Aktuality  |  Články  |  Recenze
Doporučení  |  Diskuze
Grafické karty a hry  |  Procesory
Storage a RAM
Monitory  |  Ostatní
Akumulátory, EV
Robotika, AI
Průzkum vesmíru
Digimanie  |  TV Freak  |  Svět mobilně

Nvidia Kepler: jaké jsou geny GeForce GTX 680?

28.3.2012, Petr Štefek, technologie
Nvidia Kepler: jaké jsou geny GeForce GTX 680?
V dnešním rozboru se podíváme na to, jaká je nová architektura Nvidie pod označením Kepler a zda má ambice úplně nahradit starší Fermi, nebo zda se ubírá svým vlastním směrem. Zbrusu nové GPU GK104 najdeme na GeForce GTX 680.
Kapitoly článku:
  1. Nvidia Kepler: jaké jsou geny GeForce GTX 680?
  2. Architektura GK104 - pohled pod pokličku
  3. Nové technologie a funkce - GPU Boost, Active V-sync a další

GPU Boost – konkurence AMD PowerTune


GPU Boost může na první pohled evokovat přetaktování a ono tomu skutečně tak je, ale celá věc není zdaleka tak jednoduchá. Jedná se spíše o řízení frekvence GPU v závislosti na jeho vytížení a TDP, které by nemělo být překročeno. TDP jako takové by mělo být maximální hodnotou příkonu GPU při maximálním zatížení. Pokud se tedy má high-endová grafická karta vždy vlézt do této hodnoty, pak je třeba v určitých situacích frekvenci a napětí GPU řídit. Na podobném principu pracuje také konkurenční technologie AMD PowerTune u Radeonů HD 6000/7000.





GPU Boost podle Nvidie může GeForce GTX 680 přetaktovat až na 1058 MHz, což je o zhruba 52 MHz více než je u standardní frekvence 1006 MHz (Nvidia uvádí zhruba 5% nárůstu nad základní frekvenci, ale zároveň netvrdí, že je to hodnota maximální). Pokud aplikace GPU nevytěžuje, pak GPU Boost kartu přetaktuje, aniž by došlo k překročení TDP. Naopak pokud je GPU zatíženo na maximum, což je typické pro syntetické benchmarky, pak může dokonce frekvenci snížit, aby opět nedošlo k překročení TDP. Je to tedy o správném poměru frekvence vůči spotřebě v konkrétní aplikaci. Nic nového pod sluncem, jedná se spíše o pojistku než nějakou výraznou výhodu, stejně jako je tomu u Radeonů HD 7000.





Karta bude velmi závislá na tom, v jakém prostředí ji provozujete a jakých bude dosahovat teplot. GPU Boost také v rámci udržení stability může měnit voltáž jádra, což znamená pro vyšší frekvence voltáž vyšší a pro nižší frekvence potencionálně nižší. Zajímavé ovšem je, že tuto funkci nelze vypnout, což Nvidia dělá pravděpodobně s ohledem na případné opékání karet různými benchmarky.


Adaptivní vertikální synchronizace – Adaptive V-sync


Vertikální synchronizace je běžnou funkčností již od počátku grafických akcelerátorů a slouží k synchronizování obnovovací frekvence se zobrazovanými snímky scény. Příkladem může být běžné LCD, jehož obnovovací frekvence je 60 Hz při rozlišení např. 1920x1080. Pokud synchronizace není zapnuta, pak se mohou zobrazovat neúplné snímky, které vnímáme jako zlom obrazu. Pokud se tohoto jevu, který je označovaný jako tearing, chcete zbavit, pak musíte aktivovat V-sync.









Vertikální synchronizace, ale není dokonalý nástroj k odstranění tearingu, neboť v situaci, kdy je FPS nižší než obnovovací frekvence, pak máme problém. V případě náročných her, kde GPU vykresluje okolo 30 FPS, se může stát, že v případě aktivního V-sync se zafixuje polovina až čtvrtina FPS odpovídající obnovovací frekvenci. Pokročilé řešení zde, ale nečekejte. Pokud dojde k situaci, že FPS je nižší než obnovovací frekvence, pak se jednoduše deaktivuje. V praxi to bude snad fungovat dobře.


Bindless Textures – Kepler only


Alespoň okrajově stojí zato zmínit technologii, která umožňuje využití více než 128 textur současně (současný limit), což má za výsledek velmi detailní povrchy a ve spojení s dalšími technologiemi může být výsledek takový, jaký předvádí Nvidia na demonstraci barokního stropu (dalo by se říci fotorealismus v praxi). Problém zde ovšem je, že tato technologie není součástí běžného standardu v DirectX, takže jejího rozšíření se zřejmě nedočkáme. Je ale možné, že se podobné řešení stane součástí následující verze DirectX, tak jako tomu bylo v minulosti například s teselací.





4 monitory zároveň – Nvidia dotahuje AMD


GeForce GTX 680 podporuje konečně větší počet obrazových výstupů, což umožňuje využití až 4 nezávislých monitorů. To bylo doposud možné, jen v případě konkurenčních karet Radeon, které podporují až 6 nezávislých monitorů na jediné kartě. Nvidia samozřejmě tuto vlastnost přidala s ohledem na svou technologii 3D Vision Surround Gaming, na což výkon jedné GTX 680 bude zřejmě stačit v určitých případech. Vhod přijde také Surround Bezel Peaking, který eliminuje vliv rámečku monitorů, což občas znepříjemňuje v určitých situacích (typicky RPG a RTS) hraní.









NVENC – dedikovaný enkodér videa


Nvidia přichází se svou alternativou ke konkurenčnímu VCE, které představuje také samostatnou jednotku pro enkódování videa. Nvidia zmiňuje využití videokonferencí, wireless display, editace videa atd. Podle společnosti by měla být spotřeba při enkódování pouze v jednotkách wattů oproti softwarovému enkódování (zde je asi myšleno využití GPGPU). Jediný program, který prozatím NVENC podporuje je Cyberlink MediaEspresso (ale pouze beta verze).





FXAA a TXAA - algoritmy anti-aliasingu


Závěrem je také nutné zmínit způsoby vyhlazování, kterými Kepler disponuje. Ač se nejedná o nic převratného, tak lze vysledovat snahu Nvidie přiblížit se prozatím nedostižnému super-samplingu, který je ovšem i pro současné karty ve vyšších rozlišeních velmi náročný. FXAA není žádnou novinkou, ale alternativou k obyčejnému MSAA s využitím tone mappingu, takže se nasazuje tam, kde MSAA způsobuje chyby v zobrazení.







TXAA je naproti tomu "Kepler only" novinkou, ale jelikož se jedná o softwarovou implementaci, tak není vyloučeno, že se objeví i na starších kartách s Fermi. Prozatím nevíme, co by tomu mohlo bránit, ale Nvidia mlčí. TXAA je kombinace klasického MSAA, speciálního filtru proti ztrátě ostrosti a případně také adaptivního/temporálního anti-aliasingu. Podle Nvidie dosahuje tento algoritmus lepších výsledků než 8xMSAA. Problém je v tom, že tento způsob vyhlazování musí být podporován přímo výrobcem hry nebo jiné aplikace. Mezi těmi, kdo již přislíbili podporu je EPIC s Unreal Engine nebo Crytek.
Doporučujeme náš velký přehled desktopových grafických čipů.