AMD全新Vega(織女星)顯卡架構(gòu)首次公開:革命性的四大亮點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間：2017-01-06 08:41:06 作者：佚名

AMD表示，雖然Vega、Polaris相隔不到一年，但是變化非常大，可以說(shuō)是GPU圖形行業(yè)五年來(lái)最大的變化，擁有革命性的四大亮點(diǎn),Vega的設(shè)計(jì)理念，來(lái)源于如今的GPU架構(gòu)已經(jīng)不能很高效地處理最新的數(shù)據(jù)和負(fù)載需求，尤其是顯存/內(nèi)存架構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計(jì)算需求的腳步，一起來(lái)了解下吧

Ryzen(Zen)處理器秀了多次之后，終于輪到AMD在顯卡方面的重磅新品登場(chǎng)亮相了，這就是全新設(shè)計(jì)的Vega(織女星)架構(gòu)，定位高端，將成為AMD未來(lái)旗艦和高端顯卡的基石。

AMD表示，雖然Vega、Polaris相隔不到一年，但是變化非常大，可以說(shuō)是GPU圖形行業(yè)五年來(lái)最大的變化，擁有革命性的四大亮點(diǎn)。

不過(guò)這一次，率先公開的只是Vega架構(gòu)上一些整體的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，更深入的技術(shù)和規(guī)格細(xì)節(jié)還要再等等。

Vega的設(shè)計(jì)理念，來(lái)源于如今的GPU架構(gòu)已經(jīng)不能很高效地處理最新的數(shù)據(jù)和負(fù)載需求，尤其是顯存/內(nèi)存架構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計(jì)算需求的腳步。

為此，AMD Vega設(shè)計(jì)了世界上最高效、最靈活的GPU顯存/內(nèi)存架構(gòu)，不像以往那樣暴力提升顯存頻率或位寬來(lái)獲得更大帶寬，而是改變了GPU對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸處理方式。

注意，圖中的芯片和線路布局只是示意性的，不代表實(shí)際芯片的樣子。

首先是高帶寬緩存(HBC)，主要就是用上了第二代高帶寬顯存HBM2，單位帶寬是第一代的2倍達(dá)到2Gbps/pin，堆疊容量則是8倍達(dá)到8GB，同樣和GPU整合在一塊基板上(當(dāng)然互聯(lián)層做了升級(jí))，占用面積相比GDDR5小了超過(guò)50％。

Vega還特意設(shè)計(jì)了高帶寬緩存控制器(HBCC)，但不僅僅是管理HBM2，還負(fù)責(zé)溝通系統(tǒng)內(nèi)存、非易失性存儲(chǔ)(NVRAM)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。

HBCC的最大虛擬尋址空間高達(dá)512TB，可以有效管理超大數(shù)據(jù)集，AMD稱之為適應(yīng)性精細(xì)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。

AMD還舉了兩個(gè)例子(是游戲而非專業(yè)應(yīng)用)，展示了《巫師3》、《輻射4》的顯存占用情況，其中大約一半都被浪費(fèi)了，也就是管理效率很低，而這正是Vega要解決的。

第二點(diǎn)，Vega擁有新的可編程幾何流水線，每時(shí)鐘周期峰值吞吐量翻了一番，可通過(guò)4個(gè)幾何引擎處理最多11個(gè)三角形。

同時(shí)，Vega的幾何引擎還加入了原語(yǔ)著色器(Primitive Shader)，一個(gè)新的著色器階段，和圓通的頂點(diǎn)、集合著色器引擎路徑并行，可以高速拋棄隱藏的、沒(méi)必要的原語(yǔ)。

載入均衡也得到了改進(jìn)，Vega通過(guò)智能工作組分配器，可以高效率地為計(jì)算引擎、幾何引擎、像素引擎分派不同的任務(wù)負(fù)載。

第三點(diǎn)，下一代計(jì)算引擎單元(NCU)，這也是GCN架構(gòu)引入以來(lái)最大規(guī)模的底層革新，每時(shí)鐘周期可以處理512個(gè)8位或者256個(gè)16位或者128個(gè)32位操作，尤其是可以在單個(gè)FP32 ALU內(nèi)處理一對(duì)FP16浮點(diǎn)操作，如果彼此兼容的話就可以打包到一起作為FP32進(jìn)行處理，由此帶動(dòng)峰值吞吐能力翻番。

同時(shí)，寄存器還可以把一個(gè)FP32拆分成兩個(gè)FP16，載入存儲(chǔ)指令也可以轉(zhuǎn)移FP16。

Vega仍然有64個(gè)ALU，F(xiàn)P32每時(shí)鐘周期操作數(shù)128個(gè)也和GCN一樣，但沒(méi)有介紹具體是如何組織的。

Vega NCU同時(shí)針對(duì)高頻率、高IPC都進(jìn)行了優(yōu)化，都有利于提升GPU綜合性能。

NCU還可以同時(shí)進(jìn)行計(jì)算和圖形處理，并且能夠根據(jù)負(fù)載不同而變換SIMD單元寬度，結(jié)果就是以往需要多個(gè)計(jì)算單元才能完成的任務(wù)，現(xiàn)在只需一個(gè)就能搞定，不會(huì)造成浪費(fèi)。

最后一點(diǎn)是下一代像素引擎，可以提出無(wú)效的渲染單元，在片上高速緩存內(nèi)執(zhí)行光柵化，同時(shí)打破了以往架構(gòu)像素和紋理訪問(wèn)的不一致，實(shí)現(xiàn)硬件存儲(chǔ)一致性，也就是各級(jí)緩存的數(shù)據(jù)都是最新的，二級(jí)緩存統(tǒng)一為渲染后端服務(wù)。