Přehled desktopových grafických čipů

NVIDIA přišla s architekturou Kepler schovanou ve 28nm čipech GK100 v rámci odpovědi na rodinu Southern Islands, tedy Radeony HD 7000 od společnosti AMD. NVIDIA si pro své nové čipy vybrala opravdu jméno Johannese Keplera, známého astronoma a matematika a stejně jako AMD nejdříve přišla s nejvýkonnější jednočipovou verzí, čili GeForce GTX 680 (GK104). Ta byla oficiálně představena 22. března 2012. Pravda ale je, že ještě dříve NVIDIA uvedla na trh mobilní GeForce GT 640M (GK107), ale o mobilních řešeních tento přehled není.

Kepler nahradil architekturu Fermi, která byla aktuální po dva roky, což je ve světě grafických karet celkem dlouhá doba. Z velké části ale z ní vychází, ovšem to neznamená, že jde o další z řady velkých čipů s enormní spotřebou, právě naopak. Oproti Radeonu HD 7970 (Tahiti) se 4,31 mld. tranzistory má GeForce GTX 680 (GK104) jen 3,5 mld. tranzistorů na ploše 294 mm čtverečných. Co se týče základních specifikací, pak oproti předchozí generaci najdeme hned dvě do očí bijící novinky. Jednak tu už nejsou shadery taktované na dvojnásobek taktu samotného grafického čipu a pak tu funguje funkce Boost Clock.

Tuto funkci můžeme připodobnit k Turbo Boost v procesorech Intel (či Turbo Core u AMD). V potaz se zde bere zátěž, napětí a teploty, dle čehož se následně určí výsledná pracovní frekvence, ovšem zároveň nesmí být překročena maximální spotřeba určená hodnotou TDP (u GTX 680 je to 195 W). Nejde tak o podstatný nárůst, však u GTX 680 jde u referenční verze o základní frekvenci 1006 MHz a Boost Clock maximálně 1056 MHz.

Co se týče taktů, pak shadery tedy sice pracují na nižší frekvenci než u předchozího hi-endu (GeForce GTX 580), ale zase jich je třikrát více. Co se týče texturovacích jednotek a jiných částí, pak ty zase dříve pracovaly na základní frekvenci GPU, takže to je další výhoda architektury Kepler.

Všechny vlastnosti a inovace této architektury jsme zde nezmínili, ale k tomu ostatně dobře poslouží tento článek.

Prvním desktopovým modelem Kepleru na trhu se tedy 22. 3. 2012 stal GeForce GTX 680 (GK104). Ten obsahuje celkem 1536 shaderových jednotek pracujících jako zbytek čipu na 1006 MHz (Boost Clock 1056 MHz) s TDP 195 W. Pak tu jsou 2 GB paměti GDDR5 připojených pomocí 256bitové sběrnice a takovaných na 6008 MHz efektivně (fyzicky tedy 1502 MHz).

Dne 3. 4. 2012 přibyly do OEM segmentu dvě nové karty, a to GeForce 605 a GeForce GT 620, které však nejsou založeny na architektuře Kepler. Jde o čipy GF119 vyráběné 40nm procesem pro sběrnici PCI Express 2.0 (GT 620 i pro PCI). GeForce 605 má 48 shaderů pracujících na 1046 MHz, k tomu GPU na 523 MHz a 512 či 1024 MB paměti DDR3 na 1798 MHz a 64bitové sběrnici (spotřeba 25 W). GeForce GT 620 se liší ve vyšší frekvenci GPU 810 MHz (shadery tedy 1620 MHz), jinak je její paměťový subsystém stejný (spotřeba 30 W).

Velmi plodný byl pro NVIDII den 24. 4. 2012, kdy uvedla celkem pět nových modelů, ale opět pouze do segmentu OEM, tedy ne pro maloobchod. Mezi touto pěticí jsou již ale GPU založená na architektuře Kepler, takže si je rozdělíme podle toho. Jde o celkem tři s 28nm GPU GK107 pro sběrnici PCI Expres 3.0: GeForce GT 630, GeForce GT 640 (DDR3) a GeForce GT 640 (GDDR5). Karta GeForce GT 630 má 384 shaderů v čipu taktovaném na 875 MHz a k tomu 1 nebo 2 GB paměti DDR3 na 128bitové sběrnici taktovaných na 1782 MHz. Spotřeba karty je (TDP) 50 W.

