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“开普勒”的改变（1）：28纳米工艺，1GHz以上动态频率

　　“开普勒”架构首款旗舰芯片“GK104”显卡的正式名称是GeForce GTX680。GK104芯片采用台积电28纳米制程生产，但晶体管蚀刻工艺与第一款试水28纳米的AMD“Tahiti”芯片又有所不同，“Tahiti”芯片去年就已经开始量产，当时台积电手下能够满足AMD需求的只有28nm HKMG HPL方案，这也是一种高K金属栅极技术，在提升运行频率与防漏电低功耗之间能够获得较好的均衡，芯片良品率也比较高。

台积电28纳米硅晶圆

　　而比“Tahiti”晚了三个月的GK104芯片，使用的是后来才成熟的28nm HKMG HP高性能工艺，这种工艺能够达成更高的核心运行频率，因此“开普勒”架构旗舰显卡GTX680的发布时的核心频率就已经在1058MHz了，创下了A/N公版显卡频率之最。日后简化版轻装上阵的中低端“开普勒”芯片（GK107），将肯定能够爆出更夸张的运行频率。

“开普勒”谍照（上图）：NVIDIA GK104与AMD Tahiti芯片对比

　　NVIDIA在GTX680身上还加入了另一项新特性：Boost动态频率，让显卡满载时的核心频率可以在1006-1058MHz之间动态调整，从而进一步提升显卡峰值性能，而且能够实现满载节能。动态频率设计在CPU上已经被普遍使用，比如Intel Core处理器的“睿频”技术，但在显卡上“开普勒”尚属首次，尽管频率动态调整的幅度只有50多MHz。 

“开普勒”的改变（2）：256bit显存，改进的显存控制器：

　　GTX680显卡采用256bit显存控制器，这比GTX580“缩水”不少。在对手的这代HD7970都已经升级到384bit显存位宽的情况下，NVIDIA却降至256bit显存位宽，这能否满足“开普勒”的性能需求？

“开普勒”只有8颗显存芯片，的确是256bit显存位宽设计

　　在前几代产品中，显存控制器一直是A卡的优势，N卡显存频率最高也只达到了4100MHz。但GTX680的等效显存频率达到了创纪录的6008MHz，超过了HD7970 5500MHz的水准，NVIDIA终于在显存频率方面爆发了。GTX680显卡标配2GB显存，比GTX580 1.5GB的容量有了提升，虽不及HD7970的3GB来的“海量”，但估计二者不会因为显存容量造成性能差距，而且2GB显存，对付未来两三年的游戏也都仍然是绰绰有余了。

“开普勒”在显存频率上爆发了

　　高频率的确可以弥补较低的显存位宽的缺陷，但NVIDIA自减显存位宽的做法，仍然让玩家不太好接受。但GK104毕竟是一款“小芯片”，日后的旗舰级“开普勒”：GK110芯片，将有望采用更强大的显存位宽设计。

“开普勒”的改变（3）：三倍于GTX580的流处理器数量，放弃Shader分频设计

　　从2007年的GeForce 8系列显卡开始，NVIDIA GPU芯片内部的Shader着色器运行频率就一直数倍于核心频率，上一代“费米”架构采用的是双倍方案，比如GTX580核心频率772MHz，但Shader着色器频率为两倍的1544MHz，更高的Shader频率，可以帮助以“通用运算”为设计理念的GPU芯片提升图形渲染性能，这也是NVIDIA“通用运算是未来”这一架构设计理念下，同时也重视游戏性能的一种表现。

GTX580的Shader着色器频率两倍于核心频率

　　但Shader分频设计是一把双刃剑，会显著增加GPU为架构设计的复杂度、加大芯片发热量。NVIDIA这次发布的“开普勒”新架构，伴随着对“费米”纯通用运算架构GPU设计理念的反思，已经开始着手提升当前玩家呼声更高的游戏图形性能，因此，GTX680内建了1536个流处理器，是上一代GTX580的三倍。

GTX680放弃高能耗Shader分频设计，因此核心仅需4相供电

　　因此可以说，虽然Shader分频设计有着巨大的性能诱惑，但“开普勒”还是放弃了这一设计方案，而是用更多的流处理器、优化过的图形性能，来代替这一方案，而且显著地降低显卡功耗，并且让“开普勒”能够实现“小芯片”策略。

