Серия GeForce 600 — это серия графических процессоров , разработанных Nvidia , впервые выпущенных в 2012 году. Она послужила введением архитектуры Kepler . За ней следует серия GeForce 700 .
В то время как целью предыдущей архитектуры Fermi было увеличение чистой производительности (особенно для вычислений и тесселяции), целью Nvidia с архитектурой Kepler было увеличение производительности на ватт, при этом все еще стремясь к общему повышению производительности. [3] Основным способом, которым Nvidia достигла этой цели, было использование унифицированных часов. Отказавшись от шейдерных часов, которые использовались в предыдущих разработках GPU, эффективность увеличилась, хотя для достижения аналогичного уровня производительности требуется больше ядер. Это не только потому, что ядра более энергоэффективны (два ядра Kepler используют около 90% мощности одного ядра Fermi, согласно данным Nvidia), но и потому, что снижение тактовой частоты обеспечивает 50%-ное снижение энергопотребления в этой области. [4]
Kepler также представил новую форму обработки текстур, известную как текстуры без привязки. Раньше текстуры должны были быть привязаны ЦП к определенному слоту в таблице фиксированного размера, прежде чем ГП мог ссылаться на них. Это приводило к двум ограничениям: одно заключалось в том, что поскольку таблица имела фиксированный размер, одновременно могло использоваться только столько текстур, сколько помещалось в этой таблице (128). Второе заключалось в том, что ЦП выполнял ненужную работу: ему приходилось загружать каждую текстуру, а также привязывать каждую текстуру, загруженную в память, к слоту в таблице привязки. [3] С текстурами без привязки оба ограничения снимаются. ГП может получить доступ к любой текстуре, загруженной в память, увеличивая количество доступных текстур и устраняя потери производительности из-за привязки.
Наконец, с Kepler, Nvidia смогла увеличить частоту памяти до 6 ГГц. Чтобы добиться этого, Nvidia потребовалось разработать совершенно новый контроллер памяти и шину. Хотя это все еще не дотягивает до теоретического ограничения в 7 ГГц GDDR5 , это значительно выше скорости контроллера памяти в 4 ГГц для Fermi. [4]
Кеплер назван в честь немецкого математика, астронома и астролога Иоганна Кеплера .
Серия GeForce 600 содержит продукты как старого поколения Fermi, так и нового поколения Kepler графических процессоров Nvidia. Члены серии 600 на базе Kepler добавляют следующие стандартные функции к семейству GeForce:
Архитектура Kepler использует новую потоковую многопроцессорную архитектуру, называемую SMX. SMX являются ключевым методом для энергоэффективности Kepler, поскольку весь GPU использует один «Core Clock», а не «Shader Clock» с двойным насосом. [4] Использование SMX одного унифицированного тактового генератора повышает энергоэффективность GPU из-за того, что два ядра Kepler CUDA потребляют 90% мощности одного ядра Fermi CUDA. Следовательно, SMX нужны дополнительные процессорные блоки для выполнения целого варпа за цикл. Kepler также необходимо было увеличить сырую производительность GPU, чтобы оставаться конкурентоспособным. В результате он удвоил количество ядер CUDA с 16 до 32 на массив CUDA, массив из 3 ядер CUDA до 6 ядер CUDA, 1 группа загрузки/хранения и 1 SFU до 2 групп загрузки/хранения и 2 SFU. Ресурсы обработки GPU также удвоились. Из 2 планировщиков варпов в 4 планировщика варпов, 4 диспетчерских блока стали 8, а файл регистров удвоился до 64К записей для повышения производительности. С удвоением процессорных блоков GPU и ресурсов, увеличивающих использование пространства кристалла, возможности PolyMorph Engine не удваиваются, а расширяются, что делает его способным выдавать полигон за 2 цикла вместо 4. [5] С Kepler Nvidia работала не только над энергоэффективностью, но и над эффективностью площади. Поэтому Nvidia решила использовать восемь выделенных ядер FP64 CUDA в SMX для экономии пространства кристалла, при этом по-прежнему предлагая возможности FP64, поскольку все ядра CUDA Kepler не поддерживают FP64. Благодаря улучшениям, внесенным Nvidia в Kepler, результаты включают увеличение графической производительности GPU при одновременном снижении производительности FP64.
Дополнительные области кристалла приобретаются путем замены сложного аппаратного планировщика простым программным планировщиком. С программным планированием планирование варпов было перемещено в компилятор Nvidia, и поскольку математический конвейер GPU теперь имеет фиксированную задержку, он теперь включает использование параллелизма на уровне инструкций и суперскалярного выполнения в дополнение к параллелизму на уровне потоков. Поскольку инструкции статически планируются, планирование внутри варпа становится избыточным, поскольку задержка математического конвейера уже известна. Это привело к увеличению пространства на кристалле и энергоэффективности. [4] [6] [3]
GPU Boost — это новая функция, которая примерно аналогична турбонаддуву ЦП. Графический процессор всегда гарантированно работает на минимальной тактовой частоте, называемой «базовой тактовой частотой». Эта тактовая частота устанавливается на уровне, который гарантирует, что графический процессор останется в пределах спецификаций TDP даже при максимальных нагрузках. [3] Однако, когда нагрузки ниже, есть возможность увеличить тактовую частоту без превышения TDP. В этих сценариях GPU Boost будет постепенно увеличивать тактовую частоту шагами, пока графический процессор не достигнет предопределенного целевого значения мощности (которое по умолчанию составляет 170 Вт). [4] При таком подходе графический процессор будет динамически увеличивать или уменьшать свою тактовую частоту, так что он будет обеспечивать максимально возможную скорость, оставаясь в пределах спецификаций TDP.
