▷ Amd vega

AMD Vega este numele celei mai avansate arhitecturi grafice a AMD, este cea mai recentă evoluție a GCN, arhitectura sa GPU care ne-a însoțit din 2011. Această evoluție a GCN este cea mai ambițioasă AMD până în prezent.

Vrei să afli mai multe despre plăcile grafice AMD VEGA și toate caracteristicile lor? În această postare trecem în revistă toate cheile arhitecturii GCN și toate secretele pe care Vega le ascunde.

Indice de conținut

Nașterea arhitecturii GCN și evoluția acesteia până la atingerea Vega

Pentru a înțelege istoria AMD pe piața de carduri grafice, trebuie să ne întoarcem până în 2006, când compania Sunnyvale a preluat ATI, al doilea cel mai mare producător de carduri grafice din lume și care a lucrat de ani de zile. Luptă cu Nvidia, liderul industriei. AMD a achiziționat toată tehnologia și proprietatea intelectuală ATI într-o tranzacție în valoare de 4, 3 miliarde USD în numerar și 58 milioane USD în acțiuni în valoare totală de 5, 4 miliarde USD, finalizând acțiunea la 25 octombrie, 2006.

În acel moment, ATI dezvolta care ar fi prima sa arhitectură GPU bazată pe utilizarea de shaders unificate. Până atunci, toate plăcile grafice conțineau diferite umbre în interior pentru procesarea vertexului și a umbrelor. Odată cu sosirea DirectX 10, shadere-urile unificate au fost acceptate, ceea ce înseamnă că toate umbrele dintr-un GPU pot funcționa indiferent de vertexuri și nuanțe.

TeraScale a fost arhitectura pe care ATI a proiectat-o ​​cu suport pentru shaders unificate. Primul produs comercial care a folosit această arhitectură a fost consola video Xbox 360, al cărei GPU, numit Xenos, a fost dezvoltat de AMD și a fost mult mai avansat decât ceea ce putea fi montat pe PC-urile vremii. În lumea PC-urilor, TereaScale a adus la viață plăci grafice din seria Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 și 6000. Toți aceștia făceau mici îmbunătățiri continuu pentru a-și îmbunătăți capacitățile pe măsură ce au progresat în procesele de fabricație, de la 90 nm la 40 nm.

Anii au trecut și arhitectura TeraScale devenea depășită în comparație cu Nvidia. Performanța TeraScale în jocurile video a fost încă foarte bună, dar a avut un punct slab deosebit în comparație cu Nvidia, aceasta a fost o capacitate scăzută de calcul folosind GPGPU. AMD a înțeles că trebuie să proiecteze o nouă arhitectură grafică, capabilă să lupte cu Nvidia atât în ​​jocuri cât și în calcul, o secțiune care era din ce în ce mai importantă.

Vă recomandăm să citiți cele mai bune ghiduri pentru hardware și componente pentru computer:

• Istoric AMD, procesoare și carduri grafice ale gigantului verde

GCN este arhitectura grafică proiectată de AMD de la sol pentru a reuși TeraScala ATI

Graphics Core Next este numele dat primei arhitecturi grafice proiectate 100% de către AMD, deși în mod logic, totul moștenit de la ATI a fost esențial pentru a face posibilă dezvoltarea acesteia. Graphics Core Next este mult mai mult decât o arhitectură, acest concept reprezintă numele de cod pentru o serie de microarhitecturi grafice și un set de instrucțiuni. Primul produs bazat pe GCN a ajuns la sfârșitul anului 2011, Radeon HD 7970 care a dat rezultate atât de bune tuturor utilizatorilor săi.

