AMD全新Vega架構首次公開！四大亮點

2024-11-23 04:11:13

    Ryzen(Zen)處理器秀了多次之後，終於輪到AMD在顯卡方面的重磅新品登場亮相了，這就是全新設計的Vega(織女星)架構，定位高端，將成為AMD未來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，可以說是GPU圖形行業五年來最大的變化，擁有革命性的四大亮點。

    不過這一次，率先公開的只是Vega架構上一些整體的設計特點，更深入的技術和規格細節還要再等等。

    Vega的設計理念，來源於如今的GPU架構已經不能很高效地處理最新的數據和負載需求，尤其是顯存/內存架構遠遠跟不上計算需求的腳步。

    為此，AMD Vega設計了世界上最高效、最靈活的GPU顯存/內存架構，不像以往那樣暴力提升顯存頻率或位寬來獲得更大帶寬，而是改變了GPU對於數據的傳輸處理方式。

    注意，圖中的晶片和線路布局只是示意性的，不代表實際晶片的樣子。

    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倍達到2Gbps/pin，堆疊容量則是8倍達到8GB，同樣和GPU整合在一塊基板上(當然互聯層做了升級)，佔用面積相比GDDR5小了超過50％。

    Vega還特意設計了高帶寬緩存控制器(HBCC)，但不僅僅是管理HBM2，還負責溝通系統內存、非易失性存儲(NVRAM)、網絡存儲。

    HBCC的最大虛擬尋址空間高達512TB，可以有效管理超大數據集，AMD稱之為適應性精細調節數據轉移。

    AMD還舉了兩個例子(是遊戲而非專業應用)，展示了《巫師3》、《輻射4》的顯存佔用情況，其中大約一半都被浪費了，也就是管理效率很低，而這正是Vega要解決的。

    第二點，Vega擁有新的可編程幾何流水線，每時鐘周期峰值吞吐量翻了一番，可通過4個幾何引擎處理最多11個三角形。

    同時，Vega的幾何引擎還加入了原語著色器(Primitive Shader)，一個新的著色器階段，和圓通的頂點、集合著色器引擎路徑並行，可以高速拋棄隱藏的、沒必要的原語。

    載入均衡也得到了改進，Vega通過智能工作組分配器，可以高效率地為計算引擎、幾何引擎、像素引擎分派不同的任務負載。

    第三點，下一代計算引擎單元(NCU)，這也是GCN架構引入以來最大規模的底層革新，每時鐘周期可以處理512個8位或者256個16位或者128個32位操作，尤其是可以在單個FP32 ALU內處理一對FP16浮點操作，如果彼此兼容的話就可以打包到一起作為FP32進行處理，由此帶動峰值吞吐能力翻番。

    同時，寄存器還可以把一個FP32拆分成兩個FP16，載入存儲指令也可以轉移FP16。

    Vega仍然有64個ALU，FP32每時鐘周期操作數128個也和GCN一樣，但沒有介紹具體是如何組織的。

    Vega NCU同時針對高頻率、高IPC都進行了優化，都有利於提升GPU綜合性能。

    NCU還可以同時進行計算和圖形處理，並且能夠根據負載不同而變換SIMD單元寬度，結果就是以往需要多個計算單元才能完成的任務，現在只需一個就能搞定，不會造成浪費。

    最後一點是下一代像素引擎，可以提出無效的渲染單元，在片上高速緩存內執行光柵化，同時打破了以往架構像素和紋理訪問的不一致，實現硬體存儲一致性，也就是各級緩存的數據都是最新的，二級緩存統一為渲染後端服務。

    這就是Vega GPU初步披露的架構設計，重點就是革命性的高帶寬緩存、新的可編程幾何引擎、下一代計算單元、高級像素引擎。

    至於更深入的底層架構設計，以及整體規格，以後再說。■