Архитектура Kepler была создана компанией nVidia осенью 2010 г., а видеокарта nVidia GeForce GTX 650 появилась в продаже спустя 2 года. В основе оборудования лежит кристалл GK107 с урезанными функциональными блоками для снижения производительности и стоимости продукции. В адаптере реализована поддержка API DirectX 11 и OpenGL 4 3, допускается запуск игровых приложений при разрешении до 1080р и активных алгоритмах сглаживания.
Характеристики
Оборудование построено на базе 28-нанометрового микропроцессора площадью 118 мм², состоящего из 1,3 млрд транзисторов. В конструкцию чипа входит единый кластер для расчета и обработки графической информации Graphics Processing Cluster, разделенный на 2 мультипроцессорных модуля SMX. Видеокарта GeForce GTX 650 рассчитана на использование GDDR5 памяти, обладающей повышенной пропускной способностью (объем ОЗУ до 2 Гб). Сравнение характеристик графических карт приведено в представленной ниже таблице.
| Параметр | 640 | 650 | 650 Ti |
| Площадь кристалла, мм² | 118 | 118 | 221 |
| Количество кластеров обработки графики, шт. | 1 | 1 | 2 |
| Число мультипроцессорных модулей, шт. | 2 | 2 | 4 |
| Количество ядер Cuda, шт. | 384 | 384 | 768 |
| Число блоков фильтрации текстур, шт. | 32 | 32 | 64 |
| Энергопотребление, Вт | 65 | 65 | 110 |
Оборудование GT 650 отличается от младшей версии повышенной рабочей частотой ядра (до 1058 МГц). Режим ускоренной работы Boost не предусмотрен. Сторонние производители предлагали графические адаптеры с заводским разгоном. Частота достигает 1180-1200 МГц. Благодаря примененному интерфейсу PCIE 3 удалось повысить скорость обмена данными между адаптером и другими компонентами системного блока. Производитель предусмотрел 128-разрядную шину для трансляции информации между оперативной памятью и графическим процессором.
Печатная плата отличается уменьшенными размерами (длина эталонного образца — 145 мм). Для снижения нагрузки на материнскую плату и слот PCI Express 3 в конструкцию системы питания введен дополнительный 6-контактный разъем. Для вывода изображения на мониторы используются двойной разъем Dual Link DVI D, а также HDMI 1 4a. На части изделий встречается дополнительный порт VGA (поддерживается одновременное использование до 4 дисплеев). Максимальное разрешение для цифровых устройств составляет 4096*2160 точек, для аналоговых — 2048*1536.
Оборудование поддерживает технологии Adaptive Vsync, Vision PhysX и 3D Vision. Реализована работа протокола улучшения качества изображения TXAA и алгоритмов сглаживания FXAA в сотнях играх. Помимо DirectX 11, поддерживаются модели Shader Model 5.0 и алгоритмы геометрических и вычислительных шейдеров.
Разработчик заявляет увеличение производительности в 8 раз по сравнению с картами на базе чипа 9500GT (дата релиза 2008 г.).
Производитель допускает прогрев микропроцессора до 98°С, охлаждение осуществляется при помощи металлического радиатора с вентилятором. Дизайн системы охлаждения зависит от объема оперативной памяти и производителя адаптера. Например, компания ASUS для карт с объемом памяти 1Gb или 2Gb использовала дефлектор из пластика с установленным вентилятором, обеспечивающий улучшенное охлаждение элементов. Встречается оборудование с пассивной системой охлаждения.
Тесты в играх
Для тестирования возможностей карт GeForce GTX 650 в играх применялся стенд на базе процессора Intel Core i7-3960X. В конструкции компьютера использовалось 8 Гб оперативной памяти и жесткие диски Barra Cuda 7200 14 3 Тб и WD Caviar Blue WD10EZEX 1 Тб. Станция работала под управлением 64-битной операционной системы Windows 7 с DirectX 11. Использовались комплекты Drivers для AMD Catalyst 12.11beta и nVidia версии 306.97. Обзор сводных результатов представлен в виде таблицы.
