Architektura AMD Navi: co se skrývá pod pokličkou?

AMD Navi je útok na všech frontách, neboť tu máme vedle PC i budoucí konzole Xbox a PlayStation, které Navi využijí, dále lze uvažovat o implementaci do mobilních čipů Samsungu a grafické technologie AMD (i když ne zrovna Navi) se uplatní také v Google Stadia. Ačkoliv to tak možná nevypadá, AMD má velice dobře našlápnuto k úspěchu nejen v oblasti procesorů. 

 

 

Co se týče ray tracingu, ten může zatím poskytnout právě cloud, a tedy Google Stadia. Navi 10 tvořící generaci letošních Radeonů tuto výbavu nemá a mít nebude, ale uvidíme, co na to budoucí čipy (Navi 20?) chystané na příští rok. 

 

Navi tak můžeme označit za spojení GCN a RDNA (Radeon DNA), čili základní architektury s řadou vylepšení, která se zaměřují na hry. Taková Vega je velice silná výpočetně a poskytuje obrovský výkon v rámci TFLOPS, ale ve hrách se to neprojevuje a RDNA je tu, aby to změnilo. A právě RDNA by měl být poslední Koduriho dárek na rozloučenou, než odešel k Intelu, ale do toho už nemá cenu šťourat, jestli je to vůbec pravda.  

 

 

Navi 10 mají maximálně 40 CU (Compute Unit) po 64 Stream procesorech, takže těch může být celkem až 2560, což odpovídá kartě RX 5700 XT. Každé CU v Navi má ale ne jednu, ale dvě skalární jednotky a také dva plánovače, což znamená celkově vyšší propustnost z hlediska instrukcí oproti předchozím generacím, a to se hodí zvláště ve hrách. 

 

 

Jde tak o efektivnější využití dostupného hardwaru, který je jako starší GCN čipy výtečný pro složitější matematické výpočty, čemuž vyhovují čtyři SIMD16. V Navi jsou ale namísto toho dva SIMD32, díky čemuž je možné zpracovávat složité i jednoduché instrukce ne během čtyř taktů, ale třeba i během jednoho, díky čemuž je pak zbylý hardware daleko efektivněji využit. 

 

Celá RDNA byla navržena k tomu, aby se snížily latence, výrazně vylepšil jednovláknový výkon a zefektivnilo využití paměti cache. Tím je v případě her každé CU využito daleko efektivněji s ohledem na jednotlivé takty, takže nelze z hlediska výkonu dávat rovnítko mezi 40 jednotek GCN a stejný počet jednotek GCN-RDNA. O jednovláknový výkon tu tak jde i proto, že ačkoliv jsou moderní GPU určeny pro paralelní výpočty, ani tak není možné je takto využívat zcela efektivně a naplno, a jednovláknový výkon s jeho efektivitou tak má stále svůj velký význam. 

 

 

Co se týče hierarchie paměti cache, do nových Radeonů přibyla cache první úrovně (L1) a zdvojnásobila se propustnost mezi cache a ALU. Cílem bylo snížit celkovou latenci tím, že více dat může zůstávat v cache a nemusí být tahána až z hlavní paměti karty, což zefektivní celý paměťový subsystém, respektive vylepší efektivní propustnost.

 

Vedle toho tu máme i pokročilou implementaci komprese barevných dat. Taková komprimovaná data mohou samotné shadery už přímo číst z paměti, takže k tomu není třeba je nejdříve dekomprimovat a to je pochopitelně efektivnější.  

 

 

Navi se stejnou spotřebou a konfigurací čipu jako předchozí architektury GCN tak slibuje o polovinu vyšší výkon. Na této polovině navíc se pak z 60 % podílí vyšší výkon na takt, ze čtvrtiny 7nm proces a zbytek jde na vrub frekvenci a managementu spotřeby. Architekturální vylepšení tak rozhodně nejsou zanedbatelná a naopak jsou to nejpodstatnější, s čím generace Navi přichází. 

 

Zdroj: Hexus.net