▷ Amd vega

AMD Vega е името на най-модерната графична архитектура на AMD, тя е най-новата еволюция на GCN, нейната GPU архитектура, която ни съпътства от 2011 г. Тази еволюция на GCN е най-амбициозната от AMD до момента.

Искате ли да знаете повече за графичните карти AMD VEGA и всички техни функции? В тази публикация разглеждаме всички ключове от GCN архитектурата и всички тайни, които Vega крие.

Индекс на съдържанието

Раждането на GCN архитектурата и нейната еволюция до достигането на Вега

За да разберем историята на AMD на пазара на графични карти, трябва да се върнем към 2006 г., когато компанията Sunnyvale пое ATI, вторият най-голям производител на графични карти в света, който работи в продължение на години. Бийте се с Nvidia, лидер в индустрията. AMD закупи цялата технология и интелектуална собственост на ATI в транзакция на стойност 4, 3 милиарда долара в брой и 58 милиона долара в акции на обща стойност 5, 4 милиарда долара, завършвайки акцията на 25 октомври, 2006 година.

По това време ATI разработваше каква ще бъде първата й GPU архитектура, базирана на използването на унифицирани шейдъри. Дотогава всички графични карти съдържаха различни шейдъри вътре за обработка на връх и засенчване. С идването на DirectX 10 бяха подкрепени унифицирани шейдъри, което означава, че всички шейдери в графичния процесор могат да работят безразлично с върхове и сенки.

TeraScale беше архитектурата, която ATI проектираше с поддръжка на унифицирани шейдъри. Първият търговски продукт, използвал тази архитектура, е видеоконзолата Xbox 360, чийто графичен процесор, наречен Xenos, е разработен от AMD и е много по-усъвършенстван от това, което може да бъде монтирано на компютрите от онова време. В света на PC TereaScale оживи графичните карти от серията Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 и 6000. Всички те непрекъснато правят малки подобрения, за да подобрят възможностите си, докато напредват в производствените процеси, от 90 nm до 40 nm.

Минаха годините и архитектурата на TeraScale ставаше остаряла в сравнение с Nvidia. Производителността на TeraScale във видеоигрите все още беше много добра, но имаше голяма слаба точка в сравнение с Nvidia, това беше нисък капацитет за изчисляване, използвайки GPGPU. AMD разбра, че е необходимо да създаде нова графична архитектура, способна да се бори с Nvidia както в игрите, така и в изчислителната техника, раздел, който става все по-важен.

Препоръчваме ви да прочетете нашите най-добрите ръководства за хардуер и компоненти за компютър:

• AMD история, процесори и графични карти на зеления гигант

GCN е графичната архитектура, проектирана от AMD от самото начало, за да успее на ATI TeraScale

Graphics Core Next е името, дадено на първата графична архитектура, проектирана на 100% от AMD, въпреки че логично всичко наследено от ATI е било ключово за да направи възможно развитието си. Graphics Core Next е много повече от архитектура, тази концепция представлява кодовото име за поредица от графични микроархитектури и набор от инструкции. Първият продукт, базиран на GCN, пристигна в края на 2011 г., Radeon HD 7970, който даде толкова добри резултати на всички свои потребители.

GCN е микроархитектура на RISC SIMD, която контрастира на архитектурата VLIW SIMD TeraScale. GCN има недостатъка, че изисква много повече транзистори от TeraScale, но в замяна предлага много по-големи възможности за изчисляване на GPGPU, прави компилатора по-прост и прави по-добро използване на ресурсите. Всичко това прави GCN архитектурата очевидно по-добра от TeraScale и много по-добре подготвена за адаптиране към новите изисквания на пазара. Първото графично ядро, базирано на GCN, беше Tahiti, което оживи Radeon HD 7970. Tahiti е създаден с помощта на 28 nm процес, представляващ огромен скок в енергийната ефективност в сравнение с 40 nm за най-новото графично ядро, базирано на TeraScale, Radeon HD 6970 на Cayman GPU.

Оттогава архитектурата на GCN се развива леко за няколко поколения графични карти от серията Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400, RX 500 и RX Vega. Radeon RX 400s започна в производствения процес на 14 nm, което позволява на GCN да направи нов скок в енергийната ефективност. GCN архитектурата се използва и в графичното ядро ​​на APU на PlayStation 4 и Xbox One, настоящите конзоли за видеоигри от Sony и Microsoft, които предлагат изключителна производителност за цената им.

