为回应对手新一代高阶绘图卡「 Radeon R9 290X 」， NVIDIA 早前推出「 GeForce GTX 780 Ti 」强势还击，却令原定位最高阶 3D 游戏与运算应用的「 GeForce GTX Titan 」绘图卡出现性能重叠之尴尬情况。因此， NVIDIA 18 日正式推出全新「 GeForce GTX Titan Black 」绘图卡取代旧有型号，改用「 GK110 」 B1 Stepping 绘图核心， CUDA Core 数目提升至 2880 个，搭载 6GB GDDR5 绘图记忆体，并支援全速 Double Precision 双精度浮点数能力，让「 Titan 」再次回复最强绘图卡之名， HKEPC 找来由 Inno3D 送测的 GeForce GTX Titan Black 为读者详细介绍。
NVIDIA Kepler GPU 微架构
2008 年 NVIDIA 的 GPU 微架构发展路线图
2008 年的 NVIDIA GPU Technology 大会上， NVIDIA 执行长 Jensen Huang 首次谈及了公司未来 GPU 微架构的发展计划， NVIDIA 将会以每两年推出全新的 GPU 微架构的速度前进，按照当年的规划， 2009 年将会推出具备 FP64 运算能力、代号为「 Fermi 」的 GPU 微架构、紧接于 2011 年推出具备 Dynamic Parallelism 运算能力是「 Kepler 」 GPU 微架构， 2013 年再推出加入 Unified Virtual Memory 设计「 Maxwell 」 GPU 微架构。
但计划永远与时程有所出入，「 Fermi 」 GPU 微架构原定于 2009 年 9 月正式发布，却受制于 TSMC 40nm 制程并不成熟需要作出修正，「 Fermi 」 GPU 最终要延至 2010 年 3 月才能上市，初上市已经是 A3 Stepping 更要顾及晶片良率的考量，高阶绘图晶片「 GF100 」需要屏敝部份 SM 运算单元才能符合量产 GeForce GTX 480 、 470 ，功耗较预期亦时脉提升空间有限， GeForce 400 系列并没有取得预期的成功， NVIDIA 更需花上半年时间为晶片设计进行修正。
最终， 2010 年 11 月推出经改良的「 GF110 」绘图核心的 GeForce GTX 580 ﹐「 Fermi 」 GPU 微架构实力才能完全发挥，接着 NVIDIA 开始为效能级「 GF104 」、中阶「 GF106 」及入门级「 GF108 」绘图核心作类似的改良，推出「 GF114 」、「 GF116 」及「 GF118 」、「 GF119 」绘图核心， GeForce 400 系列开始过渡至 GeForce 500 系列，整个过程直至 2011 年 5 月才宣告完成，说好的「 Kepler 」 GPU 微架构亦要顺延至 2012 年。
杀鸡焉用牛刀 「 GK104 」足以应付对手 !!
NVIDIA 执行长 Jensen Huang 首次展示「 Kepler 」 GPU 微架构绘图卡
汲取「 Fermi 」 GPU 微架构的失败经验， NVIDIA 在研发「 Kepler 」 GPU 微架构时不再以把高阶绘图核心优先，改为先完成複杂程度较低的效能级绘图核心，吸收足够的研发经验并掌握制程技术后再推出高阶型号，採用全新 TSMC 28nm 制程的「 GK104 」在首次试産已能正常运作，经少量修正后的 A2 Stepping 更无需屏敝任何 CUDA Core 就能满足量産要求，功耗表现理想令晶片可运作于 1GHz 以上核心时脉，性能超出预期并压倒当时对手最高阶的「 Radeon HD 7970 」。
2012 年 3 月， NVIDIA 决定採用「 GK104 」绘图核心推出「 GeForce GTX 680 」，虽然「 GK104 」性能表现足以力压当时 AMD 最高阶的 Radeon HD 7970 ，就算对手推出 GHz Edition 提升性能并降价还击仍然无法取得优势，「 Kepler 」微架构进程相当顺利，由于「 GK104 」绘图核心命名法则有别于 NVIDIA 一贯最高阶型号，令外间均猜测「 GK110 」是否存在， 2012 年 4 月发布的「 GeForce GTX 690 」会否才是「 Kelper 」 GPU 微架构的终极型态呢 ?
