▷ Amd vega

AMD Vega er navnet på AMDs mest avanserte grafikkarkitektur, det er den siste utviklingen av GCN, dens GPU-arkitektur som har fulgt oss siden 2011. Denne utviklingen av GCN er AMDs mest ambisiøse til dags dato.

Vil du vite mer om AMD VEGA-grafikkort og alle funksjonene deres? I dette innlegget gjennomgår vi alle nøklene til GCN-arkitekturen og alle hemmelighetene som Vega skjuler.

Innholdsindeks

Fødselen av GCN-arkitektur og dens utvikling til den når Vega

For å forstå AMDs historie i grafikkortmarkedet, må vi tilbake til 2006, da firmaet Sunnyvale overtok ATI, verdens nest største produsent av grafikkort, og som hadde vært i virksomhet i flere år. Kjemp med Nvidia, bransjeleder. AMD kjøpte all ATIs teknologi og immaterielle eiendommer i en transaksjon til en verdi av 4, 3 milliarder dollar i kontanter og 58 millioner dollar i aksjer på til sammen 5, 4 milliarder dollar, og fullførte handlingen 25. oktober, 2006.

På den tiden utviklet ATI det som ville være den første GPU-arkitekturen basert på bruken av enhetlige skyggelister. Inntil da inneholdt alle grafikkort forskjellige lysfarger inne for toppunkt og skyggelegging. Med ankomsten av DirectX 10 ble enhetlige skyggeleggere støttet, noe som betyr at alle skyggelegger i en GPU kan jobbe med toppunkt og nyanser likegyldig.

TeraScale var arkitekturen som ATI tegnet med støtte for enhetlige skyggeleggere. Det første kommersielle produktet som benyttet seg av denne arkitekturen var Xbox 360-videokonsollen, hvis GPU, kalt Xenos, var utviklet av AMD og var mye mer avansert enn det som kunne monteres på datidens PCer. I PC-verdenen brakte TereaScale grafikkort fra Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 og 6000 seriene til liv. Alle av dem gjorde små forbedringer kontinuerlig for å forbedre sine evner når de gikk videre i produksjonsprosessene, fra 90 nm til 40 nm.

Årene gikk og TeraScale-arkitekturen ble utdatert sammenlignet med Nvidia. TeraScales ytelse i videospill var fremdeles veldig god, men den hadde et stort svakt punkt sammenlignet med Nvidia, dette var en lav kapasitet for databehandling ved hjelp av GPGPU. AMD forsto at det trengtes å designe en ny grafisk arkitektur, i stand til å kjempe med Nvidia både i spill og i databehandling, et avsnitt som ble stadig viktigere.

Vi anbefaler å lese våre beste PC-maskinvare- og komponentguider:

• AMD- historie, prosessorer og grafikkort fra den grønne giganten

GCN er den grafiske arkitekturen designet av AMD fra grunnen av for å lykkes med ATIs TeraScale

Graphics Core Next er navnet som ble gitt til den første grafiske arkitekturen designet 100% av AMD, selv om alt i alt arvet fra ATI logisk sett har vært nøkkelen til å gjøre utviklingen mulig. Graphics Core Next er mye mer enn en arkitektur, dette konseptet representerer kodenavnet for en serie grafiske mikroarkitekturer og et sett med instruksjoner. Det første GCN-baserte produktet ankom i slutten av 2011, Radeon HD 7970 som har gitt så gode resultater til alle brukerne.

GCN er en RISC SIMD-mikroarkitektur som står i kontrast til VLIW SIMD TeraScale-arkitekturen. GCN har den ulempen at det krever mange flere transistorer enn TeraScale, men til gjengjeld gir den mye større muligheter for beregning av GPGPU, gjør kompilatoren enklere og utnytter ressursene bedre. Alt dette gjør GCN til en arkitektur som er klart overlegen TeraScale, og mye bedre forberedt på å tilpasse seg markedets nye krav. Den første GCN-baserte grafikkjernen var Tahiti, som brakte Radeon HD 7970 til liv. Tahiti ble bygget ved hjelp av en 28nm prosess, som representerte et enormt sprang i energieffektivitet sammenlignet med 40nm for den nyeste TeraScale-baserte grafikkjernen, Radeon HD 6970s Cayman GPU.

Deretter har GCN- arkitekturen utviklet seg litt over flere generasjoner av Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400, RX 500 og RX Vega-grafikkort. Radeon RX 400 innledet en produksjonsprosess på 14 nm, slik at GCN kunne ta et nytt sprang i energieffektivitet. GCN-arkitekturen brukes også i APU-grafikkjernen i PlayStation 4 og Xbox One, de nåværende videospillkonsollene fra Sony og Microsoft som tilbyr eksepsjonell ytelse for sin pris.

