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Enquanto o objetivo da arquitetura anterior, Fermi, era aumentar o desempenho bruto (especialmente para computação e tesselação), o objetivo da Nvidia era a arquitetura da Kepler Aumentar o desempenho por watt, enquanto se esforça para aumentar o desempenho geral. [4] A Nvidia alcançou este objetivo principalmente através do uso de um relógio unificado. A eliminação do clock do shader encontrado nos designs de GPU anteriores aumenta a eficiência, embora mais núcleos sejam necessários para atingir um nível de desempenho similar. Não só porque nossos corações são mais eficientes energeticamente (dois núcleos Kepler com cerca de 90% da potência de um núcleo Fermi, de acordo com os números da Nvidia), mas também porque a redução na velocidade de clock reduzida é de 50% dessa faixa. [5]


Kepler também introduziu uma nova forma de manipulação de textura conhecida como texturas sem textura. Anteriormente, as texturas precisavam ser ligadas pelo processador em um local específico em uma tabela de tamanho fixo antes que a GPU pudesse referenciá-las. Isso resultou em duas limitações: primeiro, porque o tamanho da tabela era fixo, somente o número de texturas usadas por vez poderia caber nessa tabela (128). A segunda foi que a CPU fez um trabalho inútil: tinha que carregar qualquer textura e também ligar qualquer textura carregada na memória a um lugar na tabela de links. [4] Para texturas sem pernas, ambas as restrições são removidas. A GPU pode acessar qualquer textura carregada na memória, aumentando o número de texturas disponíveis e removendo a penalidade de desempenho da conexão.

Finalmente, a Nvidia conseguiu aumentar o clock da memória para 6 GHz com o Kepler. Para conseguir isso, a Nvidia teve que desenvolver um controlador de memória e um barramento completamente novos. Embora ainda não atenda o limite teórico de 7GHz GDDR5, ele está bem acima do controlador de memória de 4GHz do Fermi. [5]

A arquitetura Kepler usa uma nova arquitetura de streaming de multiprocessador chamada SMX. SMX é o principal método de eficiência energética da Kepler, porque a GPU inteira usa um único "Relógio central" em vez da bomba dupla "relógio de sol", [5] O uso de SMX de um único relógio unificado aumenta a eficiência de energia da GPU devido ao fato de que dois Kepler Coração de CUDA consome 90% da energia de um núcleo CUDA Fermi. Portanto, o SMX requer unidades de processamento adicionais para executar uma cadeia inteira por ciclo. O Kepler também teve que aumentar o desempenho geral da GPU para se manter competitivo. Como resultado, ele dobrou Coração de CUDA 16 a 32 através da matriz CUDA, 3 a 6 matriz Núcleos CUDA Matriz principal CUDA, um grupo de grupos load / store 1 e group 2 grupos SFU load / store 2 e SFU. Os recursos de processamento da GPU também são duplos. De 2 Agendadores de Distorção a 4 Agendadores de Distorção, 4 Unidades de Despacho 8 e o arquivo de registro foram dobrados para 64K entradas Aumentar o desempenho. Com a duplicação das unidades de processamento GPU e recursos para o uso de áreas matriciais, a capacidade do motor polimorfo não aumenta duas vezes, mas melhora o que possibilita aumentar um polígono em dois ciclos ao invés de quatro. [6] A Nvidia trabalhou não apenas na eficiência energética, mas também na eficiência da área. É por isso que a Nvidia decidiu usar oito FP64s dedicados Coração de CUDA em um SMX para economizar espaço e oferece recursos FP64, pois nem todos os núcleos CUFA Kepler são compatíveis com FP64. Melhorar a NVIDIA sobre o Kepler aumentou o desempenho gráfico da GPU e minimizou o desempenho do FP64. Um novo planejador de comando [edit]

Áreas matriciais adicionais são obtidas substituindo o agendador de hardware complexo por um agendador de software simples. Com o software de planejamento, o Warps foi movido para o compilador da Nvidia e como um pipeline de GPU matemático agora tem uma latência fixa, agora envolve o uso de paralelismo na instrução e execução superescalar, além do paralelismo no nível do encadeamento. Como as instruções são planejadas estaticamente, a programação dentro de uma cadeia torna-se redundante, uma vez que a latência do pipeline matemático já é conhecida. Isto levou a mais espaço na área da matriz e eficiência energética. [5] [7] [4] GPU Boost [editar]

O GPU Boost é um novo recurso bastante semelhante ao turbo que impulsiona o processador. A GPU trabalha sempre com garantia mínima velocidade de clock, chamou o "Grunduhr", esta velocidade de clock é definido para o valor que garante que a GPU permaneça nas especificações do TDP, mesmo com carga máxima. [4] Se as taxas forem mais baixas, há espaço para velocidade de clock ser aumentado sem exceder o TDP. Nesses cenários, o GPU Boost aumenta gradualmente a velocidade do clock até que a GPU atinja uma meta de desempenho predefinida (170W por padrão). [5] Com essa abordagem, a GPU acelera dinamicamente seu relógio de cima para baixo para oferecer a maior velocidade possível, preservando as especificações do TDP.

Exclusivamente para GPUs Kepler, o TXAA é um novo método anti-aliasing da Nvidia desenvolvido para implementação direta em mecanismos de jogos. O TXAA é baseado na tecnologia MSAA e filtros de resolução personalizados. Seu design aborda um problema fundamental em jogos conhecidos como aliasing cintilante ou temporal; A TXAA resolve isso suavizando a cena em movimento e certificando-se de que cada cena no jogo esteja livre de apelidos e flicker. [10] NVENC [editar]

O NVENC é o bloco SIP da Nvidia, que executa codificação de vídeo similar ao Quick Sync da Intel e ao VCE da AMD. O NVENC é um pipeline de função fixa com eficiência de energia que pode processar codecs, decodificar, pré-processar e codificar conteúdo baseado em H.264. Os formatos de entrada da especificação NVENC estão limitados à saída H.264. NVENC, no entanto, graças ao seu formato limitado, pode executar a codificação em resoluções de até 4096 × 4096. [11]

Nos drivers R300 lançados ao lado da GTX 680, a Nvidia introduziu um novo recurso chamado Adaptive VSync. Esse recurso é projetado para combater a limitação da v-sync, que pára em uma taxa de quadros inferior a 60 FPS quando a taxa de sincronização v é reduzida para 30 FPS e, em seguida, reduzida para 60 FPS, conforme necessário. No entanto, se a taxa de quadros estiver abaixo de 60 FPS, a V-sync não será necessária porque o monitor pode exibir as imagens quando estiverem prontas. Para corrigir esse problema (preservando os benefícios da v-sync em termos de quebra de tela), o VSync adaptável pode ser ativado no painel de configuração do driver. Ele permite VSync quando a taxa de quadros é maior ou igual a 60 FPS, enquanto desativa quando a taxa de quadros diminui. A Nvidia diz que isso levará a uma apresentação geral mais suave. [4]

A Super Dynamic Resolution (DSR) foi adicionada às GPUs Fermi e Kepler com uma versão de outubro de 2014 dos drivers da Nvidia. Esta função visa melhorar a qualidade da imagem exibida criando a paisagem com uma resolução mais alta e detalhada (upscaling) e reduzindo-a à resolução nativa do monitor (downsampling). [12] História [editar]