最终，「 GeForce GTX 690 」仅为两颗「 GK104 」绘图核心所组成的单卡双晶片架构，而 AMD 于 2012 年亦表现非常沉静无力还击，在 2012 年余下的三个季度， NVIDIA 开始为「 Kepler 」 GPU 微架构进行世代交接，中阶的「 GK106 」、入门级的「 GK107 」绘图核心，取代沿有「 Fermi 」 GPU 微架构产品线， 2012 年「 GK110 」一直只闻梯响最终没有于现身绘图卡市场。
「 GK110 」于 SC2012 大会初登场
「 GK110 」最早应用于 Tesla K20X 处理器産吕， NVIDIA 更与美国橡树岭国家实验室合作组成超级电脑「 Titan 」
其实「 GK110 」早于 2012 年第二季试産成功，约在 2012 年第 30 週正式量产「 GK110 」 A1 Stepping 晶片， 2012 年 11 月 13 日举行的 SuperComputer 2012 大会上， NVIDIA 正式宣布发布「 GK110 」绘图核心的 Tesla K20 平行运算处理器系列，包括 Tesla K20 与 Tesla K20X 两款型号，当中 Tesla K20 处理器已交付美国克莱姆森大学、印第安那大学、南加州大学、国家超级计算应用中心、国家海洋和大气管理局等机构，会上更宣布与美国橡树岭国家实验室合作，研发基于 Tesla K20X 处理器的超级电脑「 Titan 」，这亦是「 GeForce GTX Titan 」名字的由来。
面对 Double Precision 双精算应用不断普及，加上「 GeForce GTX 690 」 绘图卡採用双晶片架构成本太高， NVIDIA 终于 2013 年 2 月 19 日正式发布首款基于「 GK110 」的绘图卡产品，型号为「 GeForce GTX Titan 」，其定位涵盖旗舰 PC 游戏应用与工作站运算应用，并取代「 GeForce GTX 690 」 沿有地位，严格来说「 GeForce GTX Titan 」并非 GeForce 700 系列其中一员。
直至 2013 年 5 月， NVIDIA 才正式发布基于「 GK110 」的 「 GeForce GTX 780 」 绘图核卡，沿有的「 GK104 」绘图核心被重新规划，纳入 GeForce 700 系列之中，儘管「 GeForce GTX 780 」 同样基于「 GK110 」绘图核心，但 NVIDIA 刻意在功能与规格上与「 GeForce GTX Titan 」作出市场区间，包括 SMX 模组数目、记忆体支援容量以及是否支援 Double Precision 双精度运算等等。
NVIDIA 于 2013 年 GTC 大会首次展示 GeForce GTX Titan 绘图卡
「 GK110-B1 」令良率进一步提升
「 GK110 」的原生架构共拥有 15 组 SMX Units ，最高内建 2880 个 CUDA Core ，一般来说「 GK110 」晶片可能需要经过数次试产才能正常运作，如果出现设计上的瑕疵便需要作出修正，「 GK110 」同样在首次试产便能正常运作，并决定量产 A1 Stepping 晶片应市。
由于对手仍未有相应产品可与「 GK110 」抗衡， A1 Stepping 晶片需然要屏敝运算晶元数目以满足良率要求，但性能实在相较对时对手 Radeon HD 7970 以至双晶片 Radeon HD 7990 更强大。
GeForce GTX Titan 採用了「 GK110-400-A1 」晶片， 14 组 SMX Units 提供 2688 个 CUDA Cores 、 224 个 Texture Units 与 48 个 ROP Unit 。 GeForce GTX 780 採用了「 GK110-300-A1 」晶片，进一步屏敝至仅 12 组 SMX Unit ，提供 2304 个 CUDA Cores 、 192 个 Texture Units 。
如同上代「 Fermi 」推出「 GF110 」绘图核心一样， NVIDIA 开始针对「 GK110 」 A1 Stepping 的积体电路瑕疵作出修正，「 GK110 」， B1 Stepping 晶片于 2013 年第一季已成功试产，并于第二季正式量产，其良率表现大幅提升并能满足量产 15 组 SMX Units 完整架构的要求，首款採用 B1 版本晶片是工作站绘图卡 Quadro K6000 于 2013 年 7 月正式上市。