GCN este o microarhitectură SIMD RISC care contrastează cu arhitectura VLIW SIMD TeraScale. GCN are dezavantajul că necesită mult mai mulți tranzistori decât TeraScale, dar, în schimb, oferă capacități mult mai mari pentru calcularea GPGPU, simplifică compilatorul și folosește mai bine resursele. Toate acestea fac din GCN o arhitectură clar superioară TeraScale și mult mai bine pregătită pentru a se adapta noilor cerințe ale pieței. Primul nucleu grafic bazat pe GCN a fost Tahiti, care a adus viața Radeon HD 7970. Tahiti a fost construit folosind un proces de 28 nm, reprezentând un salt uriaș în eficiență energetică, comparativ cu 40nm pentru cel mai recent nucleu grafic bazat pe TeraScale, RUDU HD 6970-ul Cayman GPU.

După aceea, arhitectura GCN a evoluat ușor de-a lungul mai multor generații de carduri grafice Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400, RX 500 și RX Vega. Radeon RX 400 a început într-un proces de fabricație la 14 nm, permițând GCN să facă un nou salt în eficiența energetică. Arhitectura GCN este folosită și în nucleul grafic APU al PlayStation 4 și Xbox One, actualele console de jocuri video de la Sony și Microsoft care oferă performanțe excepționale pentru prețul lor.

Arhitectura GCN este organizată intern în ceea ce numim unități de calcul (CU), care sunt unitățile funcționale de bază ale acestei arhitecturi. AMD proiectează GPU-uri cu un număr mai mare sau mai mic de unități de calcul pentru a-și crea diversele game de carduri grafice. La rândul său, este posibil să dezactivați unitățile de calcul din fiecare dintre aceste GPU-uri pentru a crea game diferite de plăci grafice bazate pe același cip. Acest lucru ne permite să profităm de siliciul care a ieșit din procesul de fabricație cu probleme în unele dintre unitățile de calcul, este ceva ce s-a făcut în industrie de mulți ani. Vega 64 GPU are 64 de unități de calcul în interior și este cel mai puternic GPU fabricat de AMD până în prezent.

Fiecare unitate de calcul combină 64 de procesoare de umbrire sau umbre cu 4 TMU în interior. Unitatea de calcul este separată, dar este alimentată de unitățile de procesare (ROP). Fiecare unitate de calcul este alcătuită dintr-un Scheduler CU, o unitate de sucursală și mesaje, 4 unități Vector SIMD, 4 fișiere VGPR 64KiB, 1 unitate scalară, un fișier GPR de 4 KiB, o cotă locală de date de 64 KiB, 4 unități de filtrare textură, 16 unități de încărcare / stocare de recuperare a texturii și o memorie cache L1 de 16 kB.

AMD Vega este cea mai ambițioasă evoluție a GCN

Diferențele dintre diferitele generații ale arhitecturii GCN sunt destul de minime și nu diferă prea mult unele de altele. O excepție o constituie arhitectura GCN din a cincea generație, numită Vega, care a modificat foarte mult umbrele pentru a îmbunătăți performanțele pe ciclu de ceas. AMD a început să lanseze detalii despre AMD Vega în ianuarie 2017, provocând așteptări mari încă din primele momente. AMD Vega mărește instrucțiunile pe ceas, atinge viteze mai mari de ceas, oferă suport pentru memoria HBM2 și un spațiu mai mare de adrese pentru memorie. Toate aceste funcții vă permit să îmbunătățiți în mod semnificativ performanța în generațiile anterioare, cel puțin pe hârtie.

Îmbunătățirile arhitecturale includ, de asemenea, noi programe hardware, un nou accelerator de descărcare primitiv, un nou driver de afișare și un UVD actualizat care poate decodifica HEVC la rezoluții 4K la 60 i cadre pe secundă în calitate de 10 biți pe canal de culoare..

