Amd vega

AMD Vega là tên của kiến ​​trúc đồ họa tiên tiến nhất của AMD, đây là sự phát triển mới nhất của GCN, kiến ​​trúc GPU của nó đã đồng hành cùng chúng tôi kể từ năm 2011. Sự phát triển này của GCN là tham vọng nhất của AMD cho đến nay.

Bạn có muốn biết thêm về card đồ họa AMD VEGA và tất cả các tính năng của chúng không? Trong bài đăng này, chúng tôi xem xét tất cả các khóa cho kiến ​​trúc GCN và tất cả các bí mật mà Vega ẩn.

Chỉ số nội dung

Sự ra đời của kiến ​​trúc GCN và sự phát triển của nó cho đến khi đến Vega

Để hiểu lịch sử của AMD trên thị trường card đồ họa, chúng ta phải quay trở lại năm 2006, khi công ty Sunnyvale tiếp quản ATI, nhà sản xuất card đồ họa lớn thứ hai thế giới, đã hoạt động trong nhiều năm. Chiến đấu với Nvidia, lãnh đạo ngành công nghiệp. AMD đã mua tất cả công nghệ và tài sản trí tuệ của ATI trong một giao dịch trị giá 4, 3 tỷ đô la tiền mặt và 58 triệu đô la cổ phiếu với tổng trị giá 5, 4 tỷ đô la, hoàn tất hành động vào ngày 25 tháng 10, 2006.

Vào thời điểm đó, ATI đang phát triển kiến ​​trúc GPU đầu tiên dựa trên việc sử dụng các shader hợp nhất. Cho đến lúc đó, tất cả các card đồ họa đều chứa các shader khác nhau bên trong để xử lý đỉnh và tô bóng. Với sự xuất hiện của DirectX 10, các shader hợp nhất đã được hỗ trợ, điều đó có nghĩa là tất cả các shader trong GPU có thể hoạt động với các đỉnh và sắc thái một cách khác biệt.

TeraScale là kiến ​​trúc mà ATI đang thiết kế với sự hỗ trợ cho các shader hợp nhất. Sản phẩm thương mại đầu tiên sử dụng kiến ​​trúc này là bảng điều khiển video Xbox 360, có GPU, được gọi là Xenos, được AMD phát triển và tiên tiến hơn nhiều so với những gì có thể được gắn trên PC thời đó. Trong thế giới PC, TereaScale đã mang các card đồ họa từ các dòng Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 và 6000 ra đời. Tất cả trong số họ đã thực hiện những cải tiến nhỏ liên tục để cải thiện khả năng của họ khi họ tiến bộ trong các quy trình sản xuất, từ 90nm đến 40nm.

Năm tháng trôi qua và kiến ​​trúc TeraScale đã trở nên lỗi thời so với Nvidia. Hiệu suất của TeraScale trong các trò chơi video vẫn rất tốt, nhưng nó có một điểm yếu lớn so với Nvidia, đây là khả năng tính toán thấp khi sử dụng GPGPU. AMD hiểu rằng cần phải thiết kế một kiến ​​trúc đồ họa mới, có khả năng chiến đấu với Nvidia cả trong game và điện toán, một phần ngày càng quan trọng.

Chúng tôi khuyên bạn nên đọc hướng dẫn thành phần và phần cứng PC tốt nhất của chúng tôi:

• Lịch sử AMD, bộ xử lý và card đồ họa của người khổng lồ xanh

GCN là kiến ​​trúc đồ họa được AMD thiết kế từ đầu để thành công TeraScale của ATI

Graphics Core Next là tên được đặt cho kiến ​​trúc đồ họa đầu tiên được AMD thiết kế 100%, mặc dù về mặt logic mọi thứ được thừa hưởng từ ATI là chìa khóa để giúp cho sự phát triển của nó trở nên khả thi. Graphics Core Next không chỉ là một kiến ​​trúc, khái niệm này đại diện cho tên mã cho một loạt các kiến ​​trúc vi mô đồ họa và một bộ hướng dẫn. Sản phẩm dựa trên GCN đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 2011, Radeon HD 7970 đã mang lại kết quả tốt như vậy cho tất cả người dùng.

GCN là một kiến ​​trúc vi mô SIMD RISC tương phản với kiến ​​trúc VLIW SIMD TeraScale. GCN có nhược điểm là nó đòi hỏi nhiều bóng bán dẫn hơn TeraScale, nhưng bù lại, nó cung cấp các khả năng lớn hơn nhiều để tính toán GPGPU, giúp trình biên dịch đơn giản hơn và sử dụng tài nguyên tốt hơn. Tất cả điều này làm cho GCN trở thành một kiến ​​trúc vượt trội so với TeraScale và được chuẩn bị tốt hơn nhiều để thích ứng với nhu cầu mới của thị trường. Lõi đồ họa dựa trên GCN đầu tiên là Tahiti, đã mang Radeon HD 7970 vào cuộc sống. Tahiti được chế tạo bằng quy trình 28nm, thể hiện bước nhảy vọt lớn về hiệu quả năng lượng so với 40nm cho lõi đồ họa dựa trên TeraScale mới nhất, GPU Cayman của Radeon HD 6970.

Sau đó, kiến ​​trúc GCN đã phát triển một chút qua nhiều thế hệ card đồ họa Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400, RX 500 và RX Vega. Radeon RX 400 đã mở ra một quy trình sản xuất ở mức 14nm, cho phép GCN có một bước nhảy vọt mới về hiệu quả năng lượng. Kiến trúc GCN cũng được sử dụng trong lõi đồ họa APU của PlayStation 4 và Xbox One, các máy chơi game video hiện tại của Sony và Microsoft cung cấp hiệu suất vượt trội cho mức giá của họ.

