Vi cấu trúc gần đây nhất của NVIDIA là Fermi được phát hành cách đây 18 tháng trước , được cho là 3 chu kì sản phẩm và trong 6 tháng mới đây  NVIDIA mới chỉ có hai Card màn hình mới dựa trên Fermi đó là GeForce GTX560Ti LE ( 448 lõi CUDA ) và GeForce 510 rẻ tiền .  Vì thế việc cho ra mắt cấu trúc Kepler mới nhất thổi vào luồng gió mới cho người tiêu dùng .

NVIDIA GeForce GTX680 có 3 lĩnh vực quan trọng mới được nâng cấp đó là có hiệu suất làm việc tốt hơn , hiển thị mượt mà hơn và nhiều trải nghiệm hơn . NVIDIA đã cung cấp một số tính năng mới và cải tiến một số tính năng đã có trong Fermi .

1

Chúng ta hãy bắt đầu xem làm thế nào NVIDIA bảo đảm rằng GeForce GTX680 lại có hiệu suất làm việc tốt hơn so với GTX580 .

SMX mới

Trong cấu trúc Fermi trước , khối cơ bản là SMU (streaming multiprocessor unit - SM Unit ) , mỗi khối bao gồm mạch điều khiển với 32-lõi CUA . Trong cấu trúc Kepler mới , NVIDIA dùng SMU cải tiến với tên gọi SMX . Sự khác nhai cơ bản giữa SMU và SMX đó là NVIDIA giảm số lượng mạch điều khiển và tăng số lượng lõi CUDA lên gấp 6 lần với 192-lõi . Việc tăng này sẽ nâng cao tỉ lệ Hiệu suất làm việc / Watt của SMX lên gấp hai so với SMU của Fermi .

Tuy nhiên việc giảm bớt mạch điều khiển sẽ khiến cho NVIDIA phải chuyển một số mạch lập trình tới bộ biên dịch ( Compiler ) . Điều đó có nghĩa là Kepler phải đưa một số công việc vào Compiler và CPU . Với những CPU đa lõi mới có tốc độ cao thì hầu hết các ứng dụng đều không tận dụng hết sức mạnh của CPU vì thế những công việc mà NVIDIA chuyển tới CPU không nhiều nên không tạo ra sự chênh lệch không làm ảnh hưởng tới hệ thống  .

GeForce GTX680 sẽ có 8 SMX vì thế có tới 1536 lõi CUDA . Sự khác nhau nữa trong cấu trúc Kepler đó là lõi CUDA không  chạy nhanh gấp hai so với tốc độ xung nhịp đồ họa  mà chúng chạy bằng với tốc độ này . Điều đó cho phép NVIDIA nâng tốc độ đồ họa  từ 700-800MHz tới 1GHz .

Nhanh hơn nhưng không nóng hơn , không tạo ra tiếng ồn lớn hơn .

Hiệu suất cao hơn chính là điểm quan trọng khi nói tới Kepler . Để chứng tỏ điều này , NVIDIA cho biết tại GDC 2011 , Epic Games đã dùng 03 Card màn hình GeForce GTX580 trong cấu hình SLI để trình diễn Samaritan dùng 4xMSAA . Trong GDC2012 mới đây , họ dùng 1 Card màn hình GeForce GTX680 để cho chất lượng hình ảnh tương tự khi dùng FXAA .

Chúng ta phải nói rằng FXAA trên GTX680 thực sự tương đương với 4xMSAA trên 2 GeForce GTX580 trong khi đó điện năng tiêu thụ chỉ khoảng 293W so với 537W khi dùng 2 GTX580 .

Việc giảm điện năng tiêu thụ rõ ràng cho thấy trên GeForce GTX680 chỉ cần 02 đầu nối nguồn 6-chân so với đầu nối nguồn 8+6 chân trong GeForce GTX580 . Và điều đó cũng cho phép NVIDIA giảm độ dài của Card màn hình cho phép lắp vừa với nhiều vỏ máy hơn .

Do có cấu trúc làm việc hiệu quả hơn nên GTX680 có mức độ tiêu thụ điện năng giảm đi , giảm kích thước bảng mạch in cho phép luồng khi luân chuyển dễ dàng hơn , nhiều hơn , nhanh hơn vì thế mà mức độ tiền ồn do Quạt tản nhiệt phát ra giảm đi .

NVIDIA tuyên bố GeForce GTX680 có mức tiền ồn chỉ 46 dBA , thấp hơn 5dBA của Radeon HD 7970 .

GeForce GTX680 nhanh tới mức như thế nào ?

NVIDIA tuyên bố GeForce GTX680 là giải pháp đồ họa  1-GPU nhanh nhất thế giới hiện nay , trung bình nhanh hơn 20% so với Radeon HD 7970 .

NVIDIA khẳng định GeForce GTX680 nhanh hơn 4 lần so với Radeon HD 7970 trong Tessellation . Tuy nhiên điều đó chỉ thực sự đúng khi tái tạo những bộ phim 3D thương mại . Theo kết quả cho thấy GeForce GTX680 chậm hơn 10-15% so với Radeon HD 7970 khi Tessellation x9

NVIDIA còn quảng cáo GTX680 có tỉ lệ Hiệu suất / Watt cao hơn so với Radeon HD 7970 và GTX580 .

GPU Boost

Tính năng Overclock GPU động được NVIDIA giới thiệu có tên gọi NVIDIA GPU Boost trong GTX680 .

GPU Boost tự động Overclock khi mà nó chưa đạt tới ngưỡng TDP và theo yêu cầu của trò chơi . NVIDIA thừa nhận hầu hết các Game chưa cần thiết tới tính năng này và họ gọi đó là “tiềm năng để chạy Overclock “ .

