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Cercare d'incrementare il rapporto performance-per-watt è fondamentale per un produttore di chip elettronici. Questo concetto è stato ribadito da Jen-Hsun Huang, presidente e CEO di NVIDIA, durante la GPU Technology Conference di settembre 2010 per introdurre la roadmap con le future architetture grafiche che la casa di Santa Clara avrebbe presentato dopo la generazione di "GPU Fermi" ed è stato altresì utilizzato da Tom Petersen, direttore del technical marketing dell'azienda, per svelare la GeForce GTX 680 nel corso dell'Editor's Day di Parigi lo scorso 14 marzo, evento al quale eravamo presenti anche noi di Bits and Chips.

Kepler, il nome dell'architettura alla base della GeForce GTX 680, propone le novità che NVIDIA ha deciso di apportare per migliorare l'efficienza delle proprie GPU. Non siamo di fronte ad una rivoluzione, ma neanche ad un semplice die-shrik di Fermi con la nuova tecnologia a 28nm. Prendendo in prestito la terminologia utilizzata da Intel per descrivere le CPU Ivy Bridge possiamo dire che Kepler è un "tock+".

Con la GeForce GTX 480, per ottenere il primato delle performance NVIDIA si era scontrata con il problema dell'eccessivo consumo energetico, soprattutto nei confronti della soluzione concorrente, problema risolto in parte con il rilascio della GeForce GTX 580. Con la GeForce GTX 680 l'approccio è diverso: privilegiare il rapporto performance-per-watt e raggiungere un elevato livello prestazionale grazie ad un sapiente lavoro di ottimizzazioni hardware e software. Ricordiamo che NVIDIA è un'azienda che vende harware ma ha anche forte esperienza nel campo software, nel quale investe costantemente. Proprio dalla stretta collaborazione del team hardware con quello software è nata la GeForce GTX 680, scheda identificata con il nome in codice GK104.

Quali sono le novità implementate per raggiungere questo obiettivo? Si parte da una rivisitazione dell'organizzazione dello Streaming Multiprocessor rispetto a Fermi che ha portato all'abbandono del cosiddetto "hot-clock" in favore di un elevato numero di shader (o CUDA Core), passando per l'introduzione della funzione GPU-boost che regola dinamicamente la frequenza di clock in base al TDP, a nuove tecniche di filtraggio e ottimizzazioni lato driver, fino ad arrivare all'utilizzo un sistema di raffreddamento più efficiente, abbinato a scelte peculiari sulla disposizione dei componenti presenti sul PCB. Il tutto sfruttando il nuovo processo produttivo a 28 nanometri di TSMC che ha permesso d'integrare ben 3,56 miliardi di transistor in 294mm^2.

(logo rinnovato per la serie GeForce GTX 600 di NVIDIA)