Metro 2033 (год выпуска — 2010) при разрешении 1080р и включенном сглаживании запускается с частотой 13,3 FPS, недостаточной для игрового процесса. Аналогичная картина наблюдается и в приложении Aliens vs Predator 3 (2010 г.). Достаточной производительностью из рассматриваемых адаптеров обладает только изделие на основе GTX 680. Игра Battlefield III (2011 г.) отличается пониженными требованиями к графике и адаптирована для карт производства nVidia, что позволяет довести частоту смены кадров на 650 чипе до 20,5 кадров в секунду.
Приложение The Witcher 2: Assassins of Kings (вышло в 2011 г.) может пойти с частотой 25,4 кадра в секунду, что в 3,5 раза ниже, чем при использовании видеокарты на базе GTX 680. Игра Sniper Elite V2 (разработка 2012 г.) запускается на 650 микропроцессоре в виде последовательности кадров (9 FPS). Конкуренты от AMD показывают сопоставимые результаты.
По итоговым результатам адаптеры на базе чипов GTX650 и HD 7750 заняли последнее место, предопределяя выбор, какой адаптер приобрести для игровой станции начального уровня.
Потенциал архитектуры Kepler позволил разработчикам компании NVidia создать серию вычислительных систем Tesla (объем памяти — до 12 Гб). Но появление новых конструктивных решений и выход улучшенных игровых приложений привели к устареванию оборудования — уже в начале 2014 г. свет увидели графические карты на основе чипов поколения Maxwell. При запуске игровых приложений, разработанных после 2012 г., необходимо снижать настройки и разрешение до минимума, что ухудшает качество изображения.
Если владелец использует компьютер с видеокартой на базе стандартного чипа 650 серии, то оборудование подойдет для решения офисных задач или просмотра фильмов. При необходимости станция может использоваться и для запуска игровых приложений. В этом случае владельцу необходимо знать, какие игры пойдут на адаптере без критической потери качества графики и заморозки изображения. По отзывам пользователей, без нареканий запускаются приложения Euro Truck Simulator 2 и SIMS 3 (2012 и 2009 гг.).
Разгон
Перед началом процедуры разгона необходимо установить драйвера последней версии, которые доступны на официальном сайте производителя. Для проверки параметров используется утилита GPU Z (применяется для оценки ASIC Quality). Увеличение частоты работы микропроцессора производится путем регулирования напряжения питания, для проверки работоспособности используются игровые приложения. Проведенные тесты показали, что наращивание частоты микропроцессора и памяти позволяет увеличить производительность адаптера на 12-15%.
Пиковая частота зависит от производителя карты, который отбирал микропроцессоры по характеристикам. Например, изделия от компании Asus способны устойчиво работать при частоте до 1333 МГц, при этом адаптер MSI N650 PE 1GD5/OC невозможно разогнать выше 1240 МГц (из-за появления артефактов на дисплее и нарушения стабильности работы). Увеличение тактовой частоты памяти затруднительно из-за особенностей системы питания, максимальная частота не превышает 6,21 ГГц.
Аналог от AMD
Ближайшим аналогом от компании AMD является изделие HD 7750, представленное в начале 2012 г. Карта имеет объем памяти 1 Gb (GDDR5), которая обменивается информацией с графическим процессором при помощи 128-разрядной шины. Оборудование имеет суммарное энергопотребление на уровне 75 Вт, тактовая частота памяти не превышает 4500 МГц. Изделие оснащается несколькими портами для коммутации цифрового и аналогового оборудования, допускается одновременная работа до 4 мониторов.
Другой альтернативой является HD7770, построенный на базе архитектуры Cape Verde. Графическое ядро позаимствовано у адаптеров Tahiti XT, но отличается уменьшенным количеством потоковых процессоров и блоков фильтрации текстур. Производитель сохранил 128-битную шину. Реализована поддержка 1 Гб памяти стандарта GDDR5. Энергопотребление находится в пределах 80 Вт, предусмотрен дополнительный 6-контактный штекер.