“开普勒”的改变（4）：GTX680 TDP功耗降至195W，功耗首次优于对手

GTX680采用6pin+6pin外接供电设计，TDP功耗195W

　　GTX680放弃了高能耗Shader分频设计，但却获得了巨大的功耗改进，从而顺利开启了“小芯片”战略，实现了一次让业界出乎意料的反击。NVIDIA这次推出的公版GTX680显卡，仅采用6pin+6pin外接供电设计设计，与上一代千元级中端显卡一样。GTX680最大峰值功耗降至195W，这在近几代旗舰卡中是一项了不起的成就，发烧级显卡终于不再“体温发烧”。

AMD HD7970采用6pin+8pin外接供电设计，TDP功耗280W

　　而AMD HD7970显卡需要采用6pin+8pin外接供电设计，TDP功耗250W。N卡旗舰终于在功耗上优于对手，这是A/N三代架构对比上的首次反超。由此可见，“开普勒”虽然比对手玩了三个月发布，但却带来了更性能、低功耗特性，更加符合时下趋势，是一代有全面突破的新架构。

“开普勒”的改变（5）：支持4屏显示

　　长久以来，N卡都只支持双屏输出，一张显卡最多只能连接两台显示器。而竞争对手方面，AMD上一代显卡就已经可以支持六屏输出，在这样的情况下，A卡的多屏输出功能就成了对手的一个攻击点。在这次新发布的“开普勒”架构上，NVIDIA终于为我们带来了改变，GTX680显卡能够利用4个输出接口实现4屏输出。

GTX680显卡支持4屏输出

　　这4个屏幕即可以互相独立，又可以将其中的三个组合成一个超宽的“三联屏”，从而实现超宽视野游戏效果，而第四个屏幕可以用于上网、办公，游戏/沟通两不误。

“开普勒”的改变（6）：高效能TXAA抗锯齿功能

　　在这次的GTX680发布上，NVIDIA 提到了一个名为TXAA的抗锯齿技术，它有两种模式：TXAA1和TXAA2，专门用于结合“开普勒”新显卡的纹理单元特性，达到高图像质量、低性能损失效果。

TXAA与MSAA的对应关系

　　NVIDIA宣称TXAA1能够能够以2xMSAA的性能损失，达成8xMSAA的画面质量。但NVIDIA并未向业界深入讲解TXAA的技术特性、实现方法，也未提供掩饰demo，因此这一项新特性还有待于我们深入认识。

8xMSAA与TXAA抗锯齿效果对比

　　NVIDIA透露下半年业界将会有多款知名游戏支持TXAA技术，虚幻4引擎以及BitSquid、Slant Six Games、Crytek等开发小组也将加入到新技术支持中来，到时候我们再做解析。

“开普勒”的改变（7）：支持微软DX11.1标准

　　DirectX（简写DX）11.1支持与PCI-E 3.0接口。DirectX API是微软发布的游戏接口，可以看作是一个游戏渲染技术/建模技术的汇集，微软借助DirectX API规范，控制着PC游戏/显卡硬件行业，每代DX版本的更新，都会引起显卡行业的更新换代、巨头角力、甚至惊涛骇浪。当前，Windows XP平台上一般运行的是DX9.0c，而Windows 7平台上则运行的是DX11，预计2012年底Windows 8正式版发布后，将会为玩家普及DX11.1标准。

DX11曲面细分技术实际游戏画面（Crysis 2）

　　DX11.1最大的改进就是将3D立体显示技术正式写入了D3D API，让开发者可以通过D3D渲染实现3D显示，而不再像之前一样需要绕过D3D API而使用四倍缓冲器或驱动/中间件来实现的。在DX11.1中，3D立体显示技术将成为成为一种通用标准，游戏开发也将更加简单。但PC 3D显示技术当前远未步入普及阶段，毕竟这还需要克服显示器、3D眼镜等一大堆难题。

电脑3D显示技术要想普及，还需要克服显示器、3D眼镜等一大堆难题

　　DX11.1还支持TIR目标独立光栅化技术，优化了GPU双精度浮点运算效率，增强了图形与视频之间的操作灵活性，但这都只是一些小修小补的版本修订，基本无关游戏性能痛痒，但也正因为如此，为新一代显卡带来DX11.1支持并不存在什么难度。

Win8正式版将会支持DX11.1规范

　　在DX版本支持问题上，显卡厂商都大意不得。这次发布的“开普勒”已经对DX11.1提供了全面支持，毕竟NVIDIA本身就是电脑3D显示技术的先行者，在过去的三年时间内已经推出了两代3D眼镜产品，DX11.1将3D游戏开发接口标准化，更是正中NVIDIA下怀。>>