GTX680

GTX680

GTX680是英偉達公司的晶片,是NVIDIA第二代DirectX 11圖形構架產品,GPU核心架構為“克卜勒”。採用全新28納米製造工藝。

基本介紹

  • 中文名:英偉達GTX680
  • 發布時間:台北時間2012年3月22日21時
  • 產地:美國
  • 公司:英偉達
  • 核心架構:克卜勒
  • 默認核心頻率:大於1GHz
  • 製造工藝:28nm
基本信息,名詞解讀,規格參數,

基本信息

台北時間2012年3月22日21時,美國西海岸時間2012年3月22日6時,NVIDIA正式發布了第二代DirectX 11圖形構架產品——代號Kepler的GTX680。這是一款集小巧、低成本、低功耗以及高性能於一身的全新產品,它將會直接以最高規格單芯旗艦的身份面對競爭對手AMD於3個月之前發布的Tahiti構架旗艦產品HD7970。
GTX680
NVIDIA正式發布了旗下最新一代顯示卡產品,GPU核心架構為“克卜勒”的GEFORCE GTX680。這是自上代“費米”架構的以來NVIDIA全面更新的GPU核心架構,也是繼GTX580之後新一代旗艦級顯示卡,是凝聚了NVIDIA最先進技術的頂級產品。GTX680採用全新28納米製造工藝,與NVIDIA上代旗艦GTX580相比,CUDA核心數量暴增至1536個,核心頻率飆升至1006MHz,成為首款默認核心頻率超過1GHz的旗艦級顯示卡。而令人吃驚的是,電晶體數量和核心面積卻都有所減少,遠遠低於GTX580和HD7970,這樣一來供電方面僅需要雙6Pin外接PCI-E供電,熱設計功耗也僅有195W,成為近年來最為省電的旗艦顯示卡。顯存方面,GTX680採用了256Bit GDDR5,而顯存頻率大幅提高,達到了創紀錄的6000MHz。此外,這次GEFORCE GTX680可以支持4屏顯示,在顯示接口的配備上也有所改進,將使用多年的DVIx2+MiniHDMI的組合改為DVIx2+HDMI+DP。售價方面,官方定位3999元,這比HD7970普遍4000以上要划算

名詞解讀

NVIDIA和AMD的GPU架構相關名詞解讀
1. NVIDIA喜歡用物理學家的名字來為GPU架構命名,從DX10開始第一代叫做Tesla(特斯拉)、第二代是Fermi(費米)、第三代是Kepler(克卜勒)、第四代是Maxwell(麥克斯韋),這些科學家的大名是如雷貫耳,就不做解釋了。
2. Kepler(克卜勒)是NVIDIA新一代的GPU架構代號,基於克卜勒架構第一顆GPU的代號是GK104,基於GK104核心的首款顯示卡是GeForce GTX 680。
3. AMD以前GPU代號和NVIDIA一樣也是字母+數字,但從DX11時代開始GPU的代號用單詞來命名,比如HD5000系列的架構代號是EverGreen(常青樹),高端HD5870核心代號Cypress(柏樹)、中端HD5770核心代號Juniper(杜松);
HD6000的架構代號是North Island(北方群島),高端HD6970核心代號Cayman(開曼群島),中端HD6870核心代號Barts(聖巴特,加勒比海某小島);
HD7000的架構代號是Sourth Island(南方群島),高端HD7970核心代號Tahiti(大溪地),中端HD7870核心代號Pitcairn(南太平洋某英屬群島),主流HD7770核心代號Cape Verde(維德角,非洲最南邊島國)。
對於顯示卡來說,核心頻率仍然是決定其性能的關鍵參數,在相同架構和核心數量的情況下,更高的頻率意味著更強的性能。而這一次“克卜勒”除了架構上的全面改變,GTX680這次引入了一項全新技術:GPU Boost,意思是GPU加速。這種動態超頻技術對我們來說並不陌生,Intel在CPU中使用了Turbo Boost(睿頻)技術,NVIDIA此次的GPU Boost技術與其極為相似,不過這種技術是首次在GPU中使用,GTX680也是第一款套用了動態加速技術的顯示卡。
GTX680功耗只有驚人的195瓦,這與之前的NVIDIA顯示卡功耗高,發熱量大完全不一樣,甚至比HD7970還低,GTX680做到了性能提高但功耗降低,相比HD7970,GTX680隻有35.4億個電晶體,而7970則有43億個電晶體,比較位寬,GTX680是256Bit,7970則是384,顯存方面也不占優勢,為了彌補這一點不足,NVIDIA將GTX680默認顯存為6008Mhz的高頻率上(顯存數據傳輸率為6.0 Gbps),最終顯存頻寬仍然達到了192GB/s,在理論性能上與上代配備384bit顯存位寬的GTX580持平.
GPU boost
GPU Boost的設計思路與CPU領域的Turbo Boost、Turbo Core等技術有些類似,但又不盡相同。CPU領域的這種技術主要被套用在多核心CPU上,所實現的效果簡單來說就是當套用軟體無法利用多執行緒運算時,CPU將能夠自動讓“多餘”的核心處於接近關閉狀態,並提高“可利用”核心的頻率,藉此達到加速的目的。規則是以CPU的TDP為“參照值”,“關”核心能夠帶來TDP的下降,而提升“可利用”核心頻率則會帶來TDP的上升,但最終無論怎樣調整工作的核心數量及提升頻率,最終都不會超過CPU的TDP。
GTX680
但是GTX680並沒有勝出HD7970太多,截至目前測試中GTX680隻比HD7970快百分之9左右,2012年6月22日,AMD正式發布新旗艦HD7970 GHZ,這款顯示卡不僅將頻率提升為1G,同時還加入了BOOST功能,HD7970 GHZ雖然在性能上戰勝了GTX680,但是卻帶來了更大的功耗
可能是由於GF110/GF100核心在功耗控制方面的失敗,這次NVIDIA在設計GK104核心是非常注重Performance per Watt(每瓦特性能),也就是我們通常所說的性能/功耗比。之前說過TMSC的28nm為NVIDIA實現這一目標提供了良好的基礎,接下來要做的就是在架構設計上下功夫了。
之所以NVIDIA將新一代SM稱之為SMX,確實是因為SMX相比之前的SM有較大的改動。那么SM具體是做什麼的呢?
SM是NVIDIA統一GPU架構的核心部分,其內部的CUDA Core可以執行pixel(像素)、vertex(頂點)、geometry shading(幾何著色)、physics(物理)以及compute(運算)等工作;而紋理單元則可以執行texture filtering(紋理過濾)的載入/存儲以及讀取和保存數據到顯存等工作;另外,SFU(Special Function Units,特殊功能單元)可處理transcendental(先驗)和graphics interpolation(圖形插值)指令;最後PolyMorph引擎可用於處理vertex fetch(頂點獲取)、tessellation(曲面細分)、viewport transform(視點變換)、attribute setup(屬性設定)、和stream output(流輸出)。
SMX架構圖SMX架構圖

規格參數

代號:GK104
電晶體數量:35.2億
顯示卡工藝:28nm
流處理器(sp):1536個
光柵單元:32個
核心頻率:1006MHz
顯存頻率:6008MHz
顯存頻寬:192GB/S
顯存容量:2GB
顯存位寬:256bit
最大解析度:2560X1600
顯示卡功耗:195W
供電方式:6Pin+6Pin
GPU Boost:1058MHz
DirectX 版本:DX11.1
散熱方式:散熱風扇

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