GeForce 600 [Nvidia | 2012]

 

케플러(Kepler) 아키텍처는 2012년에 출시된 NVIDIA의 그래픽 처리 장치(GPU) 아키텍처로, 이전 아키텍처인 Fermi에 비해 성능과 전력 효율성에서 큰 개선을 이루어낸 혁신적인 기술이다. 이 아키텍처는 NVIDIA의 고성능 그래픽 카드에 적용되었으며, 주로 게임, GPU 가속 컴퓨팅, 과학적 시뮬레이션 등에 사용되었다. 케플러 아키텍처는 28nm 공정 기술을 채택하여 성능 향상과 함께 전력 소모를 획기적으로 줄였다는 점에서 큰 주목을 받았다.

1. 주요 제품과 제원

GeForce GTX 680

• GPU 모델: GK104
• 공정 기술: 28nm
• CUDA 코어: 1536개
• 클럭 속도: 기본 1006 MHz, 부스트 1058 MHz
• 메모리 용량: 2GB GDDR5
• 메모리 인터페이스: 256-bit
• 메모리 속도: 1502 MHz (6008 Mbps)
• 출고 가격: 약 499달러
• 특징: GTX 680은 케플러 아키텍처의 대표적인 그래픽 카드로, 고해상도 게임과 고급 그래픽 작업을 위한 뛰어난 성능을 제공했다. 특히, GTX 680은 게임과 응용 프로그램에서 탁월한 성능과 전력 효율성을 자랑했다. 또한, GPU Boost 기술을 통해 클럭 속도가 자동으로 조정되어 최적의 성능을 발휘했다.

GeForce GTX 690

• GPU 모델: GK104 (2개)
• 공정 기술: 28nm
• CUDA 코어: 1536개 x 2 (총 3072개)
• 클럭 속도: 기본 915 MHz, 부스트 1019 MHz
• 메모리 용량: 4GB GDDR5 (2GB x 2)
• 메모리 인터페이스: 256-bit x 2
• 메모리 속도: 1502 MHz (6008 Mbps)
• 출고 가격: 약 999달러
• 특징: GTX 690은 두 개의 GTX 680 칩을 탑재한 듀얼 GPU 카드로, 매우 높은 성능을 제공하였다. 이 그래픽 카드는 4K 해상도에서의 게이밍 성능을 지원하며, 멀티태스킹 및 고급 그래픽 연산에서 뛰어난 성능을 발휘했다. 하지만 가격이 비쌌고, 높은 전력 소비로 인해 일부 사용자에게는 다소 부담이 될 수 있었다.

GeForce GTX 660 Ti

• GPU 모델: GK104
• 공정 기술: 28nm
• CUDA 코어: 1344개
• 클럭 속도: 기본 915 MHz, 부스트 980 MHz
• 메모리 용량: 2GB GDDR5
• 메모리 인터페이스: 192-bit
• 메모리 속도: 1502 MHz (6008 Mbps)
• 출고 가격: 약 299달러
• 특징: GTX 660 Ti는 성능과 가격의 균형을 잘 맞춘 모델로, 중급 게이머들에게 인기가 많았다. GTX 680보다 다소 낮은 성능을 보였지만, 가격이 저렴하여 경제적인 선택을 할 수 있었다.

GeForce GTX 660

• GPU 모델: GK106
• 공정 기술: 28nm
• CUDA 코어: 960개
• 클럭 속도: 기본 980 MHz, 부스트 1033 MHz
• 메모리 용량: 2GB GDDR5
• 메모리 인터페이스: 192-bit
• 메모리 속도: 1502 MHz (6008 Mbps)
• 출고 가격: 약 229달러
• 특징: GTX 660은 보급형 그래픽 카드로, 기본적인 게이밍 환경에서 충분한 성능을 제공했다. 상대적으로 낮은 가격으로 고급 GPU의 기능을 이용할 수 있어 많은 사용자에게 인기가 있었다.

