Серия GeForce 600 — серия графических процессоров , разработанная Nvidia , впервые выпущенная в 2012 году. Она послужила введением архитектуры Kepler . На смену ей пришла серия GeForce 700 .
Если целью предыдущей архитектуры Fermi было увеличение чистой производительности (особенно для вычислений и тесселяции), то целью Nvidia в архитектуре Kepler было увеличение производительности на ватт, при этом стремясь к увеличению общей производительности. [3] Основным способом достижения этой цели Nvidia было использование унифицированных часов. Отказ от тактовой частоты шейдеров, использованной в предыдущих конструкциях графических процессоров, повышает эффективность, хотя для достижения аналогичного уровня производительности требуется больше ядер. Это происходит не только потому, что ядра более энергоэффективны (по данным Nvidia, два ядра Kepler используют около 90% мощности одного ядра Fermi), но и потому, что снижение тактовой частоты приводит к снижению энергопотребления на 50%. эта область. [4]
Кеплер также представил новую форму обработки текстур, известную как текстуры без привязки. Раньше текстуры необходимо было привязывать процессору к определенному слоту в таблице фиксированного размера, прежде чем графический процессор мог ссылаться на них. Это привело к двум ограничениям: первое заключалось в том, что, поскольку размер таблицы был фиксированным, одновременно могло использоваться только столько текстур, сколько могло поместиться в этой таблице (128). Во-вторых, ЦП выполнял ненужную работу: ему приходилось загружать каждую текстуру, а также привязывать каждую текстуру, загруженную в память, к слоту в таблице привязок. [3] При использовании текстур без привязки оба ограничения устраняются. Графический процессор может получить доступ к любой текстуре, загруженной в память, что увеличивает количество доступных текстур и устраняет снижение производительности, связанное с привязкой.
Наконец, с помощью Kepler Nvidia смогла увеличить тактовую частоту памяти до 6 ГГц. Для этого Nvidia пришлось разработать совершенно новый контроллер памяти и шину. Хотя это все еще не соответствует теоретическому ограничению GDDR5 в 7 ГГц , это значительно превышает скорость контроллера памяти Fermi в 4 ГГц. [4]
Кеплер назван в честь немецкого математика, астронома и астролога Иоганна Кеплера .
Серия GeForce 600 включает в себя продукты как старых поколений графических процессоров Nvidia Fermi, так и новых Kepler. Члены серии 600 на базе Kepler добавляют к семейству GeForce следующие стандартные функции:
В архитектуре Kepler используется новая архитектура потокового мультипроцессора, называемая SMX. SMX является ключевым методом обеспечения энергоэффективности Kepler, поскольку весь графический процессор использует одну «Core Clock», а не «Shader Clock» с двойной помпой. [4] Использование SMX единой унифицированной тактовой частоты повышает энергоэффективность графического процессора за счет того, что два ядра Kepler CUDA потребляют 90% мощности одного ядра Fermi CUDA. Следовательно, SMX нуждается в дополнительных процессорах для выполнения всей деформации за цикл. Kepler также необходимо было повысить производительность графического процессора, чтобы оставаться конкурентоспособным. В результате количество ядер CUDA было увеличено вдвое: с 16 до 32 на массив CUDA, с 3 ядер CUDA до 6 CUDA Core Array, с 1 группы загрузки/сохранения и 1 группы SFU до 2 групп загрузки/сохранения и 2 групп SFU. Ресурсы обработки графического процессора также увеличены вдвое. Вместо 2 планировщиков варпа на 4 планировщика варпа 4 диспетчерских блока стали 8, а файл реестра увеличился вдвое до 64 КБ записей для повышения производительности. С удвоением количества процессоров и ресурсов графического процессора, увеличивающим использование пространства на кристалле, возможности PolyMorph Engine не удваиваются, а расширяются, что делает его способным создавать многоугольник за 2 цикла вместо 4. [5] С помощью Kepler, Nvidia работала не только над энергоэффективностью, но и над эффективностью площади. Поэтому Nvidia решила использовать восемь выделенных ядер FP64 CUDA в SMX, чтобы сэкономить место на кристалле, сохраняя при этом возможности FP64, поскольку все ядра Kepler CUDA не поддерживают FP64. Благодаря улучшениям, внесенным Nvidia в Kepler, результаты включают увеличение графической производительности графического процессора при снижении производительности FP64.
Дополнительные площади кристалла получаются путем замены сложного аппаратного планировщика простым программным планировщиком. Благодаря программному планированию планирование деформаций было перенесено в компилятор Nvidia, и, поскольку математический конвейер графического процессора теперь имеет фиксированную задержку, он теперь включает использование параллелизма на уровне инструкций и суперскалярного выполнения в дополнение к параллелизму на уровне потоков. Поскольку инструкции планируются статически, планирование внутри деформации становится излишним, поскольку задержка математического конвейера уже известна. Это привело к увеличению площади кристалла и повышению энергоэффективности. [4] [6] [3]
GPU Boost — это новая функция, которая примерно аналогична турбонаддуву процессора. Графический процессор всегда гарантированно работает на минимальной тактовой частоте, называемой «базовой тактовой частотой». Эта тактовая частота установлена на уровне, который гарантирует, что графический процессор останется в пределах характеристик TDP даже при максимальных нагрузках. [3] Однако при более низких нагрузках есть возможность увеличить тактовую частоту без превышения TDP. В этих сценариях функция GPU Boost будет постепенно увеличивать тактовую частоту, пока графический процессор не достигнет заранее заданной целевой мощности (по умолчанию это 170 Вт). [4] Используя этот подход, графический процессор будет динамически увеличивать или уменьшать свою тактовую частоту, чтобы обеспечить максимально возможную скорость, оставаясь при этом в пределах спецификаций TDP.
Целевое значение мощности, а также размер шагов увеличения тактовой частоты, которые будет выполнять графический процессор, настраиваются с помощью сторонних утилит и предоставляют средства для разгона карт на базе Kepler. [3]
Карты на базе Fermi и Kepler поддерживают Direct3D 11 , обе также поддерживают Direct3D 12, хотя не все функции, предоставляемые API. [7] [8]
Эксклюзивный для графических процессоров Kepler TXAA — это новый метод сглаживания от Nvidia, предназначенный для непосредственной реализации в игровых движках. TXAA основано на методе MSAA и настраиваемых фильтрах разрешения. Его дизайн решает ключевую проблему в играх, известную как мерцание или временное сглаживание ; TXAA решает эту проблему, сглаживая сцену в движении, гарантируя, что любая игровая сцена очищена от любых искажений и мерцания. [9]
NVENC — это SIP-блок Nvidia , который выполняет кодирование видео аналогично Intel Quick Sync Video и AMD VCE . NVENC — это энергоэффективный конвейер с фиксированными функциями, который способен принимать кодеки, декодировать, предварительно обрабатывать и кодировать контент на основе H.264. Входные форматы спецификации NVENC ограничены выходными данными 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 предоставляется 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 кадров в секунду, возникают зависания, поскольку частота вертикальной синхронизации снижается до 30 кадров в секунду, а затем, при необходимости, до 60 раз. Однако, когда частота кадров ниже 60 кадров в секунду, вертикальная синхронизация не требуется, поскольку монитор сможет отображать кадры по мере их готовности. Чтобы решить эту проблему (сохраняя при этом преимущества вертикальной синхронизации в отношении разрывов экрана), можно включить Adaptive VSync на панели управления драйвером. Он включит VSync, если частота кадров равна или превышает 60 кадров в секунду, и отключит ее, если частота кадров снизится. Nvidia утверждает, что это приведет к более плавному отображению. [3]
Хотя эта функция дебютировала вместе с GTX 680, она доступна пользователям старых карт Nvidia, которые установили 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 визуализации пейзажа с более высоким и более детальным разрешением (повышенное масштабирование) и его уменьшением до соответствия собственному разрешению монитора ( понижающее разрешение ). [11]
В сентябре 2010 года Nvidia впервые анонсировала Kepler. [12]
В начале 2012 года появились подробности о первых частях 600-й серии. Этими первоначальными членами были графические процессоры для ноутбуков начального уровня, созданные на основе старой архитектуры Fermi.
22 марта 2012 года Nvidia представила графические процессоры серии 600: GTX 680 для настольных ПК и GeForce GT 640M, GT 650M и GTX 660M для ноутбуков/ноутбуков. [13] [14]
29 апреля 2012 года GTX 690 была анонсирована как первый продукт Kepler с двумя графическими процессорами. [15]
10 мая 2012 года был официально анонсирован GTX 670. [16]
4 июня 2012 года был официально анонсирован GTX 680M. [17]
16 августа 2012 года был официально анонсирован GTX 660 Ti. [18]
13 сентября 2012 года были официально анонсированы GTX 660 и GTX 650. [19]
9 октября 2012 года был официально анонсирован GTX 650 Ti. [20]
26 марта 2013 года был официально анонсирован GTX 650 Ti BOOST. [21]
Серия GeForce 600M для архитектуры ноутбуков. Вычислительная мощность получается путем умножения тактовой частоты шейдера, количества ядер и количества инструкций, которые ядра способны выполнить за цикл.
(*)-Apple MacBook Pro Retina 2012 with 512MB or 1024MB GDDR5 configuration.
Nvidia stopped releasing 32-bit drivers for 32-bit operating systems after the last Release 390 driver, 391.35, was released in March 2018.[35]
Kepler notebook GPUs moved to legacy support in April 2019 and stopped receiving critical security updates in April 2020.[36] Several notebook Geforce 6xxM GPUs were affected by this change, the remaining ones being low-end Fermi GPUs already out of support since January 2019.[37]
Nvidia announced that after Release 470 drivers, it would transition driver support for the Windows 7 and Windows 8.1 operating systems to legacy status and continue to provide critical security updates for these operating systems through September 2024.[38]
Nvidia announced that all remaining Kepler desktop GPUs would transition to legacy support from September 2021 onwards and be supported for critical security updates through September 2024.[39] All remaining GeForce 6xx GPUs would be affected by this change.