Kiến trúc GCN được tổ chức bên trong thành cái mà chúng ta gọi là các đơn vị tính toán (CU), là các đơn vị chức năng cơ bản của kiến ​​trúc này. AMD thiết kế GPU với số lượng đơn vị tính toán lớn hơn hoặc ít hơn để tạo ra các phạm vi card đồ họa khác nhau. Đổi lại, có thể hủy kích hoạt các đơn vị tính toán trong mỗi GPU này để tạo ra các phạm vi card đồ họa khác nhau dựa trên cùng một chip. Điều này cho phép chúng tôi tận dụng silicon đã ra khỏi quy trình sản xuất có vấn đề ở một số đơn vị tính toán, đó là điều đã được thực hiện trong ngành trong nhiều năm. GPU Vega 64 có 64 đơn vị tính toán bên trong và là GPU mạnh nhất do AMD sản xuất cho đến nay.

Mỗi đơn vị tính toán kết hợp 64 bộ xử lý tô bóng hoặc đổ bóng với 4 TMU bên trong. Đơn vị tính toán tách biệt với, nhưng được cung cấp bởi, Đơn vị đầu ra xử lý (ROPs). Mỗi Đơn vị tính bao gồm Bộ lập lịch CU, Đơn vị tin nhắn & Chi nhánh, 4 Đơn vị vectơ SIMD, 4 tệp VGPR 64KiB, 1 đơn vị vô hướng, tệp GPR 4 KiB, hạn ngạch dữ liệu cục bộ là 64 KiB, 4 đơn vị bộ lọc kết cấu, 16 đơn vị tải / lưu trữ phục hồi kết cấu và bộ đệm L1 16 kB.

AMD Vega là sự phát triển đầy tham vọng nhất của GCN

Sự khác biệt giữa các thế hệ khác nhau của kiến ​​trúc GCN là khá tối thiểu và không khác biệt quá nhiều với nhau. Một ngoại lệ là kiến ​​trúc GCN thế hệ thứ năm, được gọi là Vega, đã thay đổi rất nhiều shader để cải thiện hiệu suất trên mỗi chu kỳ đồng hồ. AMD bắt đầu công bố chi tiết về AMD Vega vào tháng 1 năm 2017, gây ra những kỳ vọng cao ngay từ những giây phút đầu tiên. AMD Vega tăng hướng dẫn trên mỗi đồng hồ, đạt tốc độ xung nhịp cao hơn, cung cấp hỗ trợ cho bộ nhớ HBM2 và không gian địa chỉ bộ nhớ lớn hơn. Tất cả các tính năng này cho phép bạn cải thiện đáng kể hiệu suất so với các thế hệ trước, ít nhất là trên giấy.

Các cải tiến về kiến ​​trúc cũng bao gồm các lập trình viên phần cứng mới, máy gia tốc loại bỏ nguyên thủy mới, trình điều khiển hiển thị mới và UVD cập nhật có thể giải mã HEVC ở độ phân giải 4K ở 60 khung hình / giây với chất lượng 10 bit trên mỗi kênh màu..

Các đơn vị tính toán được sửa đổi rất nhiều

Nhóm phát triển AMD Vega, do Raja Koduri dẫn đầu, đã sửa đổi mặt phẳng cơ bản của đơn vị tính toán để đạt được các mục tiêu tần số mạnh hơn nhiều. Trong các kiến ​​trúc GCN trước đây, sự hiện diện của các kết nối có độ dài nhất định là chấp nhận được vì các tín hiệu có thể truyền đi toàn bộ khoảng cách trong một chu kỳ đồng hồ. Một số chiều dài đường ống phải được rút ngắn bằng Vega để các tín hiệu có thể đi qua chúng trong khoảng thời gian của chu kỳ đồng hồ, ngắn hơn nhiều ở Vega. Các đơn vị tính toán của AMD Vega được gọi là NCU, có thể được dịch là một đơn vị tính toán thế hệ mới. Để giảm độ dài đường ống của AMD Vega đã được thêm các sửa đổi trong logic tìm kiếm và giải mã các hướng dẫn, được xây dựng lại để đáp ứng các mục tiêu về thời gian thực hiện ngắn hơn trong thế hệ card đồ họa này.

Trên đường dẫn dữ liệu giải nén kết cấu bộ đệm L1, nhóm phát triển đã thêm nhiều bước vào đường ống để giảm lượng công việc được thực hiện trong mỗi chu kỳ đồng hồ để đáp ứng mục tiêu tăng tần suất hoạt động. Thêm các giai đoạn là một phương tiện phổ biến để cải thiện dung sai tần số của thiết kế.

Toán gói nhanh

Một điểm mới quan trọng khác của AMD Vega là nó hỗ trợ xử lý đồng thời hai thao tác với độ chính xác thấp hơn (FP16) thay vì một thao tác duy nhất có độ chính xác cao hơn (FP32). Đây là công nghệ có tên Rapid Packet Math. Rapid Packet Math là một trong những tính năng tiên tiến nhất trong AMD Vega và không có trong các phiên bản GCN trước đây. Công nghệ này cho phép sử dụng hiệu quả hơn khả năng xử lý của GPU, giúp cải thiện hiệu suất của nó. PlayStation 4 Pro là thiết bị được hưởng lợi nhiều nhất từ ​​Rapid Packet Math và đã làm được điều đó với một trong những trò chơi ngôi sao của