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  1. #1
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    NVIDIA Kepler, arquitectura y tecnologías incorporadas

    NVIDIA GEFORCE GTX 680, LA ARQUITECTURA KEPLER

    Con la tarjeta gráfica GeForce GTX 680 y la arquitectura Kepler NVIDIA ha dado un gran paso adelante a nivel de construcción, y no sólo porque esta sea su primera GPU fabricada con tecnología de 28nm, sino porque ha introducido otros cambios importantes a nivel interno que buscan conseguir el máximo rendimiento gráfico manteniendo el consumo energético. En la siguiente tabla podemos ver una comparación básica de las especificaciones técnicas de las últimas arquitectura de NVIDIA frente a la Kepler que da vida a la GeForce GTX 680.



    La arquitectura NVIDIA Kepler ha conseguido aumentar el número de transistores disminuyendo el tamaño del core gracias a la tecnología de 28nm, pero a la vez ha triplicado el número de CUDA Cores y aumentado notablemente la frecuencia. Con la arquitectura Kepler desaparece la frecuencia de los Shaders, y es que ahora funcionan a la misma frecuencia que el core, es decir, 1006MHz. La capacidad de proceso casi se ha doblado respecto a la GeForce GTX 580 llegando a los 3090GFLOPS.

    En lo que respecta al ancho de banda de memoria, NVIDIA lo ha mantenido prácticamente constante respecto a lo que ofrecía la GeForce GTX 580. La diferencia estriba en que la GeForce GTX 580 utilizaba un bus de 384bits y memorias de 4GHz y la GeForce GTX 680 utiliza un bus de 256bits y memorias de 6GHz.

    En cualquier caso, una de las metas de NVIDIA con la tarjeta gráfica GeForce GTX 680 era ofrecer el máximo rendimiento con el consumo energético más bajo posible, y a la luz del TDP anunciado de sólo 195W parece que lo ha conseguido.

    La arquitectura Kepler es una descendiente directa de la Fermi, de forma que las nuevas tarjetas gráficas GeForce GTX 680 también utilizan un sistema modular de Graphisc Processing Clusters (GPCs). A cada GPC se le asocian los Streaming Multiprocessors (SMs) y un controlador de memoria. En el core de la GeForce GTX 680 hay 4 GPCs, 8 SMX y 4 controladores de memoria de 64bits cada uno.



    Los GPCs siguen siendo los responsables de la mayoría de las funciones de la GPU, y en ellos tienen una gran importancia los SMX o CUDA Cores, que son los responsables de los cálculos de físicas, computación y sombreados. NVIDIA ha conseguido aumentar notablemente el rendimiento de los SMX de la GeForce GTX 680 respecto a los de la GeForce GTX 580, de ahí que con la mitad de unidades la nueva GeForce sea capaz de alcanzar un rendimiento muy superior.

    Los rediseñados PolyMorph Engines también aportan mejoras a la tarjeta gráfica GeForce GTX 680, y es que con la mitad de unidades que la GeForce GTX 580 ofrece una notable mejora en tareas de teselación.

  2. #2
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    Re: NVIDIA Kepler, arquitectura y tecnologías incorporadas

    NVIDIA GEFORCE GTX 680, NUEVAS CARACTERÍSTICAS

    Las principales novedades introducidas por la arquitectura Kepler y la tarjeta gráfica GeForce GTX 680 son los nuevos modos de filtros FXAA y TXAA, el nuevo motor gráfico NVENC y las tecnologías GPU Boost y Adaptive VSync. Veamos cada una de ellas en detalle.


    FILTRADO FXAA Y TXAA
    Los filtros FXAA utilizan la potencia de los CUDA Cores para reducir el efecto diente de sierra que aparece, sobre todo, en las aristas de los objetos. Este filtrado también es capaz de actuar sobre los pixels, pero no es tan efectivo en esta situación. Veamos unas imágenes comparativas entre MSAA 4x y FXAA:






    Además de la clara mejora en los bordes de la imagen el filtrado FXAA ofrece el doble de rendimiento, aproximadamente, que MSAA 4x, siendo esta su principal ventaja.

