▷ Amd vega

AMD Vega är namnet på AMDs mest avancerade grafikarkitektur, det är den senaste utvecklingen av GCN, dess GPU-arkitektur som har följt oss sedan 2011. Denna utveckling av GCN är AMDs mest ambitiösa hittills.

Vill du veta mer om AMD VEGA-grafikkort och alla deras funktioner? I det här inlägget granskar vi alla nycklar till GCN-arkitekturen och alla hemligheter som Vega döljer.

Innehållsindex

Födelsen av GCN-arkitekturen och dess utveckling tills den når Vega

För att förstå AMD: s historia på grafikkortmarknaden måste vi gå tillbaka till 2006, när företaget Sunnyvale tog över ATI, världens näst största grafikkortstillverkare, och som varit verksamt i flera år. Slåss med Nvidia, branschledare. AMD köpte all ATI: s teknik och immateriella rättigheter i en transaktion värd 4, 3 miljarder dollar kontant och 58 miljoner dollar i aktier på totalt 5, 4 miljarder dollar och slutförde åtgärden den 25 oktober. 2006.

Vid den tiden utvecklade ATI vad som skulle vara den första GPU-arkitekturen baserad på användningen av enhetliga skuggare. Fram till dess innehöll alla grafikkort olika skuggmaskiner inuti för vertex- och skuggningsprocesser. Med ankomsten av DirectX 10 stöds enhetliga skuggare, vilket innebär att alla skuggare i en GPU kan arbeta med toppar och nyanser likgiltigt.

TeraScale var den arkitektur som ATI utformade med stöd för enade skuggare. Den första kommersiella produkten som utnyttjade denna arkitektur var Xbox 360-videokonsolen, vars GPU, kallad Xenos, hade utvecklats av AMD och var mycket mer avancerad än vad som kunde monteras på datorns datorer. I PC-världen väckte TereaScale grafikkort från serien Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 och 6000 till liv. Alla gjorde kontinuerligt små förbättringar för att förbättra deras kapacitet när de fortsatte i tillverkningsprocesserna, från 90 nm till 40 nm.

Åren gick och TeraScale-arkitekturen blev föråldrad jämfört med Nvidia. TeraScales prestanda inom videospel var fortfarande mycket bra, men det hade en stor svag punkt jämfört med Nvidia, detta var en låg kapacitet för datoranvändning med GPGPU. AMD förstod att det behövdes för att utforma en ny grafisk arkitektur, som kunde slåss med Nvidia både i spel och i datoranvändning, ett avsnitt som blev allt viktigare.

Vi rekommenderar att du läser våra bästa PC-hårdvara och komponentguider:

• AMD- historia, processorer och grafikkort från den gröna jätten

GCN är den grafiska arkitekturen designad av AMD från grunden för att lyckas ATI: s TeraScale

Graphics Core Next är namnet som ges till den första grafiska arkitekturen designad 100% av AMD, även om logiskt allt som ärvts från ATI har varit nyckeln till att göra dess utveckling möjlig. Graphics Core Next är mycket mer än en arkitektur, detta koncept representerar kodnamnet för en serie grafiska mikroarkitekturer och en uppsättning instruktioner. Den första GCN-baserade produkten anlände i slutet av 2011, Radeon HD 7970 som har gett så bra resultat för alla sina användare.

GCN är en RISC SIMD-mikroarkitektur som står i kontrast till VLIW SIMD TeraScale-arkitekturen. GCN har nackdelen att det kräver många fler transistorer än TeraScale, men i gengäld erbjuder det mycket större möjligheter för att beräkna GPGPU, gör kompilatorn enklare och utnyttjar resurserna bättre. Allt detta gör GCN till en arkitektur som är klart överlägsen TeraScale och mycket bättre förberedd att anpassa sig till marknadens nya krav. Den första GCN-baserade grafikkärnan var Tahiti, som väckte Radeon HD 7970 till liv. Tahiti byggdes med en 28nm process, vilket representerar ett enormt språng i energieffektivitet jämfört med 40nm för den senaste TeraScale-baserade grafikkärnan, Radeon HD 6970s Cayman GPU.

Därefter har GCN- arkitekturen utvecklats något över flera generationer av Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400, RX 500 och RX Vega-grafikkort. Radeon RX 400 inledde en tillverkningsprocess på 14 nm, vilket tillåter GCN att ta ett nytt språng i energieffektivitet. GCN-arkitekturen används också i APU-grafikkärnan i PlayStation 4 och Xbox One, de nuvarande videospelkonsolerna från Sony och Microsoft som erbjuder enastående prestanda för sitt pris.