GCN архитектурата е организирана вътрешно в това, което наричаме изчислителни единици (CU), които са основните функционални единици на тази архитектура. AMD проектира графични процесори с по-голям или по-малък брой изчислителни единици, за да създаде различни диапазони от графични карти. От своя страна е възможно да се деактивират изчислителните единици във всеки от тези графични процесори, за да се създадат различни диапазони от графични карти, базирани на един и същ чип. Това ни позволява да се възползваме от силикона, който е излязъл от производствения процес с проблеми в някои от изчислителните единици, това е нещо, което се прави в индустрията в продължение на много години. Vega 64 GPU има 64 изчислителни единици вътре и е най-мощният графичен процесор, произведен от AMD до момента.

Всяка изчислителна единица комбинира 64 засенчващи процесора или шейдъри с 4 TMU вътре. Изчислителната единица е отделна от, но се захранва от обработващите изходни единици (ROPs). Всяка изчислителна единица се състои от CU за планиране, единица за клон и съобщение, 4 SIMD векторни блока, 4 64KiB VGPR файла, 1 скаларен блок, 4 KiB GPR файл, локална квота за данни от 64 KiB, 4 текстурни филтърни единици, 16 единици за възстановяване / съхранение на текстура и 16 kB L1 кеш.

AMD Vega е най-амбициозната еволюция на GCN

Разликите между различните поколения на GCN архитектурата са доста минимални и не се различават твърде много една от друга. Изключение прави GCN архитектурата от пето поколение, наречена Vega, която е значително модифицирала шейдъри за подобряване на производителността на тактовия цикъл. AMD започна да пуска подробности за AMD Vega през януари 2017 г., което предизвика големи очаквания от първите моменти. AMD Vega увеличава инструкциите на часовник, достига по-висока тактова скорост, предлага поддръжка за HBM2 памет и по-голямо адресно пространство в паметта. Всички тези функции ви позволяват значително да подобрите производителността в сравнение с предишните поколения, поне на хартия.

Архитектурните подобрения включват също нови хардуерни програмисти, нов примитивен ускорител за изхвърляне, нов драйвер на дисплея и актуализиран UVD, който може да декодира HEVC при 4K резолюции при 60 i кадъра в секунда с 10-битово качество на цветен канал.,

Изчислителните единици са силно модифицирани

Екипът за разработка на AMD Vega, воден от Раджа Кодури, промени основната равнина на изчислителната единица, за да постигне много по-агресивни честотни цели. В предишните GCN архитектури присъствието на връзки с определена дължина беше приемливо, тъй като сигналите могат да изминат цялото разстояние в един цикъл на часовника. Някои от тези дължини на тръбопровода трябва да се съкратят с Vega, така че сигналите да могат да ги преминат в обхвата на цикли на часовника, които са много по-къси във Вега. Компютърните единици на AMD Vega станаха известни като NCU, което може да се преведе като изчислителна единица от ново поколение. За намаляване на дължината на тръбопровода на AMD Vega бяха добавени модификации в логиката на търсене и декодиране на инструкции, които бяха реконструирани с цел да се постигнат целите на по-краткото време за изпълнение в това поколение графични карти.

По пътя на данните за декомпресия на кеша на текстурата на L1, екипът за разработка добави още стъпки към тръбопровода, за да намали количеството работа, извършена във всеки часовник, за да постигне целите за увеличаване на работната честота. Добавянето на етапи е често срещано средство за подобряване на честотната толерантност на дизайна.

Математика за бърз пакет

Друга важна новост на AMD Vega е, че той поддържа едновременната обработка на две операции с по-малка точност (FP16), а не на една с по-голяма точност (FP32). Това е технология, наречена Rapid Packet Math. Rapid Packet Math е една от най-модерните функции в AMD Vega и не присъства в предишните GCN версии. Тази технология позволява по-ефективно използване на процесорната мощ на графичния процесор, което подобрява неговата производителност. PlayStation 4 Pro е устройството, което се възползва максимално от Rapid Packet Math и го направи с една от своите звездни игри, Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn е страхотна извадка за това, което може да донесе Rapid Packet Math. Тази игра използва тази модерна технология за обработка на всичко, свързано с тревата, като по този начин спестява ресурси, които могат да се използват от разработчиците за подобряване на графичното качество на други елементи на играта. Horizon Zero Dawn се отрази от първия момент заради своето невероятно графично качество, дотолкова, че е впечатляващо, че конзола от само 400 евро може да предложи такава художествена секция. За съжаление, Rapid Packet Math все още не се използва в компютърните игри, като голяма част от вината за това е, че е изключителна функция на Vega, тъй като разработчиците не искат да инвестират ресурси в нещо, от което много малко потребители ще могат да се възползват.,