    El filtrado TXAA es un nuevo modo de filtrado AntiAliasing que incorpora algunas técnicas cinemáticas y consigue sacar el máximo provecho a la GPU Kepler. TXAA todavía no está disponible en ninguno de los juegos actuales, pero sí que se incorporará en los próximos títulos basados en DirectX 11. Veamos unas imágenes comparativas que nos darán una idea de lo que el filtrado TXAA nos puede ofrecer:





    Como en el anterior caso, las principales bazas del filtrado TXAA son su calidad de imagen y su bajo impacto en el rendimiento. De partida habrá 2 presets diferentes, TXAA 1 que ofrece una calidad similar a MSAA 8x con un impacto en el rendimiento comparable con MSAA 2x y TXAA 2 que ofrece la máxima calidad de imagen con un impacto en el rendimiento similar a MSAA 4x.



    NUEVO MOTOR DE VIDEO

    Todas las GPUs basadas en la arquitectura Kepler incorporarán el nuevo motor NVENC, del cual ya se puede disfrutar con la GeForce GTX 680. Con esta incorporación, tanto la GeForce GTX 680 como las próximas tarjetas gráficas que lance NVIDIA, superarán una de las mayores limitaciones con las que contaba el fabricante hasta el momento, el no poder utilizar más de 2 monitores con una misma tarjeta gráfica.



    Con la tarjeta gráfica NVIDIA GeForce GTX 680 seremos capaces de utilizar 4 monitores de forma simultánea gracias a las 2 salidas DVI, la salida HDMI y la salida DisplayPort que integra. De esta manera podemos configurar un sistema gaming con tecnología NVIDIA Surround utilizando solamente una GeForce GTX 680.

    Otra de las novedades es la implementación del nuevo sistema de codificación de video NVENC, que es capaz de multiplicar por 4 la velocidad de anteriores sistemas de codificación. El soporte para los últimos formatos H.264 4.1 (Blu-ray y Blu-ray 3D) es otra de sus características más destacadas.



    GPU BOOST

    Hasta ahora estábamos acostumbrados a las diferentes tecnologías de overclock automático en procesadores, una característica que les permitía aumentar su frecuencia de trabajo en ciertos casos. NVIDIA le ha dado una vuelta de tuerca a esta tecnología y la ha materializado en su sistema GPU Boost para la tarjeta gráfica GeForce GTX 680.





    La tecnología GPU Boost funciona gracias a una combinación de hardware y software que monitoriza el TDP instantáneo de la tarjeta gráfica y modifica la frecuencia de la GPU en función de esas lecturas. De forma automática, si la aplicación no requiere el máximo TDP de la tarjeta gráfica la frecuencia de la GPU aumentará hasta los 1100MHz.

    Con la introducción de GPU Boost la forma de realizar overclock también es ligeramente diferente, debiendo aumentar la potencia que puede gestionar la tarjeta gráfica y aumentar el margen de GPU Boost en consonancia.



    ADAPTIVE VSYNC

    Con los nuevos drivers R300, cuyas primeras versiones dan soporte a la tarjeta gráfica GeForce GTX 680, NVIDIA ha introducido la tecnología Adaptive VSync. Esta tecnología está pensada para sacar el máximo partido a la sincronización vertical evitando el principal problema que produce, los bajones en los fps.



    Cuando utilizando la sincronización vertical los fps bajan de 60, lo hacen bruscamente hasta llegar a algún submúltiplo de esta cifra, normalmente 30. Con la implementación de la tecnología NVIDIA ha conseguido controlar estos escalones de rendimiento ajustando de forma dinámica la frecuencia de sincronización vertical, permitiendo que así el juego sea siempre fluido.

  3. #3
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    Re: NVIDIA Kepler, arquitectura y tecnologías incorporadas

    Análisis de tarjetas gráficas basadas en la arquitectura Kepler:

    - ASUS GTX 680

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