GeForce 600 系列

GeForce 600 系列是 NVIDIA 的第十四代 GeForce 顯示晶片。GeForce 600 首次釋出於 2011 年 12 月 6 日，型號是 GeForce 610M、GeForce GT 630M、GeForce GT 635M，均為上一代 Fermi 架構的移動版 GPU。真正全新一代 Kepler 架構的產品於 2012 年 3 月 22 日正式發表，命名為 GeForce GTX 680，競爭對手為 AMD Radeon HD 7970。在發表的同時 NVIDIA 宣佈更換沿用 6 年之久的 GeForce Logo，著力於打造全新的 GeForce 品牌形象。

架構介紹

開普勒架構以約翰內斯・開普勒命名，本身實際基於 Fermi 設計，核心由費米的流處理器群改為 SMX，其中同樣以 CUDA 核心、升級後的 PolyMorph 2.0 和 Texture Units 等組成，而每組 CUDA 核心的數量大幅增加，如 GK104 的 CUDA 核心數量為每組 192，上代 GF110 為每組 32 個，數量是其 6 倍。GK104 核心以兩組 SMX 構成一個 GPC 單元，核心共有四組 GPC 單元和四組 Raster 引擎，之間共享有 768KB L2 快取，GK104 核心內含四組 64bit 記憶體控制器，共支援 256bit 記憶體，比上代 GF110 的 384bit 低。但 GDDR5 顯示記憶體的頻率提升，可以彌補有關減少。同時開普勒架構核心支援 GPU Boost 動態超頻技術，透過 PCB 內建的晶片與 BIOS 控制，會根據 GPU 的 TDP 與實際運作功耗之間的差異來進行動態超頻。其他的特性還包括採用臺積電 28nm 製程工藝，支援 PCI-E 3.0，支援全新的反鋸齒技術 TXAA 及垂直同步技術 Adaptive VSync。開普勒架構實現了單卡三屏輸出（上一代產品只能以 SLI 方式進行），透過一個 HDMI 與兩個 DVI 進行輸出，同時還可以透過 DisplayPort 輸出，組成 3+1 顯示器模式。

1.1 SMX

相對於以往的 Streaming Mulit-processor，新的 SMX 中 CUDA 處理器的數量由 32 個大幅提升為 192 個。最終結果就是採用較少的控制單元，去控制更多的 CUDA 核心。事實上，新架構為了提升 CUDA 處理器的數量而作出的改良，是會降低整個架構的效率。但是，新的驅動程式已開始支援軟體預解碼，取代過往的硬體條件檢查，電晶體的數量可以減少，但效率依然有所提升。

1.2 SIMT

對手 AMD Radeon HD 7000 顯示核心，硬性規定 16 個流處理器為一組，而使一個 GCN 陣列支援 4 個執行緒。而 NVIDIA 的 SIMT 方面，執行緒可以自由分配。即是控制元件會根據負載，而決定一個執行緒由多少個 CUDA 核心負責。整個過程是動態的，但也考驗了驅動程式和不同應用對之的最佳化程度。除了被稱為 CUDA 核心的流處理器數目有所上升之外，每個 SMX 中有 32 個特殊功能單元，用作正弦、餘弦等計算。每個 SMX 中，並行執行緒排程器亦提升至 4 個，用作排程 CUDA 核心。指令分派單元則雙倍提升至 8 個，用作根據並行執行緒排程器，將資料分配給不同 CUDA 核心。載入 / 儲存單元有 32 個，用作提取緩衝記憶體或顯示記憶體中的資料。紋理單元有 32 個，用作處理紋理和陰影。

CUDA 核心的頻率再不是核心頻率的雙倍，而是相同。NVIDIA 聲稱是因應功率而作出改變。但也有意見是因為元件跟不上更高的頻率。

1.3 Bindless Textures

可以突破 DirectX 11 的限制，每個 shader 可以讀取得紋理數量，由最多 128 個提升至可以超過一百萬個。現時只支援 OpenGL，將來可以透過 NVAPI 支援 DirectX。

1.4 Polymorph Engine 2.0

每個 SMX 中的 Polymorph Engine 只有 8 個，比 GTX580 時的 16 個少。但曲面細分單元的運作頻率和效率都有所提升，所以 GTX680 對曲面細分效能比 GTX580 的高。