GCN- arkitekturen är organiserad internt i det vi kallar beräkningsenheter (CU), som är de grundläggande funktionella enheterna i denna arkitektur. AMD utformar GPU: er med ett större eller mindre antal datorenheter för att skapa sina olika grafikkort. I sin tur är det möjligt att inaktivera datorenheter i var och en av dessa GPU: er för att skapa olika intervall av grafikkort baserade på samma chip. Detta gör att vi kan dra nytta av det kisel som har lämnat tillverkningsprocessen med problem i några av datorenheterna, det är något som har gjorts i branschen under många år. Vega 64 GPU har 64 datorenheter inuti och är den mest kraftfulla GPU tillverkad av AMD hittills.

Varje datorenhet kombinerar 64 skuggningsprocessorer eller skuggare med 4 TMU: er inuti. Datorenheten är separat från, men drivs av, Processing Output Units (ROP). Varje Compute Unit består av en Scheduler CU, en Branch & Message Unit, 4 SIMD Vector Units, 4 64KiB VGPR-filer, en skalarenhet, en 4 KiB GPR-fil, en lokal datakvot på 64 KiB, 4 texturfilterenheter, 16 texturåtervinningslast / lagringsenheter och en 16 kB L1-cache.

AMD Vega är GCN: s mest ambitiösa utveckling

Skillnaderna mellan de olika generationerna av GCN-arkitekturen är ganska minimala och skiljer sig inte för mycket från varandra. Ett undantag är femte generationens GCN-arkitektur, kallad Vega, som kraftigt har modifierat skuggare för att förbättra prestanda per klockcykel. AMD började släppa detaljer om AMD Vega i januari 2017 vilket orsakade höga förväntningar från de första ögonblicken. AMD Vega ökar instruktionerna per klocka, når högre klockhastigheter, erbjuder stöd för HBM2-minne och ett större minnesadressutrymme. Med alla dessa funktioner kan du förbättra prestandan betydligt jämfört med tidigare generationer, åtminstone på papper.

Arkitektoniska förbättringar inkluderar också nya hårdvaruprogrammerare, en ny primitiv kasseraccelerator, en ny skärmdrivrutin och en uppdaterad UVD som kan avkoda HEVC med 4K-upplösningar med 60 i ramar per sekund i 10-bitars kvalitet per färgkanal..

Datorenheterna är kraftigt modifierade

AMD Vega-utvecklingsgruppen, ledd av Raja Koduri, modifierade beräkningsenhetens grundplan för att uppnå mycket mer aggressiva frekvensmål. I tidigare GCN-arkitekturer var närvaron av anslutningar av en viss längd acceptabel eftersom signalerna kunde röra sig hela sträckan i en enda klockcykel. Vissa av dessa rörledningslängder måste förkortas med Vega så att signaler kunde korsa dem under klockcykeln, som är mycket kortare i Vega. AMD Vegas datorenheter blev kända som NCU, som kan översättas som en ny generation datorenhet. Till minskningen av rörledningslängderna för AMD Vega lades modifikationer i logiken för sökning och avkodning av instruktioner, som rekonstruerades för att uppfylla målen för kortare körningstider i denna generation grafikkort.

På L1-cache-strukturen för dekomprimering av cachedata har utvecklingsgruppen lagt till fler steg i pipeline för att minska mängden arbete som utförts i varje klockcykel för att uppfylla målen att öka driftsfrekvensen. Att lägga till stadier är ett vanligt sätt att förbättra frekvenstoleransen för en design.

Rapid Packet Math

En annan viktig nyhet med AMD Vega är att den stöder samtidig behandling av två operationer med mindre precision (FP16) istället för en enda med större precision (FP32). Detta är teknik som kallas Rapid Packet Math. Rapid Packet Math är en av de mest avancerade funktionerna i AMD Vega och finns inte i tidigare GCN-versioner. Denna teknik möjliggör en mer effektiv användning av GPU: s processorkraft, vilket förbättrar dess prestanda. PlayStation 4 Pro är den enhet som har gynnat mest av Rapid Packet Math och har gjort det med ett av sina stjärnspel, Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn är ett bra exempel på vad Rapid Packet Math kan ge. Detta spel använder denna avancerade teknik för att bearbeta allt relaterat till gräs, vilket sparar resurser som kan användas av utvecklare för att förbättra den grafiska kvaliteten på andra delar av spelet. Horizon Zero Dawn påverkade från det första ögonblicket för sin överväldigande grafiska kvalitet, så att det är imponerande att en konsol på bara 400 euro kan erbjuda en sådan konstnärlig sektion. Tyvärr har Rapid Packet Math ännu inte använts i PC-spel, mycket av skylden för detta är att det är en exklusiv funktion hos Vega, eftersom utvecklarna inte vill investera resurser i något som väldigt få användare kommer att kunna dra nytta av..

