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贡献者：angelazhang 浏览：1353次 创建时间：2015-04-26
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GTX680
1 基本介绍
北京时间2012年3月22日21时，美国西海岸时间2012年3月22日6时，NVIDIA正式发布了第二代DirectX 11图形构架产品——代号Kepler的GTX680。这是一款集小巧、低成本、低功耗以及高性能于一身的全新产品，它将会直接以最高规格单芯旗舰的身份面对竞争对手AMD于3个月之前发布的Tahiti构架旗舰产品HD7970。
NVIDIA正式发布了旗下最新一代显卡产品，GPU核心架构为“开普勒”的GEFORCE GTX680。这是自上代“费米”架构的以来NVIDIA全面更新的GPU核心架构，也是继GTX580之后新一代旗舰级显卡，是凝聚了NVIDIA最先进技术的顶级产品。GTX680采用全新28纳米制造工艺，与NVIDIA上代旗舰GTX580相比，CUDA核心数量暴增至1536个，核心频率飙升至1006MHz，成为首款默认核心频率超过1GHz的旗舰级显卡。而令人吃惊的是，晶体管数量和核心面积却都有所减少，远远低于GTX580和HD7970，这样一来供电方面仅需要双6Pin外接PCI-E供电，热设计功耗也仅有195W，成为近年来最为省电的旗舰显卡。显存方面，GTX680采用了256Bit GDDR5，而显存频率大幅提高，达到了创纪录的6000MHz。此外，这次GEFORCE GTX680可以支持4屏显示，在显示接口的配备上也有所改进，将使用多年的DVIx2+MiniHDMI的组合改为DVIx2+HDMI+DP。售价方面，官方定位3999元，这比HD7970普遍4000以上要划算
2 名词解读
NVIDIA和AMD的GPU架构相关名词解读
1. NVIDIA喜欢用物理学家的名字来为GPU架构命名，从DX10开始第一代叫做Tesla（特斯拉）、第二代是Fermi（费米）、第三代是Kepler（开普勒）、第四代是Maxwell（麦克斯韦），这些科学家的大名是如雷贯耳，就不做解释了。
2. Kepler（开普勒）是NVIDIA新一代的GPU架构代号，基于开普勒架构第一颗GPU的代号是GK104，基于GK104核心的首款显卡是GeForce GTX 680。
3. AMD以前GPU代号和NVIDIA一样也是字母+数字，但从DX11时代开始GPU的代号用单词来命名，比如HD5000系列的架构代号是EverGreen（常青树），高端HD5870核心代号Cypress（柏树）、中端HD5770核心代号Juniper（杜松）；
HD6000的架构代号是North Island（北方群岛），高端HD6970核心代号Cayman（开曼群岛），中端HD6870核心代号Barts（圣巴特，加勒比海某小岛）；
HD7000的架构代号是Sourth Island（南方群岛），高端HD7970核心代号Tahiti（大溪地），中端HD7870核心代号Pitcairn（南太平洋某英属群岛），主流HD7770核心代号Cape Verde（佛得角，非洲最南边岛国）。
对于显卡来说，核心频率仍然是决定其性能的关键参数，在相同架构和核心数量的情况下，更高的频率意味着更强的性能。而这一次“开普勒”除了架构上的全面改变，GTX680这次引入了一项全新技术：GPU Boost，意思是GPU加速。这种动态超频技术对我们来说并不陌生，Intel在CPU中使用了Turbo Boost（睿频）技术，NVIDIA此次的GPU Boost技术与其极为相似，不过这种技术是首次在GPU中使用，GTX680也是第一款应用了动态加速技术的显卡。
GTX680功耗只有惊人的195瓦，这与之前的NVIDIA显卡功耗高，发热量大完全不一样，甚至比HD7970还低，GTX680做到了性能提高但功耗降低，相比HD7970，GTX680只有35.4亿个晶体管，而7970则有43亿个晶体管，比较位宽，GTX680是256Bit，7970则是384，显存方面也不占优势，为了弥补这一点不足，NVIDIA将GTX680默认显存为6008Mhz的高频率上（显存数据传输率为6.0 Gbps），最终显存带宽仍然达到了192GB/s，在理论性能上与上代配备384bit显存位宽的GTX580持平.
GPU boost
GPU Boost的设计思路与CPU领域的Turbo Boost、Turbo Core等技术有些类似，但又不尽相同。CPU领域的这种技术主要被应用在多核心CPU上，所实现的效果简单来说就是当应用软件无法利用多线程运算时，CPU将能够自动让“多余”的核心处于接近关闭状态，并提高“可利用”核心的频率，借此达到加速的目的。规则是以CPU的TDP为“参照值”，“关”核心能够带来TDP的下降，而提升“可利用”核心频率则会带来TDP的上升，但最终无论怎样调整工作的核心数量及提升频率，最终都不会超过CPU的TDP。
但是GTX680并没有胜出HD7970太多，截至目前测试中GTX680只比HD7970快百分之9左右，2012年6月22日，AMD正式发布新旗舰HD7970 GHZ，这款显卡不仅将频率提升为1G，同时还加入了BOOST功能，HD7970 GHZ虽然在性能上战胜了GTX680，但是却带来了更大的功耗
可能是由于GF110/GF100核心在功耗控制方面的失败，这次NVIDIA在设计GK104核心是非常注重Performance per Watt（每瓦特性能），也就是我们通常所说的性能/功耗比。之前说过TMSC的28nm为NVIDIA实现这一目标提供了良好的基础，接下来要做的就是在架构设计上下功夫了。
之所以NVIDIA将新一代SM称之为SMX，确实是因为SMX相比之前的SM有较大的改动。那么SM具体是做什么的呢？
SM是NVIDIA统一GPU架构的核心部分，其内部的CUDA Core可以执行pixel（像素）、vertex（顶点）、geometry shading（几何着色）、physics（物理）以及compute（运算）等工作；而纹理单元则可以执行texture filtering（纹理过滤）的加载/存储以及读取和保存数据到显存等工作；另外，SFU（Special Function Units，特殊功能单元）可处理transcendental（先验）和graphics interpolation（图形插值）指令；最后PolyMorph引擎可用于处理vertex fetch（顶点获取）、tessellation（曲面细分）、viewport transform（视点变换）、attribute setup（属性设置）、和stream output（流输出）。
3 规格参数
代号：GK104
晶体管数量：35.2亿
显卡工艺：28nm
流处理器（sp）：1536个
光栅单元：32个
核心频率：1006MHz
显存频率：6008MHz
显存带宽：192GB/S
显存容量：2GB
显存位宽：256bit
最大分辨率：2560X1600
显卡功耗：195W
供电方式：6Pin+6Pin
GPU Boost：1058MHz
DirectX 版本：DX11.1
散热方式：散热风扇
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参考资料
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