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GTX680

GTX680是英偉達公司的芯片，是NVIDIA第二代DirectX 11圖形構架產品，GPU核心架構為“開普勒”。採用全新28納米制造工藝。

中文名: 英偉達GTX680
發佈時間: 北京時間2012年3月22日21時
產地: 美國

公司: 英偉達
核心架構: 開普勒
默認核心頻率: 大於1GHz
製造工藝: 28nm

GTX680基本信息

北京時間2012年3月22日21時，美國西海岸時間2012年3月22日6時，NVIDIA正式發佈了第二代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個月之前發佈的Tahiti構架旗艦產品HD7970。

GTX680(9張)

NVIDIA正式發佈了旗下最新一代顯卡產品，GPU核心架構為“開普勒”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卡，是凝聚了NVIDIA最先進技術的頂級產品。GTX680採用全新28納米制造工藝，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的旗艦級顯卡。而令人吃驚的是，晶體管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

GTX680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（開普勒）、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（開普勒）是NVIDIA新一代的GPU架構代號，基於開普勒架構第一顆GPU的代號是GK104，基於GK104核心的首款顯卡是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（北方羣島），高端HD6970核心代號Cayman（開曼羣島），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（南方羣島），高端HD7970核心代號Tahiti（大溪地），中端HD7870核心代號Pitcairn（南太平洋某英屬羣島），主流HD7770核心代號Cape Verde（佛得角，非洲最南邊島國）。

對於顯卡來説，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，更高的頻率意味着更強的性能。而這一次“開普勒”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説並不陌生，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也是第一款應用了動態加速技術的顯卡。

GTX680功耗只有驚人的195瓦，這與之前的NVIDIA顯卡功耗高，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只有35.4億個晶體管，而7970則有43億個晶體管，比較位寬，GTX680是256Bit，7970則是384，顯存方面也不佔優勢，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），最終顯存帶寬仍然達到了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應用在多核心CPU上，所實現的效果簡單來説就是當應用軟件無法利用多線程運算時，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。

但是GTX680並沒有勝出HD7970太多，測試中GTX680只比HD7970快百分之9左右，2012年6月22日，AMD正式發佈新旗艦HD7970 GHZ，這款顯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），也就是我們通常所説的性能/功耗比。之前説過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。那麼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（幾何着色）、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）的加載/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（屬性設置）、和stream output（流輸出）。