GCN- arkitekturen er organisert internt i det vi kaller beregningsenheter (CU), som er de grunnleggende funksjonelle enhetene i denne arkitekturen. AMD designer GPUer med et større eller mindre antall dataenheter for å lage sine forskjellige grafikkortområder. I sin tur er det mulig å deaktivere dataenheter i hver av disse GPU-ene for å lage forskjellige utvalg av grafikkort basert på samme brikke. Dette gjør at vi kan dra nytte av silisiumet som har kommet ut av produksjonsprosessen med problemer i noen av dataenhetene, det er noe som har blitt gjort i bransjen i mange år. Vega 64 GPU har 64 dataenheter inne og er den kraftigste GPU produsert av AMD til dags dato.

Hver dataenhet kombinerer 64 skyggeprosessorer eller skyggelegger med 4 TMUer inne. Databehandlingsenheten er atskilt fra, men er drevet av, prosesseringsutgangsenhetene (ROP). Hver Compute Unit består av en Scheduler CU, en Branch & Message Unit, 4 SIMD Vector Units, 4 64KiB VGPR-filer, 1 skalærenhet, en 4 KiB GPR-fil, en lokal datakvote på 64 KiB, 4 texture-filterenheter, 16 tekstur utvinning last / lagringsenheter og en 16 kB L1 cache.

AMD Vega er GCNs mest ambisiøse evolusjon

Forskjellene mellom de forskjellige generasjonene av GCN-arkitekturen er ganske minimale og skiller seg ikke for mye fra hverandre. Et unntak er femte generasjons GCN-arkitektur, kalt Vega, som har kraftig modifisert skyggelegger for å forbedre ytelsen per klokkesyklus. AMD begynte å gi ut detaljer om AMD Vega i januar 2017, noe som medførte høye forventninger fra de første øyeblikkene. AMD Vega øker instruksjonene per klokke, når høyere klokkehastigheter, tilbyr støtte for HBM2-minne og et større minneadresseområde. Alle disse funksjonene lar deg forbedre ytelsen betydelig over tidligere generasjoner, i det minste på papir.

Arkitektoniske forbedringer inkluderer også nye maskinvareprogrammerere, en ny primitiv kassasjelerator, en ny skjermdriver, og en oppdatert UVD som kan avkode HEVC i 4K-oppløsninger med 60 i bilder per sekund i 10-biters kvalitet per fargekanal..

Databehandlingsenhetene er sterkt modifisert

AMD Vega-utviklingsteamet, ledet av Raja Koduri, modifiserte det grunnleggende planet for beregningsenheten for å oppnå mye mer aggressive frekvensmål. I tidligere GCN-arkitekturer var tilstedeværelsen av tilkoblinger med en viss lengde akseptabelt fordi signalene kunne reise hele distansen i en enkelt klokkesyklus. Noen av disse rørledningslengdene måtte forkortes med Vega slik at signaler kunne krysse dem i løpet av klokkesyklusene, som er mye kortere i Vega. AMD Vegas databehandlingsenheter ble kjent som NCU, som kan oversettes som en ny generasjons databehandlingsenhet. For å redusere rørledningslengdene til AMD Vega ble det lagt til endringer i logikken for søk og dekoding av instruksjoner, som ble rekonstruert for å oppfylle målene om kortere utførelsestider i denne generasjonen grafikkort.

På dataveien til L1-cache-tekstur dekompresjon, la utviklingsteamet flere trinn til rørledningen for å redusere mengden arbeid som blir gjort i hver klokkesyklus for å oppfylle målene om å øke driftsfrekvensen. Å legge til stadier er et vanlig middel for å forbedre frekvenstoleransen for et design.

Rapid Packet Math

En annen viktig nyhet med AMD Vega er at den støtter samtidig prosessering av to operasjoner med mindre presisjon (FP16) i stedet for en enkelt med større presisjon (FP32). Dette er teknologi som kalles Rapid Packet Math. Rapid Packet Math er en av de mest avanserte funksjonene i AMD Vega og er ikke til stede i tidligere GCN-versjoner. Denne teknologien tillater en mer effektiv bruk av GPUs prosessorkraft, noe som forbedrer ytelsen. PlayStation 4 Pro er enheten som har hatt mest utbytte av Rapid Packet Math og har gjort det med et av stjernespillene sine, Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn er et flott utvalg av hva Rapid Packet Math kan bringe. Dette spillet bruker denne avanserte teknologien til å behandle alt relatert til gress, og sparer dermed ressurser som kan brukes av utviklere for å forbedre den grafiske kvaliteten til andre elementer i spillet. Horizon Zero Dawn påvirket fra første øyeblikk for sin overveldende grafiske kvalitet, til det punktet at det er imponerende at en konsoll på bare 400 euro kan tilby en slik kunstnerisk seksjon. Dessverre har Rapid Packet Math ennå ikke blitt brukt i PC-spill, og mye av skylden for dette er at det er et eksklusivt trekk ved Vega, ettersom utviklerne ikke ønsker å investere ressurser i noe som svært få brukere vil kunne dra nytte av..

