NVIDIA GeForce 600

GeForce 690系列是NVIDIA的第14代GeForce顯示晶片。GeForce 600首次發佈於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。

架构介紹 

开普勒架构以约翰内斯·开普勒命名，本身际基於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緩存，GK104核心內含四組64bit記憶體控制器，共支援2564567890bit記体，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。同時开普勒架構核心支援GPU Boost動態超頻技術，通過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。开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），通過一個HDMI與兩個DVI進行輸出，同時還可以通過DisplayPort輸出，組成3+1顯示器模式。

SMX 
相對於以往的Streaming Mulit-processor，新的SMX中CUDA處理器的數量由362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软件预解码，取代過往的硬體條件檢查，晶體管的數量可以減少，但效率依然有所提升。

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個線程。而NVIDIA的SIMT方面，线程可以自由分配。即是控制元件會根據負載，而決定一個線程由多少個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優化程度。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個特殊功能单元，用作正弦、余弦等計算。每個SMX中，并行线程调度器亦提升至4個，用作调度CUDA核心。指令分派单元則雙倍提升至8個，用作根據并行线程调度器，將數據分配給不同CUDA核心。载入/存储单元有32個，用作提取緩衝記憶體或顯示記憶體中的數據。纹理单元有32個，用作處理纹理和阴影。

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。

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個提升至可以超過一百万个。現時只支援OpenGL，將來可以透過NVAPI支援DirectX。

Polymorph Engine 2.0
每個SMX中的Polymorph Engine只有8個，比GTX580時的16個少。但曲面细分单元的運作頻率和效率都有所提升，所以GTX680對曲面细分性能比GTX580的高。

GPU Boost
顯示核心可以動態超頻，提升性能。硬件电路系统會作出監控，確保功率不會超過額定值。

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间降低。為了解決問題，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。

FXAA和TXAA
FXAA用意不是解決锯齿問題，但可以提升圖像品質，效率比傳統的MSAA提升60%。而TXAA是一種全新的，基於硬體的抗锯齿技术。透過GTX680中的HDR處理單元，矫正顏色。

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

NVENC
新增专门H.264硬件转码单元。在處理H.264數據時，不用再依靠CUDA核心。

Direct3D 11.1
首次支援Direct3D 11.1，相較于前代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

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；其餘两種使用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：两種使用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輔助供電連接埠。
 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連接埠。
 GeForce GTX 660 Ti - 2012年8月19日正式发布。GeForce GTX 660 Ti采用规格和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采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个纹理单元，32个ROP光栅单元，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，但仍不敌AMD稍后推出的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。而GTX690也被稱為“戰術核顯卡”。

晶片規格

桌上型平台顯示核心 
 1 統一渲染器/流處理器數量 : 紋理映射單元數量 : 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。

行動平台顯示核心
GeForce 600M系列，是面向筆記型電腦平台的顯示核心。

 1 統一渲染器/流處理器數量 : 紋理映射單元數量 : 渲染輸出單元數量

相關條目 
GeForce 600系列規格列表
GeForce 600 M系列規格列表

參考鏈接

外部連結 

 NVIDIA主頁
 NVIDIA Kepler Compute Architecture

2011年
2011年面世的產品