Primitiva skuggor

AMD Vega lägger också till stöd för ny Primitive Shaders-teknik som ger mer flexibel geometribehandling och ersätter topp- och geometri-skuggare i ett renderingsrör. Idén med denna teknik är att eliminera icke synliga vertikaler från scenen så att GPU inte behöver beräkna dem, och därmed minska belastningen på grafikkortet och förbättra videospelens prestanda. Tyvärr är detta en teknik som kräver mycket arbete från utvecklarna för att kunna dra nytta av den och den finner en situation som är mycket lik den med Rapid Packet Math.

AMD hade för avsikt att implementera Primitive Shaders på förarens nivå, vilket skulle göra det möjligt för denna teknik att fungera magiskt och utan att utvecklarna skulle behöva göra något. Detta är något som låter väldigt trevligt, men slutligen var det inte möjligt på grund av omöjligt att implementera det i DirectX 12 och resten av de nuvarande API: erna. Primitive Shaders är fortfarande tillgängliga, men det måste vara utvecklarna som investerar resurser för att implementera dem.

ACE och Asynchronous Shaders

Om vi ​​pratar om AMD och dess GCN-arkitektur måste vi prata om Asynchronous Shaders, en term som man talade om för länge sedan, men som nästan ingenting säger längre. Asynkron Shaders hänvisar till asynkron databehandling, det är en teknik som AMD har tänkt för att minska bristen på sina grafikkort med geometri.

AMD-grafikkort baserade på GCN-arkitekturen inkluderar ACE: er (Asynchronous Compute Engine), dessa enheter består av en hårdvarumotor avsedd för asynkron databehandling, det är en hårdvara som tar plats på chipet och förbrukar energi så att dess Implementering är inte ett infall, utan en nödvändighet. Anledningen till förekomsten av ACE är den dåliga effektiviteten hos GCN vid tidpunkten för att fördela arbetsbelastningen mellan de olika Compute Units och de kärnor som bildar dem, vilket innebär att många kärnor är utan arbete och därför slösas bort, även om de fortsätter konsumerar energi. ACE ansvarar för att ge arbete till dessa kärnor som har förblivit arbetslösa så att de kan användas.

Geometrien har förbättrats i AMD Vega-arkitekturen, även om den fortfarande ligger långt efter Nvidias Pascal-arkitektur i detta avseende. GCN: s dåliga effektivitet med geometri är en anledning till att AMD: s större chips inte levererar det förväntade resultatet från dem, eftersom GCN-arkitekturen blir mer ineffektiv med geometri när chipet blir större. och inkluderar ett större antal beräkningsenheter. Att förbättra geometri är en av AMDs viktigaste uppgifter med sina nya grafikarkitekturer.

HBCC- och HBM2-minne

AMD Vega-arkitekturen inkluderar också en hög bandbredd-cache-controller (HBCC), som inte finns i grafikkärnorna i Raven Ridge APU: er. Denna HBCC-kontrollen tillåter effektivare användning av HBM2-minnet på Vega-baserade grafikkort. Dessutom gör det möjligt för GPU att få åtkomst till systemets DDR4-RAM om HBM2-minnet tar slut. HBCC gör det möjligt att göra denna åtkomst mycket snabbare och effektivare, vilket resulterar i mindre prestandaförlust jämfört med tidigare generationer.

HBM2 är den mest avancerade minnetekniken för grafikkort, det är den andra generationens höga bandbredd staplade minne. HBM2- tekniken staplar olika minneskip ovanpå varandra för att skapa ett extremt högdensitetspaket. Dessa staplade chips kommunicerar med varandra via en samtrafikbuss vars gränssnitt kan nå 4 096 bitar.

Dessa egenskaper gör att HBM2-minnet erbjuder en mycket högre bandbredd än vad som är möjligt med GDDR-minnen, förutom att göra det med en mycket lägre spänning och strömförbrukning. En annan fördel med HBM2-minnen är att de är placerade mycket nära GPU, vilket sparar utrymme på grafikkortets PCB och förenklar dess design.