Primitive lysere

AMD Vega legger også til støtte for ny Primitive Shaders-teknologi som gir mer fleksibel geometri-prosessering og erstatter toppunkt- og geometri-shaders i et render-rør. Ideen med denne teknologien er å eliminere ikke synlige hjørner fra scenen, slik at GPU ikke trenger å beregne dem, og dermed redusere belastningsnivået på grafikkortet og forbedre ytelsen til videospillet. Dessverre er dette en teknologi som krever mye arbeid fra utviklerne for å kunne dra nytte av den, og den finner en situasjon som er veldig lik den med Rapid Packet Math.

AMD hadde til hensikt å implementere Primitive Shaders på førernivå, noe som ville tillate denne teknologien å fungere magisk og uten at utviklerne måtte gjøre noe. Dette er noe som hørtes veldig fint ut, men endelig var det ikke mulig på grunn av umuligheten av å implementere det i DirectX 12 og resten av de nåværende API-ene. Primitive Shaders er fremdeles tilgjengelig, men det må være utviklerne som investerer ressurser for implementering.

ACE og Asynchronous Shaders

Hvis vi snakker om AMD og dens GCN-arkitektur, må vi snakke om Asynchronous Shaders, et begrep som det ble snakket om for lenge siden, men som nesten ingenting blir sagt lenger. Asynkron Shaders refererer til asynkron databehandling, det er en teknologi som AMD tenkt å redusere mangelen på grafikkort med geometri.

AMD-grafikkort basert på GCN-arkitekturen inkluderer ACEer (Asynchronous Compute Engine), disse enhetene består av en maskinvaremotor dedikert til asynkron databehandling, det er en maskinvare som tar plass på brikken og bruker energi, så dens Implementering er ikke et innfall, men en nødvendighet. Årsaken til eksistensen av ACE er den dårlige effektiviteten til GCN når det gjelder å fordele arbeidsmengden mellom de forskjellige Compute Units og kjernene som danner dem, noe som betyr at mange kjerner er ute av arbeid og derfor bortkastet, selv om de fortsatt er forbruker energi. ACE har ansvaret for å gi arbeid til disse kjernene som har vært arbeidsløse slik at de kan brukes.

Geometrien er forbedret i AMD Vega-arkitekturen, selv om den fremdeles henger langt etter Nvidias Pascal-arkitektur i denne forbindelse. GCNs dårlige effektivitet med geometri er en av grunnene til at AMDs større brikker ikke leverer det forventede resultatet fra dem, ettersom GCN-arkitekturen blir mer ineffektiv med geometrien etter hvert som brikken blir større. og inkluderer et større antall beregningsenheter. Forbedring av geometri er en av AMDs viktigste oppgaver med de nye grafiske arkitekturene.

HBCC og HBM2 minne

AMD Vega-arkitekturen inkluderer også en høy båndbredde cache-kontroller (HBCC), som ikke er til stede i grafikkjernene til Raven Ridge APU-er. Denne HBCC-kontrolleren tillater mer effektiv bruk av HBM2-minnet til Vega-baserte grafikkort. I tillegg lar den GPU få tilgang til DDR4-RAM-en til systemet hvis HBM2-minnet går tom. HBCC gjør at denne tilgangen kan gjøres mye raskere og mer effektivt, noe som resulterer i mindre ytelsestap sammenlignet med tidligere generasjoner.

HBM2 er den mest avanserte minneteknologien for grafikkort, det er andre generasjons stablet minne med høy båndbredde. HBM2- teknologien stabler forskjellige minnebrikker oppå hverandre for å lage en ekstrem høy tetthetspakke. Disse stablede brikkene kommuniserer med hverandre via en samtrafikkbuss, hvis grensesnitt kan nå 4.096 biter.

Disse egenskapene gjør at HBM2-minnet tilbyr en mye høyere båndbredde enn det som er mulig med GDDR-minner, i tillegg til at det gjør det med mye lavere spenning og strømforbruk. En annen fordel med HBM2-minner er at de er plassert veldig nær GPU, noe som sparer plass på grafikkortets PCB og forenkler designen.