Unitățile de calcul sunt puternic modificate

Echipa de dezvoltare AMD Vega, condusă de Raja Koduri, a modificat planul fundamental al unității de calcul pentru a atinge ținte de frecvență mult mai agresive. În arhitecturile GCN anterioare, prezența conexiunilor de o anumită lungime a fost acceptabilă, deoarece semnalele puteau parcurge întreaga distanță într-un singur ciclu de ceas. Unele dintre aceste lungimi ale conductei trebuiau scurtate cu Vega, astfel încât semnalele să le poată traversa în intervalul de cicluri de ceas, care sunt mult mai scurte în Vega. Unitățile de calcul AMD Vega au devenit cunoscute sub denumirea de NCU, care poate fi tradusă ca o unitate de calcul de nouă generație. La reducerea lungimilor conductelor de AMD Vega au fost adăugate modificări în logica de căutare și decodare a instrucțiunilor, care au fost reconstruite pentru a îndeplini obiectivele de timp de execuție mai scurte din această generație de plăci grafice.

Pe calea datelor de descompunere a texturii cache L1, echipa de dezvoltare a adăugat mai mulți pași la conductă pentru a reduce cantitatea de muncă depusă în fiecare ciclu de ceas pentru a îndeplini obiectivele de creștere a frecvenței de funcționare. Adăugarea etapelor este un mijloc comun de îmbunătățire a toleranței la frecvență a unui proiect.

Rapid Matematica pachetelor

O altă noutate importantă a AMD Vega este că acceptă procesarea simultană a două operațiuni cu mai puțină precizie (FP16) în loc de una singură cu o precizie mai mare (FP32). Aceasta este tehnologia numită Rapid Packet Math. Rapid Packet Math este una dintre cele mai avansate caracteristici din AMD Vega și nu este prezentă în versiunile anterioare GCN. Această tehnologie permite utilizarea mai eficientă a puterii de procesare a GPU, ceea ce îmbunătățește performanțele acesteia. PlayStation 4 Pro este dispozitivul care a beneficiat cel mai mult de Rapid Packet Math și a făcut-o cu unul dintre jocurile sale vedete, Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn este o mostră excelentă a ceea ce Rapid Packet Math poate aduce. Acest joc folosește această tehnologie avansată pentru a procesa tot ce are legătură cu iarba, economisind astfel resurse care pot fi folosite de dezvoltatori pentru a îmbunătăți calitatea grafică a altor elemente ale jocului. Horizon Zero Dawn a impactat din primul moment pentru calitatea sa copleșitoare de grafic, până în punctul în care este impresionant că o consolă de doar 400 de euro poate oferi o astfel de secțiune artistică. Din păcate, Rapid Packet Math nu a fost încă utilizat în jocurile pentru PC, o mare parte din vină este că este o caracteristică exclusivă a Vega, deoarece dezvoltatorii nu vor să investească resurse în ceva de care foarte puțini utilizatori vor putea profita..

Shaders primitivi

AMD Vega adaugă, de asemenea, suport pentru noua tehnologie Primitive Shaders, care oferă o prelucrare mai flexibilă a geometriei și înlocuiește umbrele de vertex și geometrie într-o conductă de redare. Ideea acestei tehnologii este de a elimina vârfurile nevizibile de pe scenă, astfel încât GPU nu trebuie să le calculeze, reducând astfel nivelul de încărcare pe placa grafică și îmbunătățind performanța jocului video. Din păcate, aceasta este o tehnologie care necesită multă muncă din partea dezvoltatorilor pentru a putea profita de ea și se află într-o situație foarte similară cu cea a Rapid Packet Math.

AMD a avut intenția de a implementa Primitive Shaders la nivelul șoferului, ceea ce ar permite acestei tehnologii să funcționeze magic și fără ca dezvoltatorii să fie nevoiți să facă nimic. Acest lucru a sunat foarte frumos, dar în cele din urmă nu a fost posibil din cauza imposibilității punerii în aplicare a acestuia în DirectX 12 și în restul actualelor API. Primitive Shaders sunt încă disponibile, dar trebuie să fie dezvoltatorii care investesc resurse pentru implementarea lor.

