O tom, že Nvidia kromě čipu GK104 uvedeného v rámci GeForce GTX 680, připravuje ještě výkonnější GPU, se mluvilo již koncem roku 2011. Loni ale zůstalo u GTX 680 a nejvýkonnější z první generace 28nm čipů s názvem GK110 vychází až nyní. Čipy GK104 a GK110 patří do jedné rodiny (Kepler) podobně jako například GF114 (GeForce GTX 560) a GF110 (GeForce GTX 580), ale stejně jako tyto jmenované se v několika architektonických prvcích liší.

GeForce GTX Titan bez chladiče, GPU GK110 (Anandtech)

Rozdíly jsou v některých ohledech menší (např. velikost SMX bloků), v jiných ohledech větší (např. rozsah podpory pro GPGPU/HPC), ale z globálního hlediska jde o tentýž přístup. Začněme proto základními parametry:

	GeForce GTX 560 Ti	GeForce GTX 580	GeForce GTX 680	GeForce GTX Titan
GPU	Nvidia GF114 1,95 mld. tr.	Nvidia GF110 3,00 mld. tr.	Nvidia GK104 3,54 mld. tr.	Nvidia GK110 7,1 mld. tr.
Plocha jádra	360 mm²	520 mm²	294 mm²	551 mm²
Výrobní proces	40nm TSMC	40nm TSMC	28nm TSMC	28nm TSMC
Frekvence	822 MHz	772 MHz	1006 MHz	837 MHz
Hot-clock	1645 MHz	1545 MHz
Boost-clock			1058 MHz	876 MHz
SPs (CUDA)	384	512	1536	2688
TMUs	64	64	128	224
ROPs	32	48	32	48
Výkon (single precision)	1,26  TFLOPS	1,58 TFLOPS	3,09 TFLOPS	4,50 TFLOPS
Výkon (double precision)	0,10 TFLOPS	0,20 TFLOPS	0,13 TFLOPS	1,30 TFLOPS (?)
Paměti	1 GB 256bit GDDR5	1,5-3 GB 384bit GDDR5	2 GB 256bit GDDR5	6 GB 384bit GDDR5
Frekvence pamětí	4,0 GHz	4,0 GHz	6,0 GHz	6,0 GHz
Dat. propustnost	128 GB/s	192 GB/s	192 GB/s	288 GB/s
Spotřeba ve 3D	170 W	244 W	195 W	250 W
Napájení	6+6-pin	6+8-pin	6+6-pin	6+8-pin
Výstupy	2× DVI-I mini-HDMI 1.4a	2× DVI-I mini-HDMI 1.4a	DVI-I, DVI-D DisplayPort HDMI 1.4a	DVI-I, DVI-D DisplayPort HDMI 1.4a
Rozhraní	PCIe 2.0 ×16	PCIe 2.0 ×16	PCIe 3.0 ×16	PCIe 3.0 ×16
DirectX	11	11	11	11

7,1 miliardami tranzistorů je Titan největší monolitické GPU, plochou se velmi těsně přiblížil ke GT200 / GeForce GTX 280, které však v tomto ohledu primát zůstává. Rozdíl oproti konkurenčnímu Radeonu HD 7970 (Tahiti) je 186 mm², oproti GeForce GTX 680 (GK104) pak 257 mm². Pro lepší srovnání jsme Titan zahrnuli do naší přehledové tabulky:

Pojďme se podívat, jak čip vypadá uvnitř: 

Nvidia Kepler GK110 - dieshot

Popsaný snímek jádra si neukazujeme poprvé. Přesto má jeho přítomnost pádný důvod. Čip sice obsahuje fyzicky 15 SMX bloků (zde číslováno od nuly), ale ani „Titan“ nemá aktivní všechny - jeden zůstává vypnutý. Zda se tak Nvidia rozhodla činit z důvodů výtěžnosti, spotřeby, nebo chce mít rezervu na „Titan 2.0“, nám známo není. Samozřejmě může jít i o mix všech jmenovaných důvodů.

Spíš pro zajímavost přikládáme i schématický diagram, který znázorňuje v podstatě totéž jako popsaný snímek jádra. Pokud jste všímaví, mohli jste postřehnout přítomnost jakýchsi žlutých jednotek v rámci každého SMX bloku...

SMX blok Nvidia GK110 - GeForce GTX Titan

Podíváme-li se na SMX blok detailněji, můžeme si všimnout, že nese fyzické DP (double-precision) jednotky. To je poměrně zajímavá změna. Nvidia samostatné DP jednotky předvedla poprvé na čipu GT200 (GeForce GTX 280), ale pak od nich upustila. Generace Fermi k double-precision výpočtům používala single-precision jednotky, které tyto výpočty zvládaly v nižší rychlosti. S GK104 / GeForce GTX 680 nebyla situace zcela jasná, na tiskové prezentaci v San Franciscu nechtěla Nvidia toto téma komentovat. Novináři s přímými kontakty na zaměstnance pak podávali dva podstatně odlišné výklady: Podle jednoho je část SP jednotek čipu GK104 schopna provádět double-precision výpočty, podle druhého obsahuje každý SMX blok GK104 osm samostatných double-precision jednotek. V případě GK110 je však přítomnost samostatných DP jednotek oficiálně potvrzena.

Podstatné jsou dvě informace: GK110 obsahuje 1 DP jednotku na 3 SP, poměr je tedy 1:3. Při DP výpočtech dále GeForce GTX Titan nezvyšuje frekvenci, běží na základních 837 MHz. Přesto jedna nesrovnalost zůstává: Kombinací 869 DP jednotek běžících na 837 MHz by mělo být dosaženo výkonu 1,5 TFLOPS. Materiály Nvidie ale opakovaně udávají hodnotu 1,3 TFLOPS. Zda jde o opakovaný překlep (či copy/paste error), nebo je výkon něčím limitován, zatím není jasné.