GK104: Kepler für Spieler

Eckdaten	GeForce GTX 680	GeForce GTX 580	GeForce GTX 570	GeForce GTX 560 Ti	Radeon HD 7970
Codename	GK104	GF110	GF110	GF114	Tahiti (R1000)
Fertigung	28 nm	40 nm	40 nm	40 nm	28 nm
Transistoren	3,54 Mrd.	ca. 3 Mrd.	ca. 3 Mrd.	1950 Mio.	4312 Mio.
Taktrate Chip	1006 MHz	772 MHz	732 MHz	822 MHz	925 MHz
Taktrate Shader	1006 MHz	1544 MHz	1464 MHz	1644 MHz	925 MHz
Taktrate Speicher (MHz)	1502 MHz	1000 MHz	950 MHz	1002 MHz	1375 MHz
Taktrate Speicher (Mbps)	6008 Mbps	4000 Mbps	3800 Mbps	4008 Mbps	5500 Mbps
Speicherart	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
typische Speichergröße	2048 MB	1536 MB	1280 MB	1024 MB	3072 MB
Speicheranbindung	256 bit	384 bit	320 bit	256 bit	384 bit
Shader Recheneinheiten	1536	512	480	384	2048
Befehlsarchitektur	Skalar	Skalar	Skalar	Skalar	Skalar
Fähigkeiten pro Shadereinheit	MADD	MADD	MADD	MADD	MADD
Double Precision Unterstützung	Ja – 1/24 SP-Leistung	Ja – 1/8 SP-Leistung	Ja – 1/8 SP-Leistung	Ja – 1/12 SP-Leistung	Ja – 1/4 SP-Leistung
Textur-Einheiten (TMUs)	128	64	60	64	128
Raster-Operation-Einheiten (ROP)	32	48	40	32	32
Shader-Model-Version	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
DirectX-Version	DirectX 11	DirectX 11	DirectX 11	DirectX 11	DirectX 11
Audio-Controller	7.1 (HD-Bitstream)	7.1 (LPCM, 48kHz, 16bit)	7.1 (LPCM, 48kHz, 16bit)	7.1 (HD-Bitstream)	7.1 (HD-Bitstream)
Video-Prozessor	VP5	VP4	VP4	VP4	UVD3
Typische Leistungsaufnahme (Herstellerangabe)	170 W	?	?		?
Maximale Leistungsaufnahme (Herstellerangabe)	195 W	244 W	219 W	170 W	250 W

Die GeForce GTX 680 basiert auf dem GK104-Chip mit dem Codenamen Kepler, benannt nach dem gleichnamigen deutschen Wissenschaftler Johannes Kepler. Mit dem GK104 setzt NVIDIA erstmals auch im Desktop-Bereich auf eine 28-nm-Fertigung, welche beim Konkurrenten AMD bereits bei den Mittelklasse und High-End-GPUs der Radeon-HD-7000-Serie Verwendung findet. Bei der Entwicklungen des GK104 stand laut NVIDIA insbesondere eine geringe Leistungsaufnahme bei zugleich hoher 3D-Spiele-Performance im Vordergrund. Dementsprechend gibt es auch einige Änderungen zu den letzten GPU-Architekturen zu vermelden.


Die-Shot des GK104

Eine der offensichtlichsten Neuerungen ist der einheitliche Takt für die komplette GPU. NVIDIA trennt sich mit dem GK104 von der höheren Taktdomänen (dem sogenannten "Hot Clock") für die Shader-Einheiten, stattdessen laufen auch diese Rechenwerke mit dem gleichen Takt, wie die restliche GPU. Der niedrigere Takt soll durch eine größere Anzahl an Rechenwerken pro Streaming-Multiprocessor wieder kompensiert werden. Das Plus an Recheneinheiten kostet zwar zusätzliche Transistoren, jedoch wirken sich höhere Taktraten und damit verbundene höhere Spannungen laut NVIDIA deutlich stärker auf die Leistungsaufnahme aus. Im Gesamten verspricht NVIDIA durch die Abkehr von den höher getakteten Shader-Einheiten ein besseres Leistungsaufnahme-Spieleperformance-Verhältnis.

Einen ganz ähnlichen Schritt vollzog im Übrigen Intel mit dem Umstieg vom Pentium 4 auf die Core-2-Prozessoren. Auch hier verabschiedete man sich von ALUs, die mit einem "Hot Clock" betrieben werden, was man aus heutiger Sicht als absolut richtig einstufen muss.