ACE și Shaders asincrone

Dacă vorbim despre AMD și arhitectura sa GCN, trebuie să vorbim despre Asynchronous Shaders, termen despre care s-a vorbit cu mult timp în urmă, dar despre care nu se mai spune aproape nimic. Asynchronous Shaders se referă la calcul asincron, este o tehnologie pe care AMD a conceput-o pentru a reduce deficiența suferită de plăcile sale grafice cu geometrie.

Cardurile grafice AMD bazate pe arhitectura GCN includ ACEs (Asynchronous Compute Engine), aceste unități constau dintr-un motor hardware dedicat calculului asincron, este un hardware care ocupă spațiu pe cip și consumă energie, astfel încât Implementarea nu este un capriciu, ci o necesitate. Motivul existenței ACE este eficiența scăzută a GCN când vine vorba de distribuirea volumului de muncă între diferitele unități de calcul și nucleele care le formează, ceea ce înseamnă că mulți nuclei sunt fără de lucru și, prin urmare, irosiți, deși rămân consumând energie. ACE sunt responsabili de a oferi muncă acestor nuclee care au rămas în șomaj pentru a putea fi utilizate.

Geometria a fost îmbunătățită în arhitectura AMD Vega, deși rămâne mult în urma arhitecturii Pascal a lui Nvidia în acest sens. Eficiența slabă a geometriei GCN este un motiv pentru care cipurile mai mari ale AMD nu oferă rezultatul așteptat de la ele, deoarece arhitectura GCN devine mai ineficientă cu geometria pe măsură ce cipul devine mai mare. și includ un număr mai mare de unități de calcul. Îmbunătățirea geometriei este una dintre sarcinile cheie ale AMD cu noile sale arhitecturi grafice.

HBCC și memoria HBM2

Arhitectura AMD Vega include, de asemenea, un controler de cache cu lățime mare de bandă (HBCC), care nu este prezent în nucleele grafice ale APU-urilor Raven Ridge. Acest controler HBCC permite utilizarea mai eficientă a memoriei HBM2 a plăcilor grafice bazate pe Vega. În plus, permite GPU să acceseze memoria RAM DDR4 a sistemului dacă memoria HBM2 se termină. HBCC permite ca acest acces să se facă mult mai rapid și mai eficient, ceea ce duce la pierderi de performanță mai mici comparativ cu generațiile anterioare.

HBM2 este cea mai avansată tehnologie de memorie pentru plăci grafice, este cea de-a doua generație cu o lățime mare de bandă stivuită. Tehnologia HBM2 stochează diferite cipuri de memorie una peste alta pentru a crea un pachet de densitate extrem de mare. Aceste cipuri stivuite comunică între ele printr-un autobuz de interconectare, a cărui interfață poate atinge 4.096 de biți.

Aceste caracteristici fac ca memoria HBM2 să ofere o lățime de bandă mult mai mare decât este posibil cu memoriile GDDR, pe lângă faptul că o face cu o tensiune și un consum de energie mult mai mici. Un alt avantaj al amintirilor HBM2 este că acestea sunt plasate foarte aproape de GPU, ceea ce economisește spațiu pe placa grafică PCB și simplifică designul acesteia.

Partea proastă despre amintirile HBM2 este că sunt mult mai scumpe decât GDDR-urile și mult mai dificil de utilizat. Aceste amintiri comunică cu GPU printr-un interpozitor, element care este destul de scump de fabricat și care face ca prețul final al plăcii grafice să fie mai scump. În consecință, cardurile grafice bazate pe memorie HBM2 sunt mult mai costisitoare de fabricat decât cardurile grafice bazate pe memorie GDDR.

Acest preț ridicat al memoriei HBM2 și implementarea acesteia, precum și o performanță mai mică decât se așteptau, au fost principalele cauze ale eșecului AMD Vega pe piața jocurilor. AMD Vega nu a reușit să depășească GeForce GTX 1080 Ti, o carte bazată pe o arhitectură Pascal cu aproape doi ani mai veche.