GeForce GTX 650 Ti

• GPU 모델: GK107
• 공정 기술: 28nm
• CUDA 코어: 768개
• 클럭 속도: 기본 928 MHz, 부스트 980 MHz
• 메모리 용량: 1GB GDDR5
• 메모리 인터페이스: 128-bit
• 메모리 속도: 1350 MHz (5400 Mbps)
• 출고 가격: 약 149달러
• 특징: GTX 650 Ti는 예산이 제한된 사용자들을 위한 그래픽 카드로, 1080p 해상도에서 괜찮은 성능을 제공했다. 낮은 전력 소비와 가격 대비 성능이 뛰어나 인기를 끌었다.

2. 케플러 아키텍처의 주요 특징

28nm 공정 기술

케플러 아키텍처는 28nm 제조 공정을 사용하여 더 높은 성능과 낮은 전력 소비를 동시에 달성했다. 이전의 Fermi 아키텍처가 40nm 공정에서 제조되었던 것과 비교하여, 케플러는 전력 효율성이 대폭 향상되었고, 발열 관리 또한 개선되었다.

SMX 아키텍처

케플러 아키텍처의 핵심은 SMX(Streaming Multiprocessor) 구조로, 기존 Fermi 아키텍처의 SM 구조를 개선하여 더 높은 성능을 제공했다. SMX는 각 SM에서 처리할 수 있는 작업의 양을 늘려, 동일한 크기의 GPU에서 더 많은 연산을 할 수 있게 했다. CUDA 코어는 32개씩 묶여서 SMX 블록을 형성하고, 각 SMX는 더 효율적으로 작업을 처리할 수 있도록 설계되었다.

GPU Boost

케플러 아키텍처에는 GPU Boost 기술이 탑재되어 있어, 그래픽 카드의 클럭 속도를 동적으로 조정하여 게임이나 애플리케이션의 성능을 최적화했다. 이 기술은 GPU가 높은 부하를 처리할 때 자동으로 클럭 속도를 올려 성능을 높이고, 부하가 적을 때는 전력 소비를 줄이는 방식으로 동작한다.

TXAA(Temporal Anti-Aliasing)

케플러 아키텍처는 TXAA라는 새로운 안티앨리어싱 기술을 도입하여, 기존의 MSAA(Multi-Sample Anti-Aliasing)보다 더 부드럽고 자연스러운 이미지를 제공했다. TXAA는 시간적인 요소를 추가하여 움직임이 많은 장면에서도 높은 품질의 그래픽을 유지하도록 했다.

전력 효율성 및 성능 향상

케플러는 전력 효율성에서 큰 개선을 이루어냈다. 동일한 성능 수준에서 Fermi 아키텍처보다 전력 소비가 적어졌고, 이를 통해 그래픽 카드의 열 관리를 효율적으로 할 수 있었다. 이러한 전력 효율성은 특히 고성능 게임 환경에서 중요한 요소로 작용했다.

하이퍼스레딩 지원

케플러는 하이퍼스레딩 기술을 통해, 한 개의 CUDA 코어가 동시에 여러 작업을 처리할 수 있는 능력을 향상시켰다. 이를 통해 멀티태스킹 성능이 개선되었으며, 동시에 여러 작업을 처리하는 환경에서도 뛰어난 성능을 발휘했다.

3. 케플러 아키텍처의 영향

케플러 아키텍처는 그 당시 NVIDIA의 그래픽 카드 시장에서 큰 영향을 미쳤다. 뛰어난 성능과 전력 효율성 덕분에 많은 게임과 그래픽 작업에서 인상적인 성능을 보여주었으며, 경쟁사인 AMD와의 경쟁에서 중요한 우위를 점하게 했다. 또한, GPU Boost, TXAA 등의 혁신적인 기술들은 이후의 NVIDIA 그래픽 카드 제품들에 중요한 영향을 미쳤다.

케플러 아키텍처는 이후 맥스웰(Maxwell) 아키텍처로 이어졌고, 여전히 게임 및 프로페셔널 그래픽 작업을 위한 강력한 GPU 기술로 자리 잡았다.