2013 年 10 月 ， 面对 AMD 正式发布全新 Radeon R9 290 系列，在性能上显着提升并终于赶上 GeForce GTX 780 ， NVIDIA 决定调整产品线回应对手， 一方面以 GeForce GTX 780 降价迎战 Radeon R9 290 ，紧接于 2013 年 11 月推出具备完整 15 组 SMX Units 的「 GK110-425-B1 」绘图核心，命名为「 GeForce GTX 780 Ti 」 反撃 Radeon R9 290X 。
「 GeForce GTX 780 Ti 」的性能表现成功压倒「 Radeon R9 290X 」的同时，却令原定位最高阶 3D 游戏与运算应用的「 GeForce GTX Titan 」绘图卡出现性能重叠之尴尬情况，不少测试均指出「 GeForce GTX 780 Ti 」性能超越「 GeForce GTX Titan 」 ，最终 NVIDIA 推出基于 B1 Stepping 的 GeForce GTX Titan Black ，让「 Titan 」再次回复最强绘图卡之名。。
2013 年 NVIDIA GTC 大会上， NVIDIA 执行长 Jensen Huang 修正了 GPU 微架构产品规划，原定于 2013 年上市的「 Maxwell 」 GPU 微架构延至 2014 年上市，由于「 Kepler 」中高阶产品仍具竞争力，首款基于「 Maxwell 」 GPU 微架构产品将是入门级的「 GM107 」，并命名为「 GeForce GTX 750 系列」。
「 Maxwell 」将会于 2014 年余下的季度由中阶续渐往高阶进行世代交接，并由 28nm 转入 20nm 制程，同时亦公布了「 Volta 」 GPU 微架构计划， NVIDIA 执行长 Jensen Huang 并没有定下「 Volta 」 GPU 微架构推出的时间表，反正计划永远赶不上实际情况，对手能否迫得 NVIDIA 拿出真功夫，也是 NVIDIA 微架构世代交换速度的其中一大关键。
GTX Titan BlackGTX TitanGTX 780 TiGTX 780Process28 nm28 nm28 nm28 nmCoreGK110-B1GK110-A1GK110-B1GK110-A1Transistors7.1 billion7.1 billion7,1 billion7,1 billionGPU ArchitectureKeplerKeplerKeplerKeplerCUDA Cores2880268828802304Engine Clock889 MHz837 MHz875 MHz863 MHzGPU Boost Clock980 MHz876 MHz928 MHz900 MHzSingle Precision (GFLOPS)5121GFLOPS4500GFLOPS5040GFLOPS3979GFLOPSDouble Precision (GFLOPS)1300 GFLOPS (1/3)*1300 GFLOPS (1/3)*210 GFLOPS (1/24)166 GFLOPS (1/24)Memory Type384-bit384-bit384-bit384-bitMemory Size6 GB GDDR56 GB GDDR53 GB GDDR53 GB GDDR5Memory Date Rate7 000 MHz6 088 MHz7 000 MHz6 008 MHzMemory Bandwidth336 GB/s288 GB/s336 GB/s288 GB/sPower Connectors6+8-pin6+8-pin6+8-pin6+8-pinMonitors Output2 st. DVI2 st. DVI2 st. DVI2 st. DVI1 st. HDMI1 st. HDMI1 st. HDMI1 st. HDMI1 st. DP1 st. DP1 st. DP1 st. DPTDP250 W250 W250 W250W