為什麼AMD顯卡突然變香了?7nm新架構讓顯卡爆炸性提升

隨著AMD的全新7nm製程工藝的RDNA架構推出,代表著AMD在未來的GPU市場上將有一番大作為,在過去的幾代中,AMD的GPU已經利用了很久的基於GCN架構的計算單元。GCN多年來一直很好地服務於AMD,並且非常適合各種工作負載,但是對於Radeon RX 5700系列和Navi核心,AMD的GCN架構已經不能繼續滿足了,因此他們推出了全新的RDNA(Radeon DNA)架構。

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RDNA架構採用臺積電的7nm製程工藝,GDDR6顯存,支持PCI Express 4.0接口。GPU還採用了新的Radeon Media和Radeon Display引擎,以更好地滿足流媒體和內容創作者的需求,並引入一系列新的顯示技術。

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Navi核心中的新COMPUTE UNIT(CU單元)設計具有多級緩存層次結構和簡化的圖形管道,不僅可以提高每時鐘性能,還可以提高時鐘頻率。新的CU提供雙倍的GCN指令速率,並且具有兩倍的標量單位數和調度程序數。通過資源池,兩個CU可以協調並充當工作組處理器。例如,64個線程可以分組為兩個Wave32指令,並在單個時鐘中執行。CU的靈活性和集中資源的能力提高了單線程性能,GPU利用率和效率。

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Navi還具有新的緩存層次結構。AMD為其增加了一個新的L1緩存,並將L0緩存的負載帶寬加倍到ALU。新的緩存層次結構減少了每個級別的緩存延遲,並提高了有效帶寬。

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Navi中的DCC(Delta Color Compression,增強色彩壓縮)算法也得到了改進,並且也可用於緩存子系統的更廣泛部分。使用Navi,著色器現在可以讀取和寫入壓縮的顏色數據。新的顯示單元還可以讀取幀緩衝器中的壓縮數據,而無需先對其進行解壓縮。最終結果是整個GPU的有效帶寬更高。

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Navi核心中的整個圖形管道也已得到改進,可提高效率,實現更好的每時鐘性能,並且GPU還具有更高效的時鐘門控功能,可提高整體電源效率。相對於GCN,RDNA提供超過50%的每瓦性能提升和25%更好的整體性能提升。據AMD稱,超過50%的改進來自架構優化; GPU的7nm工藝和頻率改進也得到了提升。

根據AMD的說法,Navi的40 CU設計性能比Vega64提高了約14%,功耗降低了23%。並且具有小得多的芯片尺寸。(Navi 10的面積為251平方毫米,作為對比Vega 64上面的那顆為495平方毫米。)

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最後,我們來看看採用完整的RDNA架構的GPU核心裡面都有什麼呢?40個RDNA計算單元,包括80個標量處理器,2560個流處理器和160個64位雙線性濾波器單元。GPU具有4MB L2緩存,512K L1和雙倍VSL0負載帶寬,支持整個芯片的DCC(Delta Color Compression,增強色彩壓縮)。簡化的圖形引擎具有新的幾何引擎,64像素單位和4個異步計算引擎。

而在未來,當RDNA架構的顯卡核心從251mm2擴大、乃至翻倍後,帶來更多的流處理器和晶體管,想必會讓AMD在高端乃至旗艦市場上大發神威。而在入門級顯卡上,RDNA架構則擁有較GCN架構更好的能耗比,能夠更好的控制功耗與發熱,移植到移動端上也非常有可能,從而打破競爭對手在移動端顯卡上的一家獨霸!(7340979)


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