Примитивни шейдъри

AMD Vega също добавя поддръжка за нова технология Primitive Shaders, които осигуряват по-гъвкава обработка на геометрията и заменят върхови и геометрични шейдери в тръбата за рендериране. Идеята на тази технология е да се премахнат невидимите върхове от сцената, така че GPU да не се налага да ги изчислява, като по този начин се намалява нивото на натоварване на графичната карта и се подобрява производителността на видеоиграта. За съжаление, това е технология, която изисква много работа от страна на разработчиците, за да могат да се възползват от нея и тя намира ситуация много подобна на тази на Rapid Packet Math.

AMD имаше намерението да внедри Primitive Shaders на ниво драйвери, което ще позволи на тази технология да работи магически и без разработчиците да правят нещо. Това е нещо, което звучеше много приятно, но накрая не беше възможно поради невъзможността да го внедрите в DirectX 12 и останалите текущи API. Примитивните шейдъри все още са на разположение, но трябва да бъдат разработчиците, които инвестират ресурси за тяхното внедряване.

ACE и асинхронни шейдъри

Ако говорим за AMD и нейната GCN архитектура, трябва да говорим за Asynchronous Shaders, термин, за който се говори много отдавна, но за който почти нищо не се казва вече. Асинхронните шейдъри се отнасят до асинхронните изчисления, това е технология, която AMD е създала, за да намали дефицита, претърпян от своите графични карти с геометрия.

Графичните карти на AMD, базирани на архитектурата на GCN, включват ACE (Asynchronous Compute Engine), тези единици се състоят от хардуерен двигател, посветен на асинхронни изчисления, това е хардуер, който заема място на чипа и консумира енергия, така че неговата Изпълнението не е прищявка, а необходимост. Причината за съществуването на АСЕ е слабата ефективност на GCN, когато става въпрос за разпределение на работното натоварване между различните изчислителни единици и ядрата, които ги образуват, което означава, че много ядра са без работа и следователно са пропилени, въпреки че те остават консумираща енергия. АСЕ са отговорни да осигурят работа на тези ядра, останали без работа, за да могат да бъдат използвани.

Геометрията е подобрена в архитектурата на AMD Vega, въпреки че все още изостава далеч зад архитектурата на Паскал на Nvidia. Лошата ефективност на GCN с геометрията е една от причините по-големите чипове на AMD не дават очаквания резултат от тях, тъй като архитектурата на GCN става по-неефективна с геометрията с увеличаване на чипа. и включват по-голям брой изчислителни единици. Подобряването на геометрията е една от основните задачи на AMD с новите си графични архитектури.

HBCC и HBM2 памет

Архитектурата на AMD Vega включва също контролен контролер с висока честотна лента (HBCC), който не присъства в графичните ядра на APU-те на Raven Ridge. Този контролер на HBCC позволява по-ефективно използване на паметта на HBM2 на базирани на Vega графични карти. В допълнение, тя позволява на графичния процесор да получи достъп до DDR4 RAM на системата, ако паметта HBM2 изтече. HBCC позволява този достъп да се извършва много по-бързо и ефективно, което води до по-малка загуба на производителност в сравнение с предишните поколения.

HBM2 е най-модерната технология за памет за графичните карти, тя е второто поколение памет с висока честотна лента. Технологията HBM2 подрежда различни чипове памет един върху друг, за да създаде пакет с изключително висока плътност. Тези подредени чипове комуникират помежду си чрез свързваща шина, чийто интерфейс може да достигне 4 096 бита.

Тези характеристики карат HBM2 паметта да предлага много по-голяма честотна лента, отколкото е възможно при GDDR памет, в допълнение към това с много по-ниско напрежение и консумация на енергия. Друго предимство на HBM2 паметта е, че те са поставени много близо до графичния процесор, което спестява място на печатни платки за графична карта и опростява дизайна му.

