NVIDIA GeForce GTX 680-recension: Återtagning av prestandakronan

“Hur följer du upp Fermi?” Det är frågan vi hade när vi gick in på NVIDIAs pressbriefing för GeForce GTX 680 och Kepler-arkitekturen tidigare denna månad. Med Fermi tog NVIDIA inte bara prestandakronan för spel, utan de lyckades bygga vidare på sin framgång på de professionella marknaderna med Tesla och Quadro. Även om det var en mycket tydligt tuff start för NVIDIA, gick Fermi ganska bra till slut.

Så hur följer du upp Fermi? Som det visar sig följer man upp det med något som på många sätt är mer av detsamma. Med fokus på effektivitet har NVIDIA skalat ner Fermi till kärnan och sedan byggt upp den igen; minskar både strömförbrukningen och formstorleken, allt samtidigt som de flesta aspekter vi har lärt känna med Fermi bibehålls. Slutresultatet är NVIDIAs nästa generations GPU-arkitektur: Kepler.

GeForce GTX 680 lanseras idag, vars hjärta är NVIDIAs nya GK104 GPU, baserad på deras lika nya Kepler-arkitektur. Som vi kommer att se har NVIDIA inte bara återtagit prestandakronan med GeForce GTX 680, utan de har gjort det på ett sätt som verkligen anstår deras effektivitetssträvan.

Tekniskt sett är Keplers lansering idag en dubbellansering. På skrivbordet har vi GTX 680, baserad på GK104 GPU. Samtidigt i det mobila utrymmet har vi GT640M, som är baserad på GK107 GPU. Även om NVIDIA inte är som AMD genom att de inte tillkännager produkter i förväg, är det en säker satsning att vi så småningom kommer att se GK107 flytta upp till stationära datorer och GK104 flytta ner till bärbara datorer i framtiden.

Vad du dock inte hittar idag – och i ett betydande avsteg från NVIDIAs tidigare lanseringar – är Big Kepler. Sedan G80:s dagar har NVIDIA alltid producerat en stor 500mm2+ GPU för att fungera både som flaggskepps-GPU för deras konsumentlinjer och den grundläggande GPU:n för deras Quadro- och Tesla-linjer, och har alltid lanserats med den stora GPU:n först. På 294mm2 GK104 är inte Big Kepler, och även om NVIDIA inte kommenterar oanmälda produkter, någonstans i tarmen av NVIDIA Big Kepler lever verkligen och väntar på sin dag i solen. Som sådan är detta den första NVIDIA-lanseringen där vi inte kan prata om konsekvenserna för Tesla eller Quadro, eller egentligen för den delen vad NVIDIAs toppprestanda för den här generationen kan vara.

Hur som helst, vi ska hoppa in i de fullständiga arkitektoniska detaljerna för GK104 om en stund, men låt oss snabbt prata om specifikationerna först. Till skillnad från Fermi eller AMD:s GCN är Kepler ingen helt ny arkitektur. För att vara säker på att det finns några mycket viktiga förändringar, men på en hög nivå har Keplers funktion inte förändrats nämnvärt jämfört med Fermi. Med Kepler är det vi i slutändan tittar på en formkrympt destillation av Fermi, och i fallet med GK104 är det specifikt en destillation av GF114 snarare än GF110.

Från toppen har GTX 680 en fullt aktiverad GK104 GPU – till skillnad från den första generationen av Fermi-produkter finns det inga sken med funktionshindrade enheter här. Detta innebär att GTX 680 har 1536 CUDA-kärnor, en massiv ökning från GTX 580 (512) och GTX 560 Ti (384). Observera dock att NVIDIA har släppt shader-klockan med Kepler och istället valt att fördubbla antalet CUDA-kärnor för att uppnå samma effekt, så även om 1536 CUDA-kärnor är ett stort antal är det egentligen bara dubbelt så många kärnor som GF114 vad gäller prestanda är bekymrad. De 1536 CUDA-kärnorna förenar sig med 32 ROP och 128 texturenheter; antalet ROP är i praktiken oförändrat från GF114, medan antalet texturenheter har fördubblats. Samtidigt på minnes- och cachesidan av saker och ting har GTX 680 en 256-bitars minnesbuss tillsammans med 512KB L2-cache.

När det gäller klockhastigheter kommer GTX 680 att introducera några rynkor med tillstånd av Kepler. Som vi nämnde tidigare är shader-klockan borta i Kepler, med allt som nu rinner av från kärnklockan (eller som NVIDIA gillar att uttrycka det, grafikklockan). Samtidigt introducerar Kepler Boost Clock – i praktiken en turboklocka för GPU:n – så vi har fortfarande en 3:e klocka att uppmärksamma. Med det sagt levereras GTX 680 med en basklocka på 1006MHz och en boostklocka på 1058MHz. På minnessidan av saker och ting har NVIDIA äntligen lyckats slå ut sin minneskontroll helt, vilket gör att NVIDIA kan levereras med en minnesklocka på 6,006GHz.