GeForce GTX680 bây giờ sẽ có tốc độ cơ bản bảo đảm đó là tốc độ nhỏ nhất và trên thực tế tốc độ GPU có thể thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng . GPU Boost sẽ tăng tốc độ xung nhịp để đạt tới mục tiêu TDP nhưng điều đó sẽ làm cho hao phí điện năng khi tốc độ xung nhịp cao hơn .

NVIDIA sẽ xuất GeForce GTX680 với tốc độ GPU chuẩn và cho phép những đối tác của họ thay đổi và lựa chọn tổng số GPU Boost .

Tất nhiên NVIDIA GPU Boost sẽ làm việc chặt chẽ với khả năng chạy Overclock khi chạy với tốc độ cao hơn . Những Card màn hình đã chạy Overclock sẽ giảm khả năng GPU Boost vì nó sẽ làm tăng tốc độ cơ bản trong khi đó lượng GPU Boost vẫn duy trì như nhau phụ thuộc hoàn toàn vào TDP .

NVIDIA cho rằng GTX680 có thể đạt tới tốc độ trên 1.2GHz .

Công nghệ FXAA

NVIDIA quảng cáo về sự tân tiến của công nghệ FXAA với tuyên bố nhanh hơn 60% so với 4xMSAA . Nó chỉ áp dụng cùng với một số bước xử lí khác như bóng mở chuyển động … cung cấp hiệu suất làm việc và tận dụng khả năng của bộ nhớ hơn so với MSAA (multi-sample anti-aliasing ) trong những trò chơi mà nó hỗ trợ .

FXAA hiện đã có sẵn trong NVIDIA Control Panel cho GeForce GTX680 tuy nhiên nó chưa có sẵn cho những Card màn hình cũ hơn .

Công nghệ TXAA (temporal anti-aliasing)

NVIDIA cũng giới thiệu cùng với GTX680 công nghệ mới để nâng cao chất lượng hình ảnh thêm mức mới đó là TXAA và những trò chơi hỗ trợ công nghệ này phải chờ tới cuối năm  nay .

TXAA có hai hoạt động TXAA1 và TXAA 2 .

TXAA 1 cho phép cung cấp chất lượng sườn hình ảnh như 8xMSAA nhưng có hiệu suất làm việc như 2xMSAA .

TXAA 2 cho phép chất lượng gần với 16xMSAA nhưng có hiệu suất như 4xMSAA .

Nói tóm lại TXAA cung cấp chất lượng hình ảnh tốt hơn nhưng lại tốc độ xử lí nhanh hơn .

Công nghệ Adaptive VSync

Vsync ( Vertical Sync ) được phát triển để giải quyết vấn đề liên quan tới hình ảnh bị rách khi tốc độ khung hình của Game cao hơn tốc độ Refresh của màn hình . Với những màn hình CRT trước kia , tốc độ Refresh đạt tới 85Hz thì tốc độ LCD hiện nay thông thường mới chỉ cố định 60Hz . Vì thế rất cần VSync khi tốc độ khung hình trong Game lớn hơn 60Hz .

Tuy nhiên VSync lại có vấn đề của nó ( Stutter ) khi mà tốc độ khung hình trong Game hạ xuống thấp hơn 60Hz . Thậm chí ngay cả khi tốc độ khung hình trong Game hạ xuống có một chút 58 hoặc 59 FPS , tốc độ khung hình thực tế sẽ giảm xuống còn 30FPS bởi vì GPU phải chờ để khoảng VSync tiếp theo để hiển thị khung hình . Điều đó sẽ khiến cho màn hình bị giật làm cho người dùng  sẽ cảm thấy khó khăn .

Để ngăn chặn vấn đề này , NVIDIA đã giới thiệu công nghệ Adaptive VSync trong driver R300 . Adaptive VSync sẽ hoạt động linh hoạt tắt và bật để tối ưu hóa hiện tượng Stutter . VSync được kích hoạt nếu như tốc độ khung hình từ 60FPS trở lên nhưng nó sẽ được tự động vô hiệu hóa khi tốc độ khung hình giảm xuống dưới 60FPS . VSync được kích hoạt khi tốc độ khung hình quay trở lại từ 60FPS trở lên . Kết quả là hình ảnh sẽ mượt mà hơn .

Như vậy Adaptive VSync sẽ làm việc hiệu quả với những Card màn hình giá rẻ của NVIDIA khi mà nó làm việc với những tốc độ khung hình thấp hơn 60FPS . Driver R300 hiện nay mới chỉ giới hạn trong GeForce GTX680 và sẽ thể sẽ sớm hỗ trợ cho những Card màn hình rẻ tiền khác .

3D Vision Surround với 1-GPU

GeForce GTX680 cho phép hỗ trợ tới 4 màn hình cùng một lúc điều đó cho phép nó hỗ trợ những trò chơi 3D Vision Surround với nhiều màn hình .

Công cụ xử lí hiển thị mới trong GTX680 hỗ trợ HDMI 1.4s , màn hình có độ phân giải  lên tới 3840 x 2160 và nhiều luồng âm thanh . Nó có thể thiết lập cho phép 3 màn hình để chơi Game cùng một lúc trong khi màn hình thứ 4 hiển thị những nội dung không  phải 3D .

Driver GeForce 300-Series mới sẽ có hệ thống  quản lí mới cho cấu hình đa màn hình cho phép bạn đưa nhiều thiết lập khác nhau một cách linh hoạt trong đó có "Surround Bezel Peaking" để làm ẩn những vùng tiếp giáp giữa hai màn hình để hiển thị một cách liền mạch .