạn sẽ trả cho một chiếc trên thị trường đồ cũ. Thay vào đó, nó là một minh chứng cho cả sự tiến bộ mà chúng ta đã đạt được trong hiệu suất GPU và những thay đổi kiến trúc hiện đã trở nên phổ biến trong các GPU ngày nay. Driver hợp nhất, bộ nhớ lớn và khả năng tính toán cho tất cả mọi người. Đó là ý nghĩa của Titan, và đó là lần đầu tiên game thủ, những người tự xây dựng hệ thống (homelabber), các nhà nghiên cứu và những người yêu thích phần cứng được thiết kế tốt đều chỉ vào cùng một con chip silicon và nói: “Đó là thứ tôi muốn.”
Kết luận
Nvidia GeForce GTX Titan không chỉ là một chiếc card đồ họa mạnh mẽ vào năm 2013 mà còn là một cột mốc quan trọng, định hình cách chúng ta nhìn nhận và sử dụng GPU. Từ nguồn gốc siêu máy tính, Titan đã mang khả năng tính toán tiên tiến và dung lượng VRAM khổng lồ đến tay người tiêu dùng, đồng thời mở đường cho xu hướng định giá các sản phẩm GPU cao cấp sau này.
Mặc dù hiệu năng chơi game của nó đã lỗi thời trong bối cảnh hiện tại, di sản về khả năng tính toán FP64 và băng thông bộ nhớ của nó vẫn còn đáng nể khi so sánh với một số card phổ thông ngày nay. Hơn cả một linh kiện điện tử, GTX Titan là một biểu tượng của sự đổi mới, là minh chứng cho sự phát triển vượt bậc của công nghệ GPU và là niềm khao khát của biết bao thế hệ người yêu công nghệ. Nó đã thay đổi kỳ vọng về những gì một chiếc card đồ họa tiêu dùng có thể làm được.
Bạn có kỷ niệm nào với Nvidia GeForce GTX Titan hay một chiếc GPU huyền thoại nào khác không? Hãy chia sẻ câu chuyện của bạn trong phần bình luận bên dưới nhé!