1.5 GPU Boost

顯示核心可以動態超頻，提升效能。硬體電路系統會作出監控，確保功率不會超過額定值。

1.6 Apdative VSync

垂直同步更新原意是 FPS 跟顯示器更新率同步，減少畫面撕裂效果。不過當 FPS 比較低的時候，開啟垂直同步更新會造成更新率瞬間降低。為瞭解決問題，NVIDIA 引入了自適應垂直同步更新。當遊戲應用低過某個 FPS 的時候，垂直同步更新將會被關閉。

1.7 FXAA 和 TXAA

FXAA 用意不是解決鋸齒問題，但可以提升影像品質，效率比傳統的 MSAA 提升 60%。而 TXAA 是一種全新的，基於硬體的抗鋸齒技術。透過 GTX680 中的 HDR 處理單元，矯正顏色。

1.8 四屏顯示技術

為了追趕對手 AMD 的 Eyefinity 技術，GTX680 支援四屏顯示技術，也可配合自家的 3D Vision Surround 技術。相比對手，NVIDIA 的多屏顯示技術不需要使用 DisplayPort 介面。

1.9 NVENC

新增專門 H.264 硬體轉碼單元。在處理 H.264 資料時，不用再依靠 CUDA 核心。

1.10 Direct3D 11.1

首次支援 Direct3D 11.1，相較於前代 GeForce400/500 支援的 Direct3D 11，Direct 3D11.1 是增量升級。然而實際上 GeForce 600 對 Direct 3D11.1 的支援並不完全，有 4 個 Direct3D11.1 的硬體特性並沒有予以支援。NVIDIA 認為，這些新增的特性完全可透過驅動程式來支援，無需在硬體電路上大做文章。