Den dårlige delen med HBM2-minner er at de er mye dyrere enn GDDR-er og mye vanskeligere å bruke. Disse minnene kommuniserer med GPU gjennom en interposer, et element som er ganske dyrt å produsere, og som gjør den endelige prisen på grafikkortet dyrere. Som en konsekvens er HBM2 minnebaserte grafikkort mye dyrere å produsere enn GDDR minnebaserte grafikkort.

Denne høye prisen på HBM2-minne og implementering, samt en lavere ytelse enn forventet, har vært hovedårsakene til AMD Vegas fiasko i spillmarkedet. AMD Vega har ikke klart å overgå GeForce GTX 1080 Ti, et kort basert på en Pascal-arkitektur nesten to år eldre.

Aktuelle grafikkort basert på AMD Vega

AMDs nåværende grafikkort under Vega-arkitekturen er Radeon RX Vega 56 og Radeon RX Vega 64. Tabellen nedenfor viser alle de viktigste funksjonene til disse nye grafikkortene.

Nåværende AMD Vega grafikkort
Grafikkort	Compute Units / Shaders	Base / Turbo Clock Frequency	Mengde minne	Minne-grensesnitt	Minnetype	Minne båndbredde	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56 / 3.584	1156/1471 MHz	8 GB	2.048 biter	HBM2	410 GB / s	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4.096	1247/1546 MHz	8 GB	2.048 biter	HBM2	483, 8 GB / s	295W

AMD Radeon RX Vega 64 er det kraftigste grafikkortet fra AMD i dag for spillmarkedet. Dette kortet er basert på Vega 10 silisium, som består av 64 Compute Units som kan oversettes til 4 966 lysere, 256 TMU og 64 ROP. Denne grafikkjernen er i stand til å arbeide med en klokkefrekvens på opptil 1546 MHz med en TDP på 295W.

Grafikkjernen er ledsaget av to HBM2-minnestabler, som gir opp til totalt 8 GB med et 4 966-bits grensesnitt og en båndbredde på 483, 8 GB / s. Det er et grafikkort med en veldig stor kjerne, den største noensinne laget av AMD, men som ikke er i stand til å prestere på nivået med GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102-kjerne, i tillegg til å konsumere mer energi og produsere mye mer varme. Denne manglende evne til AMD å kjempe med Nvidia ser ut til å gjøre det klart at GCN-arkitekturen trenger en mye større utvikling for å følge med Nvidias grafikkort.

AMD Vegas fremtid går gjennom 7nm

AMD kommer til å puste nytt liv i sin AMD Vega-arkitektur med overgangen til en 7nm produksjonsprosess, noe som vil bety en betydelig forbedring i energieffektivitet i forhold til nåværende design ved 14nm. Foreløpig vil ikke AMD Vega på 7 nm nå spillemarkedet, men vil fokusere på kunstig intelligenssektoren, som flytter store mengder penger. Konkrete detaljer om AMD Vega ved 7nm er foreløpig ikke kjent. Forbedringen i energieffektivitet kan brukes til å opprettholde ytelsen til nåværende kort, men med mye lavere strømforbruk, eller for å gjøre nye kort mye kraftigere med samme forbruk som dagens.

De første kortene som bruker AMD Vega på 7nm vil være Radeon Instinct. Vega 20 er den første AMD GPU produsert på 7nm, det er en grafisk kjerne som tilbyr dobbel tetthet av transistorer sammenlignet med dagens Vega 10. silisium. Størrelsen på Vega 20-brikken er omtrent 360 mm2, noe som representerer en reduksjon overflateareal på 70% sammenlignet med Vega 10 som har en størrelse på 510mm2. Dette gjennombruddet gjør det mulig for AMD å tilby en ny grafikkjerne med 20% raskere klokkehastighet og en energieffektivisering på cirka 40%. Vega 20 har en styrke på 20, 9 TFLOP-er, noe som gjør den til den kraftigste grafikkjernen som er kunngjort til dags dato, enda mer enn Nvidias Volta V100-kjerne som tilbyr 15, 7 TFLOP-er, selv om denne er produsert på 12nm, som setter AMD til en klar fordel i denne forbindelse.

Dette avslutter vårt innlegg på AMD Vega. Husk at du kan dele dette innlegget med vennene dine på sosiale nettverk, på denne måten hjelper du oss med å spre det slik at det kan hjelpe flere brukere som trenger det. Du kan også legge igjen en kommentar hvis du har noe annet å legge til eller legge igjen en beskjed i maskinvareforumet vårt.