▷ Amd vega

AMD Vega je ime najbolj napredne grafične arhitekture AMD-ja, to je najnovejši razvoj GCN-ja, njegove arhitekture GPU-ja, ki nas spremlja od leta 2011. Ta razvoj GCN-a je AMD-jev najbolj ambiciozen doslej.

Želite izvedeti več o grafičnih karticah AMD VEGA in vseh njihovih značilnostih? V tej objavi pregledamo vse ključe arhitekture GCN in vse skrivnosti, ki jih Vega skriva.

Kazalo vsebine

Rojstvo arhitekture GCN in njen razvoj do Vege

Da bi razumeli zgodovino podjetja AMD na trgu grafičnih kartic, se moramo vrniti v leto 2006, ko je podjetje Sunnyvale prevzelo ATI, drugi največji svetovni proizvajalec grafičnih kartic in ki že leta posluje. Boj z Nvidio, vodilno v industriji. AMD je kupil vso tehnologijo in intelektualno lastnino ATI z transakcijo v vrednosti 4, 3 milijarde dolarjev v gotovini in 58 milijonov dolarjev z delnicami v skupni vrednosti 5, 4 milijarde dolarjev, ko je zaključil akcijo 25. oktobra, 2006

ATI je takrat razvijal, kakšna bo njegova prva arhitektura GPU, ki temelji na uporabi poenotenih senčil. Do takrat so vse grafične kartice vsebovale različne senčnike v notranjosti za obdelavo vertexov in senčenja. S prihodom DirectX 10 so bili podprti poenoteni senčniki, kar pomeni, da lahko vsi senčniki v grafičnem procesorju ravnodušno delujejo z vertikali in senčili.

TeraScale je bila arhitektura, ki jo je ATI zasnoval s podporo za poenotene senčnike. Prvi komercialni izdelek, ki je uporabil to arhitekturo, je bila video konzola Xbox 360, katere GPU, imenovan Xenos, je razvil AMD in je bil veliko naprednejši od tistega, kar je bilo mogoče namestiti na računalnike tistega časa. V svetu osebnih računalnikov je TereaScale zaživel grafične kartice iz serij Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 in 6000. Vsi so nenehno delali majhne izboljšave, da bi izboljšali svoje zmogljivosti, ko so napredovali v proizvodnih procesih, od 90 nm do 40 nm.

Leta so minila in TeraScale arhitektura je postajala zastarela v primerjavi z Nvidio. Uspešnost TeraScale v video igrah je bila še vedno zelo dobra, vendar je imela v primerjavi z Nvidio zelo slabo točko, to je bila majhna zmogljivost za računalništvo z uporabo GPGPU. AMD je razumel, da je treba zasnovati novo grafično arhitekturo, ki se bo lahko spopadla z Nvidio tako v igrah kot tudi v računalništvu, odseku, ki je vse pomembnejši.

Priporočamo, da preberete naše najboljše računalniške priročnike za strojno opremo in komponente:

• Zgodovina AMD, procesorji in grafične kartice zelenega velikana

GCN je grafična arhitektura, ki jo je AMD zasnoval že od samega začetka, da bi uspel ATI-jevemu TeraScaleu

Graphics Core Next je ime, ki ga je prvo grafično arhitekturo zasnoval AMD, čeprav je logično vse, kar smo podedovali od ATI-ja, ključnega pomena za razvoj. Graphics Core Next je veliko več kot arhitektura, ta koncept predstavlja kodno ime za vrsto grafičnih mikroarhitektur in nabor navodil. Prvi izdelek, ki temelji na GCN, je prišel konec leta 2011, Radeon HD 7970, ki je tako dobre rezultate dal vsem svojim uporabnikom.