部分產品介紹

2.1 桌面平臺

GeForce GT 640 - 2012 年 4 月 25 日推出 OEM 版本。OEM 版本 GT 640 擁有 3 種規格：一種使用上一代的 GF116 核心，擁有 144 個 CUDA 核心，核心時脈 720Mhz，採用時脈為 1782Mhz 的 GDDR3 顯示記憶體，位寬 192 位元，容量 1.5GB/3GB，TDP 為 75W；其餘兩種使用 GK107 顯示核心，不同點在於核心時脈和使用的顯示記憶體，一種核心時脈為 797Mhz，採用位寬為 128 位元，時脈為 1782Mhz，容量 1GB/2GB 的 DDR3 顯示記憶體，其 TDP 為 50W，另一種核心時脈 950Mhz，採用位寬為 128 位元，時脈為 5000Mhz，容量 1GB/2GB 的 DDR5 顯示記憶體，TDP 為 70W。2012 年 6 月推出零售版。零售版 GT 640 擁有 2 種規格：兩種使用 GK107 顯示核心，不同點在於核心時脈和使用的顯示記憶體，一種核心時脈 797Mhz，採用位寬為 128 位元，時脈為 1782Mhz，容量 2GB 的 DDR3 顯示記憶體，TDP 為 50W，另一種核心時脈 1046Mhz，採用位寬為 64 位元，時脈為 5000Mhz，容量 1GB 的 DDR5 顯示記憶體，TDP 為 50W。
GeForce GT 645 和 GeForce GTX 645 - 前者於 2012 年 4 月 25 日推出，供 OEM 市場，GeForce GTX 560 SE 的更名版，晶片代號為 GF114-400-A1；在 2013 年 4 月 22 日 GT 645 被 GTX 650 的 OEM 版本：GTX 645 所取代，採用規格有所刪減，代號為 GK106 的顯示核心，576 個 CUDA 核心，核心時脈 823MHz，記憶體位寬 128 位元，容量 1GB 的 GDDR5 顯示記憶體。
GeForce GTX 650 - 2012 年 9 月 17 日發布。採用代號為 GK107 的顯示核心（GK107-450-A2）：384 個 CUDA 核心，核心時脈 1058MHz；GDDR5 顯示記憶體，容量 1GB、位寬 128 位元；採用單 6-Pin 輔助供電連線埠。
GeForce GTX 650 Ti 和 GeForce GTX 650 Ti Boost，前者 2012 年 10 月 9 日發布，採用規格有所刪減，代號為 GK106 的顯示核心，768 個 CUDA 核心，核心時脈 928MHz，128 位元位寬的 GDDR5 顯示記憶體；後者於 2013 年 3 月 26 日發布，採用幾乎相同的核心，但核心時脈升至 980MHz，而且使用 192 位元位寬的 GDDR5 記憶體控制器，顯示記憶體容量 2GB。
GeForce GTX 660 - 2012 年 8 月 22 日發布。OEM 版本採用進一步 “閹割” 的代號為 GK104 的核心（GK104-200-KD-A2）：1152 個 CUDA 核心，核心時脈 823MHz～888MHz；零售版是全新的代號為 GK106 的顯示核心（GK106-400-A1）：960 個流處理器，核心時脈 980MHz；零售版和 OEM 版本均採用 GDDR5 顯示記憶體，位寬 192 位元，但 OEM 版的記憶體容量為 1.5GB 或 3GB，而零售版的容量則為 2GB；OEM 版本和零售版的的外接輔助供電均為單 6Pin 連線埠。
GeForce GTX 660 Ti - 2012 年 8 月 19 日正式釋出。GeForce GTX 660 Ti 採用規格和 GeForce GTX 670 相同的代號為 GK104 的核心（GK104-300-KD-A2），1344 個 CUDA 核心，供電設計也和 GTX 670 一致，依然是雙 6Pin 供電，記憶體容量一樣是 2GB/4GB GDDR5 但其位寬降至 192 位元，公版的 PCB 也和 GTX670 一致。
GeForce GTX 670 - 2012 年 5 月 10 日發布。GeForce GTX 670 採用規格小幅刪減的代號為 GK104 的顯示核心（GK104-325-A2），擁有 1344 個 CUDA 核心，112 個紋理單元，32 個 ROP 光柵單元，核心時脈為 900MHz，採用時脈為 5000Mhz 的 GDDR5 顯示記憶體，位寬 256 位元，容量 2GB/4GB，採用雙 6Pin 輔助供電，但公版的 PCB 則採用緊湊設計，使得公版 GTX 670 的電路板長度比公版 GTX 680 的短了 1/3。
GeForce GTX 680 - 2012 年 3 月 22 日推出。採用完整的，代號為 GK104 的顯示核心（GK104-400）。 GTX 680 公版顯示卡採用 P2002 PCB，有 1536 個 CUDA 核心，核心時脈 1006MHz，著色器時脈 2012MHz，記憶體時脈 6208MHz，容量為 2GB，TDP 為 195W，採用雙 6Pin 外接輔助供電。在多個媒體評測中效能超過競爭對手 AMD 的 Radeon HD 7970，但仍不敵 AMD 稍後推出的 Radeon HD 7970 GHz Edition。
GeForce GTX 690 - 2012 年 4 月 29 日推出。在 2012 年 5 月 1 日國際勞動節假期，已經有不少媒體收到了測試樣卡。GeForce GTX 690 採用 2 顆完整的代號為 GK104 的顯示核心（GK104-355-A2），3072 個 CUDA 核心，核心時脈 915MHz，4GB 容量的 512 位元位寬 GDDR5 顯示記憶體，外接雙 8Pin 輔助供電。2013 年，有硬體玩家發現，公版的 Geforce GTX 690 僅僅更變 PCB 背板上 GPU 晶片鄰近的幾顆電阻焊接位上的電阻有無或電阻阻值，即可變成 Quadro K5000 專業繪圖卡或是 Tesla K10 運算加速卡。

晶片規格

3.1 桌上型平臺顯示核心

1 統一渲染器 / 流處理器數量：紋理對映單元數量：渲染輸出單元數量
2 GeForce 605 是 GeForce 510 的更名產品。
3 GeForce GT 610 是 GeForce GT 520 的更名產品
4 GeForce GT 620 的 OEM 版本是 GeForce GT 520 的更名版本
5 GeForce GT 620 的零售版本是 GeForce GT 530 的更名版本
6 更新版 GeForce GT 630 DDR3 版本是 GeForce GT 440 DDR3 版本的更名版本
7 GeForce GT 630 GDDR5 版本是 GeForce GT 440 GDDR5 版本的更名版本
8 GeForce GT 640 OEM 版本是 GeForce GT 545 DDR3 版本的更名版本
9 GeForce GT 645 OEM 版本是 GeForce GTX 560 SE 的更名版本
10 畫素填充率的計算：ROP 的數量乘以基準核心時脈速率（時脈單位 Hz），單位畫素數每秒（P/s）。
11 紋理填充率的計算：TMU 的數量乘以基準核心時脈速率（時脈單位 Hz），單位紋理數每秒（T/s）。
12 GDDR5 視訊記憶體的資料傳輸時脈速率是其運作時脈的四倍，DDR3 記憶體的則為兩倍。

3.2 行動平臺顯示核心

GeForce 600M 系列，是面向筆記型電腦平臺的顯示核心。

1 統一渲染器 / 流處理器數量：紋理對映單元數量：渲染輸出單元數量