Целевой показатель мощности, а также размер шагов увеличения тактовой частоты, которые будет выполнять графический процессор, настраиваются с помощью сторонних утилит и предоставляют средства разгона видеокарт на базе Kepler. [3]
Карты на базе Fermi и Kepler поддерживают Direct3D 11 , обе также поддерживают Direct3D 12, хотя и не все функции, предоставляемые API. [7] [8]
Эксклюзивный для графических процессоров Kepler, TXAA — это новый метод сглаживания от Nvidia, разработанный для прямой реализации в игровых движках. TXAA основан на технике MSAA и пользовательских фильтрах разрешения. Его конструкция решает ключевую проблему в играх, известную как мерцание или временное сглаживание ; TXAA решает ее, сглаживая сцену в движении, гарантируя, что любая игровая сцена очищается от любого сглаживания и мерцания. [9]
NVENC — это блок SIP от Nvidia , который выполняет кодирование видео, аналогично Quick Sync Video от Intel и VCE от AMD . NVENC — это энергоэффективный конвейер с фиксированной функцией, который способен принимать кодеки, декодировать, предварительно обрабатывать и кодировать контент на основе H.264. Входные форматы спецификации NVENC ограничены выходом H.264. Но все же NVENC, благодаря своему ограниченному формату, может выполнять кодирование в разрешениях до 4096×4096. [10]
Как и Quick Sync от Intel, NVENC в настоящее время доступен через собственный API, хотя у Nvidia есть планы обеспечить использование NVENC через CUDA. [10]
В драйверах R300, выпущенных вместе с GTX 680, Nvidia представила новую функцию под названием Adaptive VSync. Эта функция предназначена для борьбы с ограничением вертикальной синхронизации , которое заключается в том, что когда частота кадров падает ниже 60 FPS, возникают заикания, поскольку частота вертикальной синхронизации снижается до 30 FPS, а затем при необходимости еще до 60. Однако, когда частота кадров ниже 60 FPS, необходимость в вертикальной синхронизации отпадает, поскольку монитор сможет отображать кадры по мере их готовности. Чтобы решить эту проблему (при этом сохраняя преимущества вертикальной синхронизации в отношении разрывов экрана), можно включить адаптивную вертикальную синхронизацию в панели управления драйвера. Она включит вертикальную синхронизацию, если частота кадров равна или превышает 60 FPS, и отключит ее, если частота кадров снижается. Nvidia утверждает, что это приведет к более плавному отображению в целом. [3]
Хотя эта функция дебютировала вместе с GTX 680, она доступна и пользователям старых карт Nvidia, которые установят обновленные драйверы. [3]
Динамическое суперразрешение (DSR) было добавлено в графические процессоры Fermi и Kepler с выпуском драйверов Nvidia в октябре 2014 года. Эта функция направлена на повышение качества отображаемого изображения путем рендеринга пейзажа с более высоким и более подробным разрешением (масштабирование) и его уменьшения до соответствия собственному разрешению монитора ( понижение разрешения ). [11]
В сентябре 2010 года Nvidia впервые анонсировала Kepler. [12]
В начале 2012 года появились сведения о первых элементах серии 600. Эти первые элементы представляли собой графические процессоры начального уровня для ноутбуков, созданные на основе старой архитектуры Fermi.
22 марта 2012 года компания Nvidia представила графические процессоры серии 600: GTX 680 для настольных ПК и GeForce GT 640M, GT 650M и GTX 660M для ноутбуков/портативных ПК. [13] [14]
29 апреля 2012 года была анонсирована GTX 690 как первый продукт Kepler с двумя графическими процессорами. [15]
10 мая 2012 года был официально анонсирован GTX 670. [16]
4 июня 2012 года была официально анонсирована GTX 680M. [17]
16 августа 2012 года была официально анонсирована GTX 660 Ti. [18]
13 сентября 2012 года были официально анонсированы GTX 660 и GTX 650. [19]
9 октября 2012 года была официально анонсирована GTX 650 Ti. [20]
26 марта 2013 года был официально анонсирован GTX 650 Ti BOOST. [21]
Серия GeForce 600M для архитектуры ноутбуков. Мощность обработки получается путем умножения тактовой частоты шейдеров, количества ядер и того, сколько инструкций ядра способны выполнять за один такт.
(*)-Apple MacBook Pro Retina 2012 с конфигурацией GDDR5 объемом 512 МБ или 1024 МБ.
Nvidia прекратила выпуск 32-битных драйверов для 32-битных операционных систем после того, как в марте 2018 года был выпущен последний драйвер Release 390, 391.35. [35]
Графические процессоры Kepler для ноутбуков перешли на устаревшую поддержку в апреле 2019 года и перестали получать критические обновления безопасности в апреле 2020 года. [36] Это изменение затронуло несколько графических процессоров Geforce 6xxM для ноутбуков, остальные из них представляли собой бюджетные графические процессоры Fermi , поддержка которых уже прекращена с января 2019 года. [37]
Nvidia объявила, что после выпуска драйверов 470 она переведет поддержку драйверов для операционных систем Windows 7 и Windows 8.1 в статус устаревших и продолжит предоставлять критические обновления безопасности для этих операционных систем до сентября 2024 года. [38]
Nvidia объявила, что все оставшиеся графические процессоры Kepler для настольных ПК перейдут на устаревшую поддержку с сентября 2021 года и будут поддерживаться для критических обновлений безопасности до сентября 2024 года. [39] Это изменение коснется всех оставшихся графических процессоров GeForce 6xx.