Zbylé dvě karty jsou značně rozdílné, i když jejich označení tomu nenapovídají. GeForce GT 640 (DDR3) má 384 shaderů, GPU na 797 MHz a stejný paměťový subsystém jako předchozí model GT 630. Její TDP je pak 50 W. Vedle toho GeForce GT 640 (GDDR5) má sice stejně shaderů, ale v GPU na 950 MHz a 1 či 2 GB paměti GDDR5 se 128bitovou sběrnicí pracujích na 5000 MHz efektivně. TDP je zde 75 W.

A abychom v tom měli ještě větší guláš, mezi zbylou dvojicí je další GeForce GT 640 (192-bit DDR3), která je ale už založena na starším 40nm čipu GF116. Její GPU tak pracuje na 720 MHz, 144 shaderů na 1440 MHz a ve výbavě má 1536 či 3072 MB paměti DDR3 na 1782 MHz připojených 192bitovou sběrnicí (TDP 75 W). Pětici pak zakončuje GeForce GT 645 (40nm GF114) s GPU na 776 MHz, 288 shadery na 1552 MHz a 1 GB paměti GDDR5 se 128bitovou sběrnicí a frekvencí 3828 MHz efektivně (TDP 140 W).

Později NVIDIA pokračovala v míchání guláše nových karet, ale podobně jako AMD u svých OEM verzí se zaměřila především na přeznačování starých čipů, které tak nepatří mezi grafiky architektury Kepler. Jsou tu ale samozřejmě také výjimky.

Měsíc květen znamenal příchod celkem pěti čipů, z nichž zdaleka nejzajímavějším je GeForce GTX 670, což je samozřejmě Kepler a ten dorazil již 10. května 2012 jako odlehčená verze GTX 680, ale stále velmi výkonná karta. Její recenzi si můžete přečíst zde. Tuto kartu o pět dní později následovala čtyřčlenná skvadra s čipy architektury Fermi. Jde o GeForce GT 610, GeForce GT 620, GeForce GT 630 (DDR3) a GeForce GT 630 (GDDR5). Všechny tyto modely byly vypuštěny do obchodů pro koncové zákazníky.

Dne 5. května přišel první Kepler s cenou pod 100 USD, a to GeForce GT 640 (DDR3) pro koncové zákazníky, který má sice stejné označení a vlastnosti jako předchozí OEM verze, ale čip pracuje na 900 MHz oproti 797 MHz. Přes prázdniny roku 2012 byl v podstatě klid, protože tehdy přišla na trh pouze GeForce GTX 660 Ti a OEM verze karty GeForce GTX 660, ovšem již 13. září ji následovala retailová verze doprovázená modelem GeForce GTX 650. A 9. října pak NVIDIA svou nabídku doladila o GeForce GTX 650 Ti. Všechny tyto karty již jsou vyráběny 28nm procesem a jde o architekturu Kepler.

Po grafické kartě GeForce GTX Titan (viz níže) se NVIDIA rozhodla ke konci března roku 2013 přinést na trh ještě model GeForce GTX 650 Ti Boost, jenž se tak evidentně zařadil mezi GTX 650 Ti a vyšší řadu GTX 660. Jednalo se nejspíše o odpověď na model Radeon HD 7790, což je logické, neboť jinou novou grafickou kartu AMD v té době na trh neuvedlo. Model Boost nabídne oproti klasické GTX 650 Ti hned několik vylepšení. Je to jednak dynamické přetaktování, přičemž i základní takt je o poznání vyšší, dále tu jsou rychlejší paměti a také jejich širší sběrnice. Počet CUDA jader ale zůstal stejný, takže výkonnost modelu GTX 660 zůstala novou kartou neohrožena.

U GDDR3 pamětí je jejich skutečná frekvence poloviční oproti té v tabulce.
U GDDR5 pamětí je jejich skutečná frekvence čtvrtinová oproti té v tabulce.