[XF] 更快、更順、更豐富的 NVIDIA GeForce GTX 680

NVIDIA在2010年末推出Fermi 2.0架構至今，已一年多未推出新架構，原定Kepler架構可能在去年末發表，但因台積電28nm製程良率問題，NVIDA為了讓Kepler架構有更好的表現，只得讓發布日期順延至今。
同樣28nm製成的新架構GPU晚了競爭對手將近一季才推出，是否有達成NVIDIA原訂的目標呢?
p[/page]處理效能更快速的晶片架構
Kepler GK104 晶片參見
採用28nm TSMC製程，使用PCI-E 3.0介面
GK104由兩組SMX搭配一組Raster Engine構成一組Graphics Processing Clusters (GPC)，每組GPC支援64 bit Memory，4組GPC湊成256 bit Memory介面並共享768KB L2 Cache
Streaming Mulit-processor由GTX 580 (GF110)進化為GTX 680 (GK104)的SMX
每組SMX內含的CUDA Cores從原先GTX 580 (GF110) SM的32個增加到192個
Control Logic內含PolyMorph Engine 2.0、 Texture Units
雖然增加CUDA Cores但由於Control Logic較少因此可降低功耗
在新的架構下，GTX 680每瓦所能提升的效能十分驚人，在部分遊戲的測試結果中，甚至可以達成2倍的效能。
GPU Boost
GPU Boost為本次Kepler架構的新功能，也是效能亮點
晶片可參照目前核心溫度與供電狀況等概況將GPU與Memory進行運作電壓與時脈的微調，達成不同幅度的超頻，與Intel Turbo Boost的手法相同。
Boost的時脈不會被限制在某一固定的數值，即使超頻還是可以提升，不過還是會依照當前環境限制在一個供電總量以下
p[/page]畫面更滑順的遊戲體驗
FXAA
利用Unreal Engine 3: Official Samaritan Demo來展示反鋸齒效果

由驅動程式導入，透過不同的演算方式可達成比傳統4x MSAA快60%的效能，但是畫面反鋸齒效果更滑順
在2011 GDC時必須動用3張GTX 580 SLI以4x MSAA方式運作的Samaritan Demo，現在只需要單張GTX 680以FXAA方式運作即可達成。
當然不是說 1張GTX680=3張GTX580的效能，而是隨著演算法與晶片架構的演進，相類似的畫面與性能表現用更少的功耗即可達成
TXAA
不同於FXAA，TXAA為新一代的反鋸齒演算法，畫質都比傳統MSAA滑順，效能表現也更好
畫面差異
不過TXAA必須仰賴遊戲引擎的支援，目前應用面還不像FXAA那麼廣泛。
Adaptive V-Sync 智能垂直同步
垂直同步最主要是要消除FPS過快造成畫面的上下畫面切離的現象，但畫面元素變多後，FPS下降卻會造成整體畫面遲滯
GTX 680開始導入智能垂直同步，同樣可消除畫面上下畫面切離，卻可減少畫面遲滯的情況
p[/page]更豐富的視覺體驗
除了既有的PhysX與3D Vision之外，現在只需要單張GTX 680顯示卡就可以達成3+1螢幕：遊戲玩家可以同時以3顆螢幕操作遊戲，同時以另一顆螢幕監控電腦桌面。
p[/page]NVIDIA GeForce GTX 680 公版顯示卡
在Kepler上市之際，NVIDIA同時發布了全新GeForce GTX的Logo
字母大小寫與異體都有顯著的改變
GeForce GTX 680 公版規格
公版卡包裝外盒設計直接採用全新GeForce GTX的Logo
內盒側邊還有個NVIDIA Logo在角落
p[/page]GTX 680 公版外觀與散熱設計
外觀依然為卡匣式的設計
輸出介面有DisplayPort 1.2、HDMI 1.4a、DVI-I與DVI-D
頂部有著綠色GEFORCE GTX浮雕字樣
供電僅使用兩組PCI-E 6 pin，並以上下交錯的方式排列。
傳輸介面採用PCI-Express 3.0
尾端看不到什麼開孔，看來並未從此端導風
導風罩表面設計
使用鼓風式風扇
頂端靠擋板處有一小塊排熱孔
導風罩內側
風扇周圍靠尾端側有包覆設計，表示風向為單向朝擋板吹出
散熱框架
鼓風式風扇葉片頂端使用圓框固定，減低運轉時扇葉的共振現象
散熱片設計
底部可見大塊銅底
雖然從側面散熱片縫隙看不出個所以然
但是官方文件顯示底部埋藏3根熱導管
散熱器底部為一鋁製支架，同時也充當PCB強化支架
p[/page]GTX 680 公版用料細節
PCB正面
Kepler晶片本尊，GTX 680使用的是GK104-400-A晶片
GDDR5顯存顆粒採用hynix H5GQ2H24MFR-R0C 205A 2Gb的顆粒，共8顆構成2GB的繪圖記憶體容量
雖然供電是雙6 pin設計，但PCB上還可見原始6+8 pin的空焊點
PCB上可見提供GPU的5+2相供電，但公版GTX 680僅使用4+2相
PCB背面
GPU背面的鉭質電容
PWN供電控制晶片
加上PCI-E 12V的空焊點，不排除此片PCB可提供更高階型號的產品使用
p[/page]基本性能表現
由於Intel Ivy Bridge的NDA限制，GTX 680暫時無法在Z77平台上運作