Sammantaget har GTX 680 på pappret ungefär 195 % skuggprestandan, 260 % ​​texturprestandan, 87 % av ROP-prestandan och 100 % av minnesbandbredden för GTX 580. Eller jämfört med sin mer direkta förfader GTX 560 Ti, GTX 680 har 244 % av skuggprestandan, 244 % av texturprestandan, 122 % av ROP-prestandan och 150 % av minnesbandbredden för GTX 560 Ti. Jämfört med GTX 560 Ti har NVIDIA effektivt fördubblat alla aspekter av sin GPU förutom ROP-prestanda, vilket är det område där NVIDIA anser att de redan har tillräckligt med prestanda.

På kraftfronten har GTX 680 några olika siffror att brottas med. NVIDIAs officiella TDP är 195W, men som med GTX 500-serien anser de fortfarande att detta är ett genomsnittligt antal snarare än ett sant maximum. Den andra siffran är boost-målet, vilket är den högsta effektnivån som GPU Boost kommer att gå till; den siffran är 170W. Slutligen, även om NVIDIA inte publicerar en officiell inaktiv TDP, bör GTX 680 ha en ledig TDP på ​​cirka 15W. Sammantaget är GTX 680 inriktat på ett kraftpaket någonstans mellan GTX 560 Ti och GTX 580, även om det är närmare det förra än det senare.

När det gäller själva GK104, som vi redan har nämnt, är GK104 en mindre än genomsnittet GPU för NVIDIA, med en formstorlek på 294 mm2. Detta är ungefär 89 % av storleken på GF114, eller jämfört med GF110 bara 56 % av storleken. Inuti den 294 mm2 NVIDIA packar 3,5B transistorer tack vare TSMC:s 28nm-process, bara 500 miljoner mer än GF110 och förklarar till stor del varför GK104 är så liten jämfört med GF110. Eller för att återigen göra en jämförelse med GF114, detta är 1050M (53%) mer än GF114, vilket gör det faktum att GK104 fördubblar de flesta av GF114:s funktionella enheter desto mer överraskande. Med Kepler kommer NVIDIA att fokusera hårt på effektivitet, och detta är ett sådant exempel på Keplers effektivitet i aktion.

Sist men inte minst, låt oss prata om prissättning och tillgänglighet. GTX 680 är efterföljaren till GTX 580 och NVIDIA kommer att prissätta den i enlighet med detta, med en MSRP på $500. Detta är samma pris som GTX 580 och GTX 480 lanserade redan 2010, och även om det är konsekvent för ett x80 grafikkort är det faktiskt ett konservativt pris med tanke på GK104:s formstorlek. NVIDIA måste ta in sin prissättning vid rätt tillfälle för att bekämpa AMD, men de har inte mer bråttom än AMD för att starta priskrig, så det är konservativ prissättning överallt för tillfället.

AMD:s konkurrens är förstås de nyligen lanserade Radeon HD 7970 och 7950. Priserna för $550 och $450 ligger GTX 680 mitt emellan när det gäller prissättning. Men när det gäller spelprestanda är GTX 680 generellt mer än en match för 7970, vilket kommer att lämna AMD i en tuff plats. AMD:s partners har visserligen överklockade kort från fabriken, men de stänger bara prestandagapet till priset av ett ännu större prisgap. NVIDIA har prissatt GTX 680 för att underskatta 7970, och det är precis vad som kommer att hända idag.

När det gäller tillgänglighet får vi veta att det borde likna tidigare lanseringar av avancerade grafikkort, det vill säga att det kommer att vara touch and go. Som med alla lanseringar har NVIDIA lagrat kort men det är fortfarande ett säkert kort att GTX 680 kommer att sälja slut under den första dagen. Utöver den första lanseringen är det inte klart om NVIDIA kommer att kunna hålla jämna steg med efterfrågan under nästa månad eller så. NVIDIA har varit ganska tillmötesgående till sina investerare om hur 28nm-produktionen går, och även om avkastningen har varit acceptabel har TSMC inte tillräckligt med wafers för att tillfredsställa alla sina kunder på en gång, så NVIDIA får fortfarande färre wafers än de skulle vilja. Tills helt nyligen har AMD:s partners haft svårt att hålla 7970 i lager, och det är troligt att det kommer att vara samma historia för NVIDIAs partners.