进入DX10时代之后，竞争对手AMD已经升级了三代显卡架构，而NVIDIA依然是靠G80架构打头阵，虽然期间也推出过工艺升级的G92架构，但这只是一次次的马甲战略而已，NVIDIA真正的新架构是与RV700几乎同期发布的GT200，这是一款规模庞大的GPU架构，晶体管数量达到了惊人的14亿，NVIDIA的GPU架构设计继续走“巨核心”之路。
G80作为游戏显卡毫无疑问是非常优秀的，但是它无法承担实现NVIDIA的通用计算梦想的重任，因为G80的运算能力不足，而且只支持单精度浮点运算，缺少了商业计算中更为重要的双精度浮点运算，而GT200架构中增加了双精度浮点运算支持。
GT200架构设计图
G80中设计了8组TPC（thread processing cluster）阵列，每阵列2个SM（streaming multiprocesser）单元，总计128个流处理器，而GT200中设计了10组TPC阵列，每TPC的SM单元提高到3个，总计240个流处理器。同时每个TPC阵列包括8个TF纹理过滤单元总计80个纹理处理器，ROP总数则提高到32个。
TPC阵列结构
具体到每一个TPC阵列，其包含3个SM单元24个流处理器，每SM单元可执行的线程数由G80的768条提升到1024条，所以总的线程执行能力达到了G80的2.5倍（10*3*1024/8*2*768=2.5）。图中Local memory缓存容量从G80的16K翻倍到32K，共享L1缓存同样从8K翻倍到16K，每个SM中寄存器数量因此从8192个答复增加至16384个，可容纳的指令更多。
GT200中引入注目的一项改进便是SM单元中增加了FP64双精度浮点运算，而G80中仅能支持FP32单精度运算。尽管代价高昂，执行双精度运算时GT200的效能仅有单精度时的1/8，但双精度运算却是必须的，因为GT200除了应付游戏（游戏应用不需要双精度运算）之外还要进军HPC高性能计算机行业，如果不支持双精度浮点运算那就毫无竞争力。 应该说GT200的架构设计是成功的，但是NVIDIA没有想到AMD的RV770能获得意想不到的成功。在顶级性能上AMD的HD 4870只相当于低阶的GTX 260，远落后于GTX 280，但是GT200的成本太高了，而且NVIDIA的生产工艺也落后于AMD，65nm工艺生产出的GT200显卡核心面积达到了576平方毫米，同时显卡的功耗、发热以及PCB配件都处于较高水平，市场上销售的产品过于昂贵，消费者并不买账，即使是改进到55nm之后仍未被普通消费者认可，NVIDIA以GT200实现GPU中心论的梦想遭到了对手顽强的狙击后不得不面对现实。
