Kepler 架構大團圓，GTX 770、780 聯手出擊

幾個月前NVIDIA推出GK 110核心的GTX TITAN，當時有些人猜測GTX TITAN會不會直接取代GTX 780，成為單核心的頂級旗艦款。現在NVIDIA搶在AMD之前，推出最高階的遊戲卡GTX 780與GTX 770，但仍採用GK 110與GK 104核心，這2顆看似老面孔的GPU，到底跟GTX TITAN、GTX 680相比有何差異？接下去看就知道。

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• 架構篇：Kepler強而未完美
• 效能篇：看不見的架構最佳化

首款GK 110遊戲卡

Kepler架構的GK 110核心，最早在2012年11月就已經發表，先後用在高速運算的Tesla K20X、Tesla K20，以及介於運算與遊戲之間的特殊產品GTX TITAN共3款產品上，算上GTX 780已經是第四款搭載該核心的產品，GK 110其實稱不上是「新核心」。但從定義上來看，GTX 780仍是第一張採用GK 110的純遊戲卡。

那麼，同樣採用GK 110核心的4張卡之間差異在哪？大家都知道要把顯卡或者說是GPU做出產品區隔，最簡單的方法就是「刪減」。藉由刪減硬體架構的方式，可提升晶片的良率，並且能區隔出顯卡的效能。

Tesla

Tesla是NVIDIA的高階運算卡的產品代號，主要用途是用於串連運算，因此卡身上並沒有影像輸出埠。此外，除了雙精度運算沒被封鎖外，也支援ECC校正功能。AMD也類似的高階運算產品，其代號為FireStream，但該產品線已經幾年沒有新產品推出，最高階版本為FireStream 9370。

SP是效能關鍵

理論上來說，核心架構相同的條件下，CUDA Core（等同Stream Processor，串流處理器，簡稱SP）的數量跟效能會成正比。從數量上來看，最多的是2688個CUDA Core的Tesla K20X與GTX TITAN，接著是2496個的Tesla K20，再來則是這次的GTX 780，共有2304個CUDA Core。至於GTX 770則非使用GK 110，而是搭載跟GTX 680相同的GK 104。

架構篇：Kepler強而未完美

從規格來看，最完整的GK 110核心目前不存在市面上，GK 110完整規格共有5組GPC（Graphics Processing Cluster，繪圖處理叢集），每個GPC底下還會有3組SMX，每個SMX（Streaming Multiprocessor）內還會有192個運算最基本的單位CUDA Core，這是GK 110最終完整版的硬體規格。

效能、良率是關鍵

拿出計算機算一下，整個GK 110核心理論上共計會有15個SMX，內藏2880個CUDA Core。但看看那Tesla K20X、Tesla K20、GTX TITAN，甚至是這次的主角GTX 780，架構都並非最完整的版本。

先前有傳言會推出GTX TITAN精進版GTX TITAN ULTRA跟精簡版GTX TITAN LE，但事實上，目前為止仍未有完整版產品。筆者猜測目前精簡版的GK 110已足以應付現階段對手高階卡HD 7990 GHz Edition的效能，甚至是GK 104就夠了，理論上GK 110足以應付下一代HD 8000系列高階卡。此外，更現實的是，若硬是搭載完整版核心，勢必會讓產品良率降低，進而影響出貨量與成本，這對於產品而言也會是致命傷。

規格縮減時脈更高

相較於GTX TITAN的硬體規格，GTX 780的硬體規格明顯縮減，CUDA Core數量相差384個，也就是核心架構少了2組SMX。雖然規格縮減，但是時脈方面卻有所提升，Base時脈從837MHz提升到863MHz，而Boost時脈則是從876MHz提升到900MHz，提升幅度分別為3.1%與2.73%。另外記憶體介面頻寬仍是384bit，並未因為核心架構縮減而有所影響，記憶體頻寬兩者都是288.4 GB/s。

以理論上來說，若不考慮記憶體等影響，GTX 780的核心規模縮減14.2%，時脈僅提升2.73～3.1%，理論效能跟GTX TITAN相比應該還是有段明顯落差。但考量到兩者之間的價差，GTX TITAN市場售價約為33,000～36,000元，而GTX 780則約649美元，折合新台幣約19,470元，估算一下效能差距與價格，性價比而言GTX 780仍會比較出色。

穩定的滴答策略

Intel處理器有穩定的Tick-Tock策略，NVIDIA似乎也依循著類似的腳步前進。只不過Intel的Tick-Tock是製程與架構交替，NVIDIA則是架構與製程同時更換，隔年則是在去年的基礎上進行最佳化。舉例來說GF 100是製程與架構同時更換，GF 110則是在GF 100的基礎上最佳化，而這次的GK 110也是跟GK 104有相似的關係。

然而去年NVIDIA並未推出高階版本GK 100，因此GK 110看起來有點不太像是GK 104的精進版。後來事實也證明，GK 104的效能與硬體規格，已經足以應付去年HD 7970等高階顯卡，並不需要核心架構更完整的GK 110（或稱為GK 100），這也使得玩家一直到今年，才有機會在零售市場上看到Kepler架構的頂級產品。

Intel Tick-Tock

Intel每年依照既定的速度進行研發，Tick時更換製程，Tock時更換架構，今年推出的Haswell屬於更換架構的Tock時期。

規格雷同的GTX 770

換到這次的另一位主角GTX 770，它搭載的是前代GK 104核心，共有4組GPC內含1536個CUDA Core。這規格是不是有些面熟？是的，這就是GTX 680使用的核心規格。簡單來說，GTX 770就是在GTX 680的基礎上進行最佳化，但是硬體架構不做任何改變。記憶體共有2048MB與4096MB版本，核心與記憶體時脈則略高於GTX 680，理論效能應會比GTX 680還要高。

舊核心重複使用的慣例並不少見，經典案例是8800GTS時代的G92核心，一直使用到GTS 250。雖然漫長的G92生命週期中，製程曾經從65nm提升為55nm，但核心架構仍是G92。AMD方面，最近的代表則是HD 5770與HD 6770，搭載的同為Juniper（RV840）核心，這些都是延續使用舊晶片的案例。

至於雙方入門卡「更名再戰」的案例就更多了，並不是稀有的事情。但高階卡代表著是自家的研發實力，以往很少會直接用前代晶片硬上。這也導致GTX 770上市後，GTX 680價格受到影響大幅下降，建議若對高階卡有興趣的玩家，可以趁此時撿個便宜。截稿前得到的消息是GTX 770售價約為399美元，折合新台幣不到12,000元，GTX 680準備大跳水吧！

▲（點圖看大圖）Kepler、Fermi核心規格比較表

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