Den dåliga delen med HBM2-minnen är att de är mycket dyrare än GDDR och mycket svårare att använda. Dessa minnen kommunicerar med GPU via en interposer, ett element som är ganska dyrt att tillverka och som gör det slutliga priset på grafikkortet dyrare. Som en konsekvens är HBM2-minnebaserade grafikkort mycket dyrare att tillverka än GDDR-minnebaserade grafikkort.

Detta höga pris på HBM2-minne och dess implementering, samt en lägre prestanda än väntat, har varit de främsta orsakerna till AMD Vegas misslyckande på spelmarknaden. AMD Vega har misslyckats med att överträffa GeForce GTX 1080 Ti, ett kort baserat på en Pascal-arkitektur nästan två år äldre.

Aktuella grafikkort baserade på AMD Vega

AMD: s nuvarande grafikkort under Vega-arkitekturen är Radeon RX Vega 56 och Radeon RX Vega 64. Följande tabell visar alla de viktigaste funktionerna på dessa nya grafikkort.

Aktuella AMD Vega-grafikkort
Grafikkort	Beräkna enheter / Shaders	Base / Turbo Clock Frequency	Mängd minne	Minnesgränssnitt	Minnestyp	Minne bandbredd	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56 / 3, 584	1156/1471 MHz	8 GB	2, 048 bitar	HBM2	410 GB / s	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4, 096	1247/1546 MHz	8 GB	2, 048 bitar	HBM2	483, 8 GB / s	295W

AMD Radeon RX Vega 64 är det mest kraftfulla grafikkortet från AMD idag för spelmarknaden. Det här kortet är baserat på Vega 10-kisel, som består av 64 datorenheter som översätter till 4 096 skuggare, 256 TMU och 64 ROP. Denna grafiska kärna kan arbeta med en klockfrekvens upp till 1546 MHz med en TDP på 295W.

Grafikkärnan åtföljs av två HBM2-minnestackar, som ger upp till totalt 8 GB med ett 4 966-bitars gränssnitt och en bandbredd på 483, 8 GB / s. Det är ett grafikkort med en mycket stor kärna, den största någonsin gjord av AMD, men som inte kan utföra på nivå med GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102-kärnan, förutom att konsumera mer energi och producera mycket mer värme. Denna oförmåga hos AMD att slåss med Nvidia verkar göra det klart att GCN-arkitekturen behöver en mycket större utveckling för att hålla jämna steg med Nvidias grafikkort.

AMD Vegas framtid går igenom 7nm

AMD kommer att ge nytt liv i sin AMD Vega-arkitektur med övergången till en 7nm tillverkningsprocess, vilket skulle innebära en betydande förbättring av energieffektiviteten jämfört med nuvarande konstruktioner vid 14nm. För närvarande kommer AMD Vega vid 7 nm inte att nå spelmarknaden utan kommer att fokusera på den artificiella intelligenssektorn, som flyttar stora pengar. Konkreta detaljer om AMD Vega vid 7 nm är ännu inte kända, förbättringen av energieffektivitet kan användas för att upprätthålla prestandan hos nuvarande kort men med mycket lägre strömförbrukning, eller för att göra nya kort mycket kraftfullare med samma konsumtion som de nuvarande.

De första korten som använder AMD Vega vid 7nm är Radeon Instinct. Vega 20 är den första AMD GPU som tillverkas vid 7nm, det är en grafisk kärna som erbjuder dubbla densiteten för transistorer jämfört med den nuvarande Vega 10. kisel. Storleken på Vega 20-chipet är ungefär 360 mm2, vilket representerar en minskning ytarea på 70% jämfört med Vega 10 som har en storlek på 510 mm2. Genom detta genombrott kan AMD erbjuda en ny grafikkärna med 20% snabbare klockhastighet och en energieffektivitetsförbättring på cirka 40%. Vega 20 har en effekt på 20, 9 TFLOP, vilket gör den till den mest kraftfulla grafikkärnan som tillkännagavs hittills, ännu mer än Nvidias Volta V100-kärna som erbjuder 15, 7 TFLOP, även om denna är tillverkad på 12nm, vilket sätter AMD till en tydlig fördel i detta avseende.

Detta avslutar vårt inlägg på AMD Vega. Kom ihåg att du kan dela detta inlägg med dina vänner på sociala nätverk, på detta sätt hjälper vi oss att sprida det så att det kan hjälpa fler användare som behöver det. Du kan också lämna en kommentar om du har något annat att lägga till eller lämna ett meddelande i vårt hårdvaruforum.