測試平台與環境
CPU: Intel Core i7-3930K @ 5.0GHz
Cooler: Antec KÜHLER H2O 920
Thermal Compound: Antec Formula 7
MB: ASUS ROG Rampage IV Formula
RAM: Kingston HyperX Genesin DDR3-2400 2GB*4
Graphic: NVIDIA GeForce GTX 680
Storage: Intel 510 SSD 120GB
PSU: Antec HCP-1200W
Chassis: Lubic Open Paltform 3
Monitor: Dell U2410
OS: Windows 7 64 Bit
GPU-Z
目前驅動為Beta版，X79平台上讀取到的PCI-E速度僅為2.0
3DMark06 (DirectX 9)
3DMark Vantage Performance (DirectX 10)
3DMark Vantage Extreme (DirectX 10)
3DMark11 Performance (DirectX 11)
3DMark11 Extreme (DirectX 11)
快打旋風 4 (1920x1200, 16xQ CSAA, 特效全開)
太空戰士 XIV (1920x1080, 特效全開)
惡靈古堡 5 (DirectX 10, 1920x1200, 16xQ CSAA, 特效全開)
HAWX 2 (DirectX 11, 1920x1200, 32x CSAA, 特效全開)
越野精英賽:大地長征 3 (DirectX 11, 1920x1200, 8x MSAA, 特效全開)
失落的星球 2 (DirectX 11, 1920x1200, 32x CSAA, 特效全開)
p[/page]GPU Boost與超頻表現
GPU Boost是隨時啟用的，無法利用工具軟體關閉，且表定1058 MHz這個數值也只是NVIDIA保證一般使用環境一定可以到達的Boost時脈，實際運作大都可以超過此數值，現階段可利用EVGA Precision這個軟體進行監控與超頻。
而3DMark 11在不同的GPU測試階段因為負載有所差異，產生Boost的幅度也不同，我們利用EVGA Precision的監視紀錄來觀察。
3DMark 11 - GPU Test1
核心時脈Boost至1045 MHz
3DMark 11 - GPU Test3
核心時脈Boost至1110 MHz
超頻狀態下GPU Boost還是有效的，目前超頻是調整基礎時脈，實際運行軟體時，時脈還是可再Boost上去。
在一般空冷環境下，GTX 680大約可以超頻20%的時脈。
3DMark 11 - GPU Test1
核心時脈Boost至1245 MHz
3DMark 11 - GPU Test3
核心時脈Boost至1310 MHz
超頻後的3DMark成績
3DMark06 (DirectX 9)
3DMark Vantage Performance (DirectX 10)
3DMark11 Performance (DirectX 11)
p[/page]3螢幕高解析度性能表現
既然GTX 680單卡支援3+1螢幕輸出，我們來看一下3螢幕玩遊戲加上特效全開時的性能表現吧~
快打旋風 4 (3600x1920, 16xQ CSAA, 特效全開)
惡靈古堡 5 (DirectX 10, 3600x1920, 16xQ CSAA, 特效全開)
HAWX 2 (DirectX 11, 3600x1920, 32x CSAA, 特效全開)
越野精英賽:大地長征 3 (DirectX 11, 3600x1920, 8x MSAA, 特效全開)
失落的星球 2 (DirectX 11, 3600x1920, 32x CSAA, 特效全開)
p[/page]性能差異與比較
CPU: Intel Core i7-2600K OC @ 4.8GHz
Cooler: CoolerMaster V6-GT
Thermal Compound: Antec Formula 7
MB: ASRock Fatal1ty P67 Professional
Memory: Kingston HyperX T1 DDR3 @ 1600MHz 8-8-8-24
Power Supply: Antec SG1200W
Chassis: Lani-Li PC-P50R
3DMark06 (DirectX 9)
3DMark Vantage (DirectX 10)
3DMark11 (DirectX 11)
功耗與溫度
p[/page]總結
NVIDIA這次沒有讓粉絲們失望，GeForce GTX 680除了優異的性能表現與功耗控制之外，內建GPU Boost動態超頻可強化效能，FXAA與TXAA還有智能垂直同步供使用者更華麗順暢的遊戲體驗，再加上單卡3+1螢幕的畫面輸出，整體表現不愧為旗艦卡王之姿!
相較於AMD Radeon HD7970訂定USD $549的官方定價，NVIDIA GeForce GTX 680性能與功耗表現均超越競爭對手，但官方售價僅USD $499，至此可說NVIDIA在28nm製程核心上打了相當漂亮的一仗!