Začít bychom mohli v roce 2007, kdy v Nvidii poprvé padl názor, že by bylo na čase odstartovat přípravy další generace grafických karet. Také bychom mohli začít v San Franciscu v polovině letošního března, kdy Nvidia představila Kepler před zraky novinářů. Ale tentokrát to vezmeme ještě jinak: Co to vlastně je Kepler.

Nvidia GeForce GTX 680 (GK104 Kepler) v SLI

O Kepleru jsme toho za poslední rok mohli číst a slyšet poměrně dost (a teď nemluvím o chaotických smyšlenkách), jen jsme následkem těch informací mohli čekat trochu jiný produkt, než si dnes představíme. Slajdy a útržky z různých prezentací až dosud mluvily především o 3× vyšším poměru double-precision výkonu na watt, GPGPU zaměření a čipu, který snad má připomínat jakousi HPC bestii. Nic takového ale GeForce GTX 680 není. Tu bychom si totiž mohli charakterizovat oficiální reakcí Nvidia na dotaz, jaký výkon v double-precision GTX 680 nabídne:

„Výkon v double-precision bude nižší než v single-precision. Tohle je herní karta pro hráče, takže o těchto věcech nemá smysl mluvit.“

Co to znamená? Zkrátka tolik, že Nvidia podobně jako u minulých generací připravovala dva čipy: Jeden určený primárně pro hráče (například G92 / GTS 250, GF104 / GTX 460 nebo GF114 / GTX 560) a druhý s rozšířenou podporou pro GPGPU / HPC funkcionalitu (jako byly kupříkladu GT200 / GTX 280, GF100 / GTX 480 či GF110 / GTX 580). Stejně jako GF104 a GF114, tak i GK104 z generace Kepler je tím hráčským čipem. Rozdíl je v tom, že Nvidia zatím druhý z čipů v nejbližší době nevydá, a tak se tentokrát rozhodla pro hráčský čip použít označení GeForce GTX 680.

Nvidia GeForce GTX 680 GPU a PCB

V tomto kontextu už vás asi nepřekvapí, že karta nenese žádný monstrózní ~500mm² čip, ale GPU spíše o dvě stovky milimetrů čtverečních menší, které se blíží ~300 mm². Konkrétně mluvíme o ploše 294 mm², což je více než měla třeba G92b (GeForce GTS 250), ale zase o 65mm² méně, než v případě mainstreamových Fermi GF104 a GF114 (GeForce GTX 460 / 560).

Do tabulky jsme pro srovnání zahrnuli i kompletní výčet DX9+ grafických čipů, které nesly 256bit sběrnici - zajímavé je všimnout si, že existují 256bit čipy o 100 mm² menší i o 100 mm² větší než Nvidia GK104. Bouřlivé internetové diskuse na téma velikosti jádra této grafické karty asi hned tak neutichnou; na GPU můžeme nahlížet několika způsoby: Na high-end Nvidie posledních let je malý, ve srovnání s high-endem ATI/AMD posledních generací vychází srovnatelně, mezi 256bit čipy zase spadá do třetiny největších.

Nvidia GK104 (vlevo) a AMD Tahiti (vpravo)

Také lze velikost jádra srovnat s novými produkty AMD: Oproti Tahiti (HD 7970) je Kepler o 71 mm² menší, oproti Pitcairn (HD 7870) zase o 82 mm² (39 %) větší. Tolik k proporcím křemíku, teď už přejděme k samotným specifikacím:

	GeForce GTX 560 Ti	GeForce GTX 580	GeForce GTX 680
GPU	Nvidia GF114 1,95 mld. tr.	Nvidia GF110 3,00 mld. tr.	Nvidia GK104 3,54 mld. tr.
Plocha jádra	360 mm²	520 mm²	294 mm²
Výrobní proces	40nm TSMC	40nm TSMC	28nm TSMC
Frekvence	822 MHz	772 MHz	1006 MHz
Hot-clock	1645 MHz	1545 MHz
Boost-clock			1058 MHz
SPs (CUDA)	384	512	1536
TMUs	64	64	128
ROPs	32	48	32
Výkon (single precision)	1,26  TFLOPS	1,58 TFLOPS	3,09 TFLOPS
Výkon (double precision)	0,10 TFLOPS	0,20 TFLOPS	„méně než v SP“
Paměti	1 GB 256bit GDDR5	1,5-3 GB 384bit GDDR5	2 GB 256bit GDDR5
Frekvence pamětí	4,0 GHz	4,0 GHz	6,0 GHz
Dat. propustnost	128 GB/s	192 GB/s	192 GB/s
Spotřeba ve 3D	170 W	244 W	195 W
Napájení	6+6-pin	6+8-pin	6+6-pin
Výstupy	2× DVI-I mini-HDMI 1.4a	2× DVI-I mini-HDMI 1.4a	DVI-I, DVI-D DisplayPort HDMI 1.4a
Rozhraní	PCIe 2.0 ×16	PCIe 2.0 ×16	PCIe 3.0 ×16
DirectX	11	11	11.1 11

V tabulce vás mohly zaujmout dva údaje: Jednak nová položka „boost-clock“, ke které se ještě vrátíme a dál absence hodnoty „hot-clock“, tedy frekvence unifikovaného jádra, která byla u všech čipů generace Fermi dvojnásobkem základního taktu. Kam se poděla, se podíváme na následující straně.