NVIDIA presenta GeForce GTX 680: Kepler prende forma


E’ due giorni dopo l’arrivo ufficiale della primavera che Kepler sboccia e che si mostra, finalmente, al pubblico: sono passati circa tre mesi dal lancio ufficiale della prima proposta sviluppata da AMD a 28 nanometri e basata su architettura GCN. Ecco allora che NVIDIA mostra le sue carte, presentando sul tavolo Kepler, soluzione da tempo discussa e che ha catalizzato l’attenzione di molti utenti, appassionati e non.

La presentazione di Kepler non prevede solo il lancio di una GPU prodotta a 28 nanometri, ma contempla soprattutto l’introduzione sul mercato di una rinnovata architettura che dovrà andare a raccogliere l’eredità di Fermi: tanti sono i cambiamenti in questo senso.

Il lancio di Kepler non coinvolge solo il segmento desktop, ma anche il mondo notebook: in questo caso sarà però necessario attendere l’arrivo della piattaforma Ivy Bridge di Intel per avere a disposizione i dettagli completi e soprattutto vederne le differenti implementazioni nei rpodotti destinati alla commercializzazione. Kepler rappresenta dunque la nuova generazione di GPU sviluppate dal team di NVIDIA cui fa capo Bill Dally, Chief Scientist che abbiamo intervistato diverso tempo fa. La scelta dell’azienda Californiana è stata quella, a suo tempo, di investire su di un personaggio che fosse specializzato nel calcolo parallelo: sviluppare quindi una GPU che rappresenti una vera e propria unità di calcolo e che offra la possibilità di applicare la potenza di calcolo in scenari più ampi della semplice realtà videoludica, sta quindi alla base di questo progetto.

La soluzione con cui NVIDIA presenta Kepler al mondo prende il nome di GeForce GTX 680 e si posiziona, tenendo fede alla passata nomenclatura, al top della gamma della serie prodotta a 28 nanometri. Passiamo allora ad analizzare le caratteristiche tecniche di GeForce GTX 680, mettendole a confronto con le due generazioni di schede video sviluppate su architettura Fermi:

NVIDIA GeForce GTX 680 NVIDIA GeForce GTX 580NVIDIA GeForce GTX 480

processo produttivo

28nm40nm40nm

architettura

KeplerFermiFermi
tipo GPU
GK104GF110GF100

base clock GPU

1006 MHz772 MHz700 MHz
boost clock GPU
1058 MHzndnd

numero GPU

111

numero stream processors

1536512480

clock stream processors

1006 MHz1544 MHz1401 MHz

ROPs

324848

TMU

1286460

quantitativo memoria

2.048MB1.536 MB1.536 MB

tipologia memoria

GDDR5GDDR5GDDR5

clock memoria

6.008 MHz4.008 MHz3.696 MHz

interfaccia memoria

256bit384bit384bit

connettori alimentazione

2x6pin1x6pin – 1x8pin1x6pin – 1x8pin

Le caratteristiche tecniche mettono subito in chiaro come ci si trovi di fronte alla nuova soluzione destinata alla fascia alta della gamma prodotto NVIDIA. Una scheda video sviluppata per andare a fornire al videogiocatore più esigente il massimo livello prestazionale, senza dover quindi scendere a compromessi. Ecco allora che GeForce GTX 680 è caratterizzata dalla presenza di 1536 CUDA Core e da 8 PolyMorph Engines. Il sottosistema di memoria è invece composto da 4 controller da 64 bit (per un totale di 256 bit) che interfacciano la GPU a 2GB di memoria GDDR5.

Tra le specifiche spunta una voce nuova, definita “boost clock”: con questo termine NVIDIA identifica la velocità media a cui la scheda opererà solitamente, mentre il base clock rappresenta la minima velocità operativa garantita.

Che Kepler sia profondamente differente da Fermi appare evidente sin da una rapida occhiata: il numero degli stream processor è triplicato rispetto ai modelli di passata generazione, così come le frequenze operative di GPU e memoria sono decisamente superiori. Cambiato è anche il numero di ROPs e di TMU, questi ultimi raddoppiati rispetto alle proposte basate su architettura Fermi. Nel corso dell’analisi architetturale avremo modo di osservare come NVIDIA abbia deciso di sviluppare la proposta di nuova generazione. La scheda video, nonostante sia un modello destinato alla fascia più alta del mercato, è alimentata da due connettori PCI Express da 6 pin. Confrontiamo ora la nuova scheda video targata NVIDIA con le proposte di casa AMD:

NVIDIA GeForce GTX 680 AMD Radeon HD 7950 AMD Radeon HD 7970

processo produttivo

28nm28nm28nm

architettura

KeplerGCNGCN
tipo GPU
GK104Tahiti ProTahiti

base clock GPU

1006 MHz800 MHz925 MHz
boost clock GPU
1058 MHzndnd
 

numero GPU

111

numero stream processors

153617922048

clock stream processors

1006 MHz800 MHz925 MHz
 

ROPs

323232
 

TMU

128112128

quantitativo memoria

2.048MB3.072 MB3.072 MB

tipologia memoria

GDDR5GDDR5GDDR5

clock memoria

6.008 MHz5.000 MHz5.500 MHz

interfaccia memoria

256bit384bit384bit

connettori alimentazione

2x6pin2x6pin1x6pin – 1x8pin

Il confronto con le soluzioni AMD caratterizzate da architettura GCN mette in evidenza il nuovo approccio che NVIDIA ha deciso di adottare con lo sviluppo di Kepler. Il numero di shader, aumentato in modo sensibile rispetto alle soluzioni di passata generazione, è stato preferito all’approccio definito “double speed processor clock”. Ecco allora che i 1536 core operano ad una frequenza di 1006MHz offrendo, secondo quanto dichiarato da NVIDIA, un migliore livello prestazionale rispetto alle proposte basate su architettura Fermi e con consumi sensibilmente ridotti. Il rapporto ROPs/TMU di GeForce GTX 680 è identico a quello di Radeon HD 7970.