L’evoluzione dell’architettura delle schede video è strettamente legata all’aggiornamento del processo produttivo delle GPU che, nel corso degli anni, è andato ad affinarsi giungendo fino agli attuali 28nm.

Le due aziende leader nel mercato delle schede video, AMD e NVIDIA, sono aziende Fab Less, ovvero che non possono produrre in autonomia i propri chip, dovendo quindi appoggiarsi su fornitori esterni e in particolare a TSMC, colosso taiwanese specializzato nella produzione di Wafer di silicio con più di una decina di fonderie sparse per il mondo.

L’approccio Fab Less consente ad aziende come AMD e NVIDIA di ridurre sensibilmente gli investimenti nel settore produttivo, ma impedisce loro di avere il pieno controllo sulla fabbricazione e sulle tempistiche di realizzazione dei propri progetti, andando spesso ad incidere sulla capacità produttiva del concorrente nel caso di un acquisto di elevati volumi di wafer.

L’aggiornamento del processo produttivo garantisce, in linea di massima, una diminuzione dei consumi energetici e la possibilità di incrementare le frequenze di funzionamento dei circuiti; tuttavia non è tutto oro quel che luccica dal momento che la complessità cresce esponenzialmente e il design dell’architettura, pensato per un processo produttivo, può non essere funzionale per quella successiva, richiedendo una completa riprogettazione del circuito stesso.

La creazione di una nuova GPU viene quasi completamente eseguita al computer, simulando completamente il comportamento delle future generazioni e lasciando al calcolatore l’importante compito di creare le connessioni tra le varie unità di elaborazione e la disposizione dei transistor.

Questo approccio non si è rilevato sempre ottimale, basti pensare alle NVIDIA GeForce GTX 480 che, a causa di una scarsa ottimizzazione della GPU, soffrivano di consumi e temperature molto alte, cosa che in passato sembra si sia verificata anche in casa AMD nella progettazione di alcune CPU con ripercussioni negative sulle performance.

Proprio sulla ottimizzazione NVIDIA ha basato il progetto della GPU GK104 costruita attorno alla nuova architettura “Kepler” che ha preso il posto di “Fermi”.

A detta di NVIDIA, le unità di elaborazione di Kepler dovrebbero garantire fino a due volte le performance per Watt rispetto a Fermi (GF110), riducendo sensibilmente i consumi energetici e aumentando le prestazioni complessive della GPU.

Le prime incarnazioni di Kepler sono la scheda video top di gamma NVIDIA GeForce GTX 680, oggetto di questa recensione, e la GPU Mobile NVIDIA GeForce GTX 640M di cui analizzeremo le performance in un successivo articolo.

La GeForce GTX 680 è un concentrato di tecnologia, includendo infatti tutte le più recenti novità NVIDIA quali GPU Boost, supporto fino a quattro monitor con 3D Vision Surround (con una sola scheda video!), Adaptive VSync e il nuovo NVENC, un encoder H.264 hardware.

In questo articolo analizzeremo l’architettura di “Kepler” e le performance della GeForce GTX 680 in comparativa con le schede della serie 500 di NVIDIA e 6000 e 7000 di AMD.

Specifiche Tecniche NVIDIA GeForce GTX 680
Unità di elaborazione
 Graphics Processing Cluster
 4
Streaming Multiprocessors
 8
CUDA Cores
 1536
Unità Texture
 128
Unità ROP
 32
Frequenze
 Clock di Base
 1006MHz
Clock GPU Boost
 1058MHz
Memorie
 6008MHz

Memoria
 Cache L2
 512KB
VRAM
 2048MB GDDR5
Interfaccia Memoria
 256bit
Bandwidth Memoria
 192.26GB/s
Connessioni, Alimentazione, Specifiche Termiche
 Processo produttivo
 TSMC 28nm
Numero di Transistor
 3.54 Miliardi
Connettori
 2 x DVI Dual Link
1 x HDMI
1 x DisplayPort
Fattore di forma
 Dual Slot - 25.5cm
Connettori di Alimentazione
 2 x 6pin
TDP
 195W
Massima temperatura
 98 °C


Buona lettura!