GPU發展裡程碑 AMD非常好的GCN架構

2023-10-13 06:05:55 2

　　GPU架構的發展一直秉承著這樣的方向：自由度越來越高;並行度越來越大。前者說明的是GPU從之前的固定管線設備逐漸進化到部分可編程，以及現在的全面可編程，功能特色上令人越來越不可小覷。後者說明的是GPU內部的規格從之前的數個流水管線進化到目前動輒上千個流處理器，整體規模呈現了爆發式的增長，性能也提升到了令人難以想像的地步。在AMD漫長的發展歷史中，從誕生GPU開始直到AMD目前非常先進的GCN架構，AMD都牢牢把握住了GPU發展的脈絡，實現了GPU發展中一個又一個大躍進。

　　目前AMD最新的GPU架構是GCN，它的全稱是Graphic Core Next，這是AMD在充分考量了GPU之前發展和未來趨勢的基礎上推出的一個全新架構。每一款GCN架構的顯卡，都擁有清晰的結構層級和高效率的計算效能。以目前最強大的、代號Hawaii的GPU為例，它的底層是由一個個CU單元組成，每個CU單元擁有著4組、每組16個ALU計算模塊，這一共64個ALU單元成為了整個CU的計算核心，接受每個波次64並發的數據，進行快速的計算處理並輸出結果。和之前所有的顯卡不同的是，AMD的GCN架構擁有非常高的靈活性和極高的計算效率。在之前的VLIW架構的GPU上，數據被綁定處理，每組計算必須根據硬體架構的規格來進行優化和重分配。這樣的固定架構設計，使得GPU無法高效率的計算任意時刻的數據。但是全新的GCN架構則不同，它的ALU設計沒有綁定，只需要給出適當的任務就能夠滿載運行，這使得它能在任何時候都以接近100%的高效率處理所有的計算數據，實現了每電晶體效能和每瓦特效能的一次飛躍。

　　GCN架構的優秀設計，使得以其作為基本架構的產品擁有非常出色的架構彈性，GCN的產品規模可以很大，擴展到高達2816個流處理器的超大規模核心，也能在小核心和sweet spot甜點級這樣的市場性價比敏感的產品上得以大規模使用。AMD使用GCN架構，擴展出了高端的R9 290系列、R9 280系列和中端市場的R7 270、R7 260等多個系列產品。這些產品都分別在其相對應的市場中獲得了非常出色的性能甚至性價比優勢，充分說明了AMD GCN架構設計是頗具前瞻性和市場適應性的，這是AMD在GPU架構研發上的有一次裡程碑。

　　不僅如此，在硬體上的研發只是一部分，AMD還在圖形API上巧妙的突破了微軟的DirectX的限制，推出了效能更高、更為優秀的Mantle API，通過和AMD合作並使用Mantle API，AMD的GPU效能得以更深層次的、更為充分的挖掘，系統的工作效率變得更高。根據使用Mantle的遊戲來看，Mantle的普遍能帶來少則20%，多則80%的遊戲效能提升，這是之前所有技術都無法企及的——僅僅依靠軟體的更新就能帶來這樣優秀的效果，充分展示了AMD在軟、硬體技術研發上的深厚功力。

　　除了在民用圖形市場上樹立了GPU發展的標杆外，在專業級市場上，AMD依靠GCN架構也有頗多建樹。在GCN顯卡推出後，AMD也推出了基於GCN架構的FirePro系列專業顯卡，從最優異的FirePor W9100到入門級的FirePro W5000，AMD的專業產品覆蓋了數萬元到幾千元的市場空間，所有的專業用戶都能找到自己心儀的產品型號並獲得超乎想像的使用體驗。目前AMD最優異的FirePro W9100顯卡，擁有高達5.24TFLOPS的單精度計算能力和高達16GB GDDR5顯存，最大可以支持6個4K顯示器，實現最高5000萬像素的極致顯示。這樣非常好的性能和規格，使得AMD在專業圖形市場上得到了用戶的青睞，成為專業圖形市場中最為重要的一員。

　　縱觀AMD在GPU上的發展，AMD總是能先人一步提出創新的概念和設計，並將其應用在具體產品上，給消費者帶來更優秀的使用體驗和更完美的使用感受，這是其他廠商難以達到甚至無法企及的，這是流淌在AMD GPU晶片中創新的基因，也是AMD產品引領圖形技術發展的重要原因。GCN架構的成功，使得AMD能夠在GPU發展到歷史上書寫下輝煌的一筆，也使得AMD進一步推動了GPU技術的快速發展。我們有理由相信，AMD還會再這樣的道路上，進一步向前大步邁進，走向未來更輝煌、更完美的視覺時代。■