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AMD大爆發(fā) Vega GPU架構技術要點總結

作者: 時間:2017-03-21 來源:微型計算機 收藏
編者按:在今年一月份的CES展會上,AMD對外披露了Vega的部分技術細節(jié),雖然關鍵的性能指標還不得而知,但我們還是可以從下列資料中可以看出Vega所具有的巨大潛力。

  Vega架構的四大特點

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201703/345466.htm

  Vega架構是拉加·庫德里(Raja Koduri)回爐的首期之作。拉加·庫德的職業(yè)生涯始于大名鼎鼎的S3 Graphics,后來進入ATI公司并成為圖形技術的領軍者之一。2009年并購ATI,給業(yè)界帶來很大的波動,拉加·庫德里此時擔任圖形業(yè)務的首席技術官,不過并購不久就被喬布斯挖走、為蘋果公司研發(fā)新一代圖形處理器。不過在2013年4月,他重新又回到了、重新執(zhí)掌圖形技術部門,負責新一代產(chǎn)品的開發(fā)—值得一提的是,AMD現(xiàn)時大火的Ryzen處理器架構,主導者也是從蘋果重新回爐的Jim Keller,而當年他是K7和K8架構的架構設計者,一手打造了AMD處理器的輝煌時代(遺憾的是,Jim Keller已于2015年9月從AMD二度離職)。

  拉加·庫德里回到AMD之后,被任命為視覺計算企業(yè)副總裁(Corporate Vice President of Visual Computing),同時負責GPU的硬件開發(fā)以及軟件平臺設計。之后的Fijii、Polaris兩代改良架構都是在他的領導下進行,我們也得見此后AMD的圖形業(yè)務緩慢回升,縮小了與對手的差距—但GCN架構使然,難以有根本性的改觀。因此,新一代的Vega架構讓外界報以很高的期望。

AMD大爆發(fā) Vega GPU架構技術要點總結

  GPU的邏輯架構示意

  在今年一月份的CES展會上,AMD對外披露了Vega的部分技術細節(jié),雖然關鍵的性能指標還不得而知,但我們還是可以從下列資料中可以看出Vega所具有的巨大潛力。而總結起來,Vega將有以下四大技術要點,分別是:革命性的存儲架構、更靈活的幾何渲染、高級像素引擎以及NCU下一代計算單元。

  革命性的存儲架構:HBM2+ HBCC

  Fiji架構中引入的HBM(高帶寬)顯存是AMD的獨門絕技,在2015年這項技術引入時確實引起業(yè)界的矚目。HBM架構將顯存的管芯(DIE)與GPU的DIE集成在同一個基片上,等于圖形處理器本身就集成了顯存,這樣,顯卡的PCB板上就沒有傳統(tǒng)的顯存,只需要供電電路和輸出接口元器件,顯卡的尺寸可以變得非常之小—相當于筆記本顯卡模塊的尺寸,作為當時的高端顯卡,F(xiàn)iji的高集成度和小尺寸因此給人留下深刻印象。再者,HBM的顯存以3D堆疊的方式封裝在一起,單枚芯片的傳輸位寬可以達到1024bit,相當于GDDR5的32倍之多!我們知道,傳輸帶寬等于位寬乘以頻率,HBM具有高位寬的優(yōu)勢,顯存的頻率就可以大大降低,在Fiji中它的頻率只有1GHz,每個顯存堆棧的帶寬突破100GB/s,比GDDR5的傳統(tǒng)方案高出數(shù)倍!


AMD大爆發(fā) Vega GPU架構技術要點總結

  AMD GPU與HBM2顯存


AMD大爆發(fā) Vega GPU架構技術要點總結

  AMD現(xiàn)有Radeon R9 GPU與HBM顯存

  由于顯存芯片的工作頻率低,第一代HBM僅需要1.3V電壓、低于GDDR5的1.5V,而它的每瓦特傳輸性能達到35GB/s,也比GDDR5的10GB/s快出3.5倍之多!

  不過第一代HBM存在顯存容量低的問題,旗艦顯卡Radeon Fury X也只能提供4GB容量,在應付大型游戲時這點顯存顯然是杯水車薪。而這次Vega架構引入了升級的第二代HBM方案,在繼承高性能、低功耗、高集成度的同時,將顯存容量提升到8GB和16GB多個規(guī)格,消除了容量不足的瓶頸。同時,HBM2 的帶寬達到HBM1的兩倍,可以實現(xiàn)256GB/s 或512GB/s的超高傳輸性能。


AMD大爆發(fā) Vega GPU架構技術要點總結

  HBM2堆疊內(nèi)存方案可以獲得顯著的容量、空間優(yōu)勢

  如果說HBM2只是尋常的改良升級,Vega存儲架構的真正革命之處在于,它對顯存控制器進行全新的設計,并稱為HBCC(高帶寬高速緩存控制器)。HBCC除了連接前面說的HBM2集成顯存外,還可以連接顯卡PCB上放置的SSD、網(wǎng)絡存儲等多種形式的基片外存儲部件,而它的尋址能力高達512TB!開發(fā)者可以像使用顯存一樣直接使用這些部件,而HBM2顯存此時則作為GPU與外部存儲單元的高速緩存來使用—我們稍稍轉變一下思路,將GPU視作是傳統(tǒng)的CPU,顯存就是內(nèi)存,外部存儲就是硬盤,很簡單就會得出結論:基于Vega的計算卡不只是顯卡、同時還是一部獨立的計算機,這顯然是為通用計算和認知計算所準備。


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  Vega GPU的高速緩存控制器示意


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關鍵詞: AMD Vega

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