Plăci grafice actuale bazate pe AMD Vega

Cardurile grafice actuale ale AMD sub arhitectura Vega sunt Radeon RX Vega 56 și Radeon RX Vega 64. Următorul tabel prezintă toate caracteristicile cele mai importante ale acestor noi placi grafice.

Plăci grafice AMD Vega actuale
Cartelă grafică	Unități de calcul / Shaders	Frecvența ceasului de bază / turbo	Cantitate de memorie	Interfață de memorie	Tip de memorie	Lățimea de bandă a memoriei	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56 / 3.584	1156/1471 MHz	8 GB	2.048 de biți	HBM2	410 GB / s	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4.096	1247/1546 MHz	8 GB	2.048 de biți	HBM2	483, 8 GB / s	295W

AMD Radeon RX Vega 64 este cea mai puternică placă grafică de la AMD astăzi pentru piața de jocuri. Acest card se bazează pe siliconul Vega 10, format din 64 de unități de calcul care se traduc în 4.096 de shadere, 256 TMU și 64 ROP. Acest nucleu grafic este capabil să funcționeze la o frecvență de ceas de până la 1546 MHz cu un TDP de 295W.

Nucleul grafic este însoțit de două stive de memorie HBM2, care se ridică la un total de 8 GB cu o interfață de 4.096 biți și o lățime de bandă de 483, 8 GB / s. Este o placă grafică cu un nucleu foarte mare, cel mai mare realizat vreodată de AMD, dar care nu este capabil să performeze la nivelul nucleului GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102, pe lângă faptul că consumă mai multă energie și produce mult mai multa caldura. Această incapacitate a AMD de a lupta cu Nvidia pare să clarifice faptul că arhitectura GCN are nevoie de o evoluție mult mai mare pentru a ține pasul cu plăcile grafice Nvidia.

Viitorul AMD Vega trece prin 7nm

AMD va inspira noua viață arhitecturii sale AMD Vega cu trecerea la un proces de fabricație de 7 nm, ceea ce ar trebui să însemne o îmbunătățire semnificativă a eficienței energetice față de proiectele actuale la 14 nm. Deocamdată, AMD Vega la 7 nm nu va ajunge pe piața jocurilor, ci se va concentra pe sectorul informațiilor artificiale, care mută sume mari de bani. Nu sunt cunoscute încă detalii concrete despre AMD Vega la 7 nm, îmbunătățirea eficienței energetice poate fi folosită pentru a menține performanța cardurilor actuale, dar cu un consum de energie mult mai mic sau pentru a face carduri noi mult mai puternice odată cu același consum ca și cele actuale.

Primele cărți care vor folosi AMD Vega la 7 nm vor fi Radeon Instinct. Vega 20 este primul AMD GPU fabricat la 7 nm, este un nucleu grafic care oferă dublul densității tranzistoarelor față de actualul silicon Vega 10. Dimensiunea cipului Vega 20 este de aproximativ 360mm2, ceea ce reprezintă o reducere suprafață de 70% în comparație cu Vega 10 care are o dimensiune de 510mm2. Această descoperire permite AMD să ofere un nou nucleu grafic cu o viteză de ceas cu 20% mai rapidă și o îmbunătățire a eficienței energetice de aproximativ 40%. Vega 20 are o putere de 20, 9 TFLOP, ceea ce îl face cel mai puternic nucleu grafic anunțat până în prezent, chiar mai mult decât nucleul Volta V100 Nvidia care oferă 15, 7 TFLOP, deși acesta este fabricat la 12 nm, ceea ce pune AMD într-un avantaj clar în această privință.

Aceasta se încheie postarea noastră despre AMD Vega. Amintiți-vă că puteți partaja această postare cu prietenii dvs. pe rețelele de socializare, în acest fel ne ajutați să o răspândim, astfel încât să poată ajuta mai mulți utilizatori care au nevoie de ea. Puteți, de asemenea, să lăsați un comentariu dacă aveți altceva de adăugat sau lăsați-ne un mesaj în forumul nostru hardware.