GCN je mikroarhitektura RISC SIMD, ki je v nasprotju z arhitekturo VLIW SIMD TeraScale. Pomanjkljivost GCN-ja je, da potrebuje veliko več tranzistorjev kot TeraScale, vendar v zameno ponuja veliko večje zmogljivosti za izračun GPGPU-a, poenostavi prevajalnik in bolje izkoristi vire. Zaradi vsega tega je GCN arhitektura očitno boljša od TeraScale in veliko bolje pripravljena na prilagoditev novim zahtevam trga. Prvo grafično jedro na osnovi GCN je bil Tahiti, ki je zaživel Radeon HD 7970. Tahiti je bil zgrajen z 28nm procesom, kar predstavlja velik preskok v energijski učinkovitosti v primerjavi s 40nm za najnovejše grafično jedro, ki temelji na TeraScale, Radeon HD 6970's Cayman GPU.

Nato se je arhitektura GCN nekoliko razvila v več generacijah grafičnih kartic serije Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400, RX 500 in RX Vega. Radeon RX 400s je uvedel proizvodni proces pri 14 nm, kar je GCN-u omogočilo nov preskok v energetski učinkovitosti. Arhitektura GCN se uporablja tudi v APU grafičnem jedru PlayStation 4 in Xbox One, trenutnih Sonyjevih in Microsoftovih konzolov za video igre, ki nudijo izjemne zmogljivosti za njihovo ceno.

GCN arhitektura je notranje organizirana v tisto, čemur pravimo računalniške enote (CU), ki so osnovne funkcionalne enote te arhitekture. AMD oblikuje grafične procesorje z večjim ali manjšim številom računalniških enot za ustvarjanje različnih razponov grafičnih kartic. Po drugi strani je mogoče deaktivirati računalniške enote v vsakem od teh GPU-jev in ustvariti različne obsege grafičnih kartic, ki temeljijo na istem čipu. To nam omogoča, da izkoristimo silicij, ki je izšel iz proizvodnega procesa s težavami v nekaterih računalniških enotah, je to, kar v industriji počnemo že vrsto let. Vega 64 GPU ima v sebi 64 računalniških enot in je najzmogljivejši GPU, ki ga je proizvedel AMD doslej.

Vsaka računalniška enota združuje 64 procesorjev senčil ali senčil s 4 TMU-ji v notranjosti. Računalniška enota je ločena od procesnih izhodnih enot (ROPs), vendar jih poganja napajanje. Vsaka računska enota je sestavljena iz CU-ja za načrtovalce, enote za veje in sporočila, 4 vektorskih enot SIMD, 4 datoteke 64Gb VGPR, 1 skalarna enota, datoteka 4 KiB GPR, lokalna podatkovna kvota 64 KiB, 4 teksturne filtrirne enote, 16 enot za shranjevanje / shranjevanje tekstur in 16 kB L1 predpomnilnika.

AMD Vega je najbolj ambiciozen razvoj GCN-a

Razlike med različnimi generacijami arhitekture GCN so precej minimalne in se med seboj ne razlikujejo preveč. Izjema je arhitektura GCN pete generacije, imenovana Vega, ki je močno spremenila senčnike za izboljšanje zmogljivosti na takt. AMD je januarja 2017 začel objavljati podrobnosti o AMD Vega, kar je od prvih trenutkov povzročilo velika pričakovanja. AMD Vega povečuje navodila na uro, dosega višje hitrosti takta, ponuja podporo za HBM2 pomnilnik in večji naslovni prostor pomnilnika. Vse te funkcije vam omogočajo, da vsaj na papirju občutno izboljšate delovanje v prejšnjih generacijah.

Arhitekturne izboljšave vključujejo tudi nove strojne programerje, nov primitivni pospeševalnik zavržkov, nov gonilnik zaslona in posodobljen UVD, ki lahko dekodira HEVC pri 4K ločljivosti pri 60 i sličicah na sekundo v 10-bitni kakovosti na barvni kanal..