Лошата част от HBM2 спомените е, че те са много по-скъпи от GDDR и много по-трудни за използване. Тези спомени комуникират с графичния процесор чрез интерпозатор, елемент, който е доста скъп за производство и който прави крайната цена на графичната карта по-скъпа. В резултат на това графичните карти, базирани на паметта на HBM2, са много по-скъпи за производство от графичните карти, базирани на GDDR.

Тази висока цена на HBM2 паметта и нейното внедряване, както и по-ниската производителност от очакваното, бяха основните причини за провала на AMD Vega на пазара за игри. AMD Vega не успя да надмине GeForce GTX 1080 Ti, карта, базирана на архитектура на Pascal, почти две години по-стара.

Актуални графични карти, базирани на AMD Vega

Настоящите графични карти на AMD в архитектурата на Vega са Radeon RX Vega 56 и Radeon RX Vega 64. Следващата таблица изброява всички най-важни характеристики на тези нови графични карти.

Актуални графични карти AMD Vega
Графична карта	Изчислете единици / шейдъри	Базова / турбо тактова честота	Количество памет	Интерфейс на паметта	Тип памет	Ширина на лентата на паметта	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56/3584	1156/1471 MHz	8 GB	2048 бита	HBM2	410 GB / s	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4, 096	1247/1546 MHz	8 GB	2048 бита	HBM2	483, 8 GB / s	295W

AMD Radeon RX Vega 64 е най-мощната графична карта от AMD днес за пазара на игри. Тази карта е базирана на силикон Vega 10, съставен от 64 изчислителни единици, които се превеждат в 4 096 шейдери, 256 TMU и 64 ROP. Това графично ядро ​​е способно да работи на тактова честота до 1546 MHz с TDP от 295W.

Графичното ядро е придружено от два стека HBM2 памет, които добавят до общо 8 GB с 4 096-битов интерфейс и честотна лента 483, 8 GB / s. Това е графична карта с много голямо ядро, най-голямото, правено някога от AMD, но което не е в състояние да работи на ниво ядро ​​на GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102, в допълнение към консумацията на повече енергия и производството много повече топлина. Тази неспособност на AMD да се бори с Nvidia изглежда ясно показва, че архитектурата на GCN се нуждае от много по-голяма еволюция, за да бъде в крак с графичните карти на Nvidia.

Бъдещето на AMD Vega преминава през 7nm

AMD ще вдъхне нов живот на своята AMD Vega архитектура с преминаването към 7nm производствен процес, което би трябвало да означава значително подобрение на енергийната ефективност спрямо сегашните дизайни на 14 nm. Засега AMD Vega на 7 nm няма да достигне до пазара на игри, но ще се съсредоточи върху сектора на изкуствения интелект, който движи големи суми пари. Конкретни подробности за AMD Vega на 7nm все още не са известни, подобряването на енергийната ефективност може да се използва за поддържане на производителността на текущите карти, но с много по-ниска консумация на енергия, или за да направи новите карти много по-мощни с същата консумация като настоящите.

Първите карти, които използват AMD Vega на 7nm, ще бъдат Radeon Instinct. Vega 20 е първият AMD графичен процесор, произведен на 7nm, това е графично ядро, което предлага два пъти по-голяма плътност на транзисторите в сравнение със сегашния Vega 10. Силиконът. Размерът на Vega 20 чипа е приблизително 360 mm2, което представлява намаление повърхностна площ от 70% в сравнение с Vega 10, който е с размер 510 mm2. Този пробив дава възможност на AMD да предложи ново графично ядро ​​с 20% по-бърза тактова честота и подобряване на енергийната ефективност с приблизително 40%. Vega 20 има мощност от 20, 9 TFLOP, което го прави най-мощното графично ядро, обявено до този момент, дори повече от ядрото на Volta V100 на Nvidia, предлагащо 15, 7 TFLOP, въпреки че този е произведен на 12 nm, което поставя AMD в явно предимство в това отношение.

С това приключва публикацията ни в AMD Vega. Не забравяйте, че можете да споделяте тази публикация с приятелите си в социалните мрежи, по този начин ни помагате да я разпространяваме, за да може да помогне на повече потребители, които се нуждаят от нея. Можете също да оставите коментар, ако имате нещо друго, което да добавите или да ни оставите съобщение в нашия хардуерен форум.