开普勒架构全解析 GeForce GTX 680详尽性能评测

开普勒的蜕变：更快、更平滑、更丰富

在正式进入架构解析和性能实测之前，这里有必要介绍一下两个代号。正如上一代“Fermi”，“Kepler”同样是NVIDIA最新CUDA图形计算架构的开发代号，它的取名来自16世纪德国著名的物理学家、数学家、哲学家约翰尼斯•开普勒(Johannes Kepler)。开普勒是把力学的概念引进天文学的第一人，并且是是现代光学的奠基者，制作了著名的开普勒望远镜，发现了行星运动三大定律，为哥白尼创立的“太阳中心说”提供了最为有力的证据，被后世誉为“天空的立法者”。连续以两位拥有伟大成就的科学家作为自己GPU架构的代号，也充分显示了NVIDIA对自己产品的信心。

同样的，“GK104”和之前的“GF100”一样为NVIDIA下一代GPU图形处理器核心代号，其中G代表GPU、K代表Kpler、104代表该系列的中端产品，对应显卡型号GeForce GTX 680。和Fermi首发之时以最高端型号GF100打头阵不同的时，Kepler则是以104这样一个相对主流的型号作为先锋。按照以往的经验，再次之后还会陆陆续续分别衍生出数款针对高端以及低端市场的产品。NVIDIA这里将旗舰级产品雪藏，究竟适合缘故？是良品率不行，是Radeon HD 7970性能低于预期，是用来对付对手下一代Radeon HD 8000系列，亦或是有其它更为深谋远虑的打算？各位看官不妨自己揣摩一番。

当然，经历长时间的酝酿之后选择GK104作为排头兵，NVIDIA自然是有足够的信心。GK104在个人桌面级消费领域最重要的使命依然是在DX11市场上跃马扬鞭、大步前进，不仅性能方面要全面超过竞争对手，在新特性上也要带来上代产品前所未有的体验。为此，GK104采用了以第二代Fermi为基础全面革新的Kepler架构，以及专为游戏性能和视觉体验优化的新特性，包括SMX架构、GPU动态提速技术（GPU Boost）、全新的抗锯齿技术TXAA、自适应垂直同步（Adapitive Vsync）以及单芯3D立体幻镜环绕等等。

据NVIDIA称，GK104的设计初衷主要包括以下三个方面：速度更快（Faster）、图像更光滑（Smoother）、画面效果更丰富（Richer）。这里仅作简单介绍，下面的文章会一一详细阐述。

1、 速度更快：SMX架构、GPU动态提速技术

对于显卡来说速度更快就意味着性能更强，这是每一代新架构产品都要完成的使命，所以提供最顶级的游戏性能自然是GK104的首要任务。为此，GK104采用了全新的SMX架构，装备多达1536个CUDA核心。相比之前的SM架构，SMX架构在指令吞吐、纹理渲染以及几何处理、曲面细分性能等方面都更进一步。同时，GK104特别强调了“能耗比”，即以最小的功耗代价换来最为出色的性能。此外，GK104还增加了一项全新的技术：GPU动态提速（GPU Boost），可使显卡GPU核心频率根据实际负载情况动态提速，在每一款游戏中都表现到最好。

2、图像更光滑：TXAA全新抗锯齿、自适应垂直同步

除了更好的性能表现之外，GK104还带来了全新的抗锯齿技术TXAA，该技术可看做原有MSAA的加强版本，不仅可提供更加出色的抗锯齿效果，还能将抗锯齿的代价降到最低。另一方面，GK104还将为游戏实际的流畅度做出优化，提出了全新的自适应垂直同步（Adapitive Vsync）技术，该技术会根据游戏运行的实际情况，动态开启或关闭垂直同步，最大程度的减小游戏画面的撕裂、跳帧和延迟问题，保证游戏画面的流畅度。

3、画面效果更丰富：单芯三屏3D立体幻镜环绕

GeForce 500系列及之前的产品因为核心集成的显示输出芯片问题，一张单芯显卡最多只能实现两屏输出，要想组建卡三屏系统只能通过SLI或者双芯显卡，这一点跟对手AMD的Eyefinity技术相比逊色不少。不过这一局面已经改观，GK104可以原生支持单芯三屏3D立体幻镜环绕，并可通过DisplayPort接口另外连接一台显示器独立于三屏之外，从而实现“3+1”四屏输出系统。