Računalniške enote so močno spremenjene

Razvojna skupina AMD Vega, ki jo vodi Raja Koduri, je spremenila temeljno ravnino obračunske enote, da bi dosegla veliko bolj agresivne ciljne frekvence. V prejšnjih arhitekturah GCN je bila prisotnost povezav določene dolžine sprejemljiva, saj so signali lahko v enem ciklu ure prevozili celotno razdaljo. Nekatere dolžine plinovodov smo morali skrajšati z Vego, da bi jih signali lahko prečkali v razponu taktov, ki so v Vegi veliko krajši. Računalniške enote AMD Vega so postale znane kot NCU, kar lahko prevedemo kot računalniška enota nove generacije. Za zmanjšanje dolžine plinovodov AMD Vega so bile dodane spremembe v logiki iskanja in dekodiranja navodil, ki so bile rekonstruirane, da bi dosegle cilje krajših časov izvajanja v tej generaciji grafičnih kartic.

Na poti podatkov o dekompresiji teksture predpomnilnika L1 je razvojna skupina dodala več korakov, da bi zmanjšala količino dela, opravljenega v vsakem taktu takta, da bi dosegli cilje povečanja delovne frekvence. Dodajanje stopenj je običajno sredstvo za izboljšanje frekvenčne tolerance zasnove.

Hitra paketna matematika

Druga pomembna novost AMD Vega je, da podpira sočasno obdelavo dveh operacij z manj natančnosti (FP16) namesto enega z večjo natančnostjo (FP32). To je tehnologija, imenovana Rapid Packet Math. Rapid Packet Math je ena najnaprednejših funkcij AMD Vega in ni prisotna v prejšnjih GCN različicah. Ta tehnologija omogoča učinkovitejšo uporabo procesorske moči GPU, kar izboljša njegovo zmogljivost. PlayStation 4 Pro je naprava, ki je imela največ koristi od Rapid Packet Math in je to storila z eno od svojih zvezdnih iger, Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn je odličen vzorec tega, kar lahko prinese Rapid Packet Math. Ta igra uporablja to napredno tehnologijo za obdelavo vsega, kar je povezano s travo, s čimer prihrani vire, ki jih lahko razvijalci uporabijo za izboljšanje grafične kakovosti drugih elementov igre. Horizon Zero Dawn je vplival že od prvega trenutka zaradi svoje izjemne grafične kakovosti, do te mere, da je impresivno, da lahko konzola v višini le 400 evrov ponudi tako umetniški del. Na žalost Rapid Packet Math še ni bil uporabljen v PC igrah, pri čemer je velika krivda tega, da je to izključna lastnost Vege, saj razvijalci ne želijo vlagati sredstev v nekaj, kar bo zelo malo uporabnikov lahko izkoristilo..

Primitivni senčniki

AMD Vega dodaja tudi podporo novi tehnologiji Primitive Shaders, ki omogoča bolj prilagodljivo obdelavo geometrije in nadomešča vrhove in geometrijske senčnike v cevi za upodabljanje. Ideja te tehnologije je odstraniti nevidne opornice s prizorišča, tako da jim GPU ni treba izračunati, s čimer se zmanjša raven obremenitve grafične kartice in izboljša učinkovitost videoigre. Na žalost je to tehnologija, ki zahteva veliko dela s strani razvijalcev, da jo lahko izkoristijo, in ugotovi, da je situacija zelo podobna kot pri Rapid Packet Math.

AMD je imel namen izvajati Primitive Shaders na ravni gonilnikov, kar bi omogočilo, da ta tehnologija deluje čarobno in ne da bi razvijalci morali storiti ničesar. To se je slišilo zelo lepo, a na koncu zaradi nemožnosti implementacije v DirectX 12 in preostalih trenutnih API-jev ni bilo mogoče. Primitive Shaderji so še vedno na voljo, vendar morajo razvijalci vlagati sredstva za njihovo izvajanje.

ACE in asinhroni senčniki

Če govorimo o AMD-ju in njegovi arhitekturi GCN, moramo govoriti o Asinhronih Shadersjih, izrazu, o katerem smo govorili že dolgo nazaj, o katerem pa skoraj nič ne povemo več. Asinhroni Shaderji se nanašajo na asinhrono računalništvo, to je tehnologija, ki jo je AMD zasnoval za zmanjšanje pomanjkljivosti svojih grafičnih kartic z geometrijo.

Grafične kartice AMD, ki temeljijo na arhitekturi GCN, vključujejo ACE (Asynchronous Compute Engine), te enote sestavljajo strojni motor, ki je namenjen asinhronemu računalništvu, je strojna oprema, ki zasede prostor na čipu in porabi energijo, tako da Izvajanje ni muhavost, ampak nuja. Razlog za obstoj ACE je slaba učinkovitost GCN, ko gre za porazdelitev delovne obremenitve med različnimi računskimi enotami in jedri, ki jih tvorijo, kar pomeni, da je veliko jeder brez dela in so zato zapravljene, čeprav ostajajo porabijo energijo. ACE je zadolžen za delo teh jeder, ki so ostala brez zaposlitve, da bi jih lahko uporabljali.

Geometrija je bila izboljšana v arhitekturi AMD Vega, čeprav v tem pogledu še vedno zaostaja za Nvidijino Pascal arhitekturo. Slaba učinkovitost GCN-ja z geometrijo je eden od razlogov, da večji čipi AMD ne prinesejo pričakovanega rezultata, saj arhitektura GCN z geometrijo postaja bolj učinkovita z večanjem čipa. in vključujejo večje število računskih enot. Izboljšanje geometrije je ena od ključnih nalog podjetja AMD z novimi grafičnimi arhitekturami.

HBCC in HBM2 pomnilnik

AMD Vega arhitektura vključuje tudi predpomnilnik visoke pasovne širine (HBCC), ki ga ni v grafičnih jedrih APP- jev Raven Ridge. Ta krmilnik HBCC omogoča učinkovitejšo uporabo pomnilnika HBM2 na Vega grafičnih karticah. Poleg tega omogoča, da GPU dostopa do DDR4 RAM sistema, če zmanjka pomnilnika HBM2. HBCC omogoča, da se ta dostop opravi veliko hitreje in učinkoviteje, kar ima za posledico manjše izgube zmogljivosti v primerjavi s prejšnjimi generacijami.

HBM2 je najbolj napredna pomnilniška tehnologija za grafične kartice, gre za drugo generacijo pomnilnika z visoko pasovno širino. Tehnologija HBM2 postavlja različne pomnilniške čipe drug na drugega, da ustvari paket izjemno visoke gostote. Ti zloženi čipi komunicirajo med seboj prek povezovalnega vodila, katerega vmesnik lahko doseže 4.096 bitov.

Te lastnosti omogočajo, da pomnilnik HBM2 ponuja veliko večjo pasovno širino, kot je to mogoče pri GDDR pomnilnikih, poleg tega pa to počne tudi z veliko manjšo porabo napetosti in energije. Druga prednost spominov HBM2 je, da so nameščeni zelo blizu GPU-ja, kar prihrani prostor na PCB-ju grafične kartice in poenostavi njegovo zasnovo.

Slab del spominov HBM2 je, da so veliko dražji od GDDR-jev in veliko težji za uporabo. Ti spomini komunicirajo z GPU prek interposerja, elementa, ki je precej drag za izdelavo in zaradi katerega je končna cena grafične kartice dražja. Posledično so grafične kartice, ki temeljijo na pomnilniku HBM2, veliko dražje za izdelavo kot grafične kartice, ki temeljijo na pomnilniku GDDR.

Visoka cena pomnilnika HBM2 in njegova implementacija ter slabša zmogljivost od pričakovanih sta bila glavna vzroka neuspeha AMD Vega na trgu iger. AMD Vega ni uspel prekašati GeForce GTX 1080 Ti, kartice, ki temelji na Pascal arhitekturi, skoraj dve leti starejši.

Trenutno grafične kartice, ki temeljijo na AMD Vega

AMD-ove trenutne grafične kartice v arhitekturi Vega so Radeon RX Vega 56 in Radeon RX Vega 64. Naslednja tabela prikazuje vse najpomembnejše lastnosti teh novih grafičnih kartic.

Trenutne grafične kartice AMD Vega
Grafična kartica	Izračunajte enote / Shaders	Bazna / turbo taktna frekvenca	Količina pomnilnika	Pomnilniški vmesnik	Vrsta pomnilnika	Pasovna širina pomnilnika	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56 / 3, 584	1156/1471 MHz	8 GB	2048 bitov	HBM2	410 GB / s	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4.096	1247/1546 MHz	8 GB	2048 bitov	HBM2	483, 8 GB / s	295W

AMD Radeon RX Vega 64 je najmočnejša grafična kartica podjetja AMD danes za trg iger. Ta kartica temelji na silikonu Vega 10, ki ga sestavlja 64 računalniških enot, ki se prevedejo v 4.096 senčnikov, 256 TMU-jev in 64 ROP-ov. To grafično jedro lahko deluje pri taktni frekvenci do 1546 MHz s TDP 295W.

Grafično jedro spremljata dva sklopa pomnilnika HBM2, ki imata skupaj 8 GB s 4.096-bitnim vmesnikom in pasovno širino 483, 8 GB / s. Gre za grafično kartico z zelo velikim jedrom, največjega, ki ga je doslej naredil AMD, vendar ta ni sposoben delovati na ravni jedra GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102, poleg tega, da porabi več energije in proizvede veliko več toplote. Zdi se, da ta nezmožnost AMD-ja za boj z Nvidio jasno kaže, da je za razvoj korak z grafičnimi karticami Nvidia potrebna veliko večja arhitektura GCN.

Prihodnost AMD Vega sega preko 7nm

AMD bo vdihnil novo življenje v svojo AMD Vega arhitekturo s premikom na 7nm proizvodnem procesu, kar naj bi pomenilo znatno izboljšanje energetske učinkovitosti v primerjavi s sedanjimi zasnovi na 14 nm. Za zdaj AMD Vega pri 7 nm ne bo dosegel trga iger, ampak se bo osredotočil na sektor umetne inteligence, ki premika velike količine denarja. Konkretne podrobnosti o AMD Vega pri 7nm še niso znane, izboljšanje energetske učinkovitosti je mogoče uporabiti za vzdrževanje zmogljivosti trenutnih kartic, vendar s precej manjšo porabo energije, ali za izboljšanje novih kartic z močnejšimi enaka poraba kot trenutna.

Prve kartice, ki bodo AMD Vega uporabljale pri 7nm, bo Radeon Instinct. Vega 20 je prvi AMD-jev GPU, proizveden pri 7nm, je grafično jedro, ki ponuja dvojno gostoto tranzistorjev v primerjavi s sedanjim silicijem Vega 10. Velikost čipa Vega 20 je približno 360 mm2, kar predstavlja zmanjšanje 70% v primerjavi z Vega 10, ki ima velikost 510 mm2. Ta preboj omogoča, da AMD ponudi novo grafično jedro z 20% hitrejšim taktom in izboljšanje energijske učinkovitosti za približno 40%. Vega 20 ima moč 20, 9 TFLOP-ov, zaradi česar je do danes napovedano najzmogljivejše grafično jedro, celo več kot Nvidijino jedro Volta V100, ki ponuja 15, 7 TFLOP-ov, čeprav je ta izdelan v 12 nm, zaradi česar je AMD v tem pogledu nedvomno prednost.

S tem se konča naša objava na AMD Vega. Ne pozabite, da lahko to objavo delite s prijatelji na družabnih omrežjih, na ta način pa nam pomagate, da jo razširimo, da bo lahko pomagala več uporabnikom, ki jo potrebujejo. Prav tako lahko pustite komentar, če imate še kaj dodati ali nam pustite sporočilo na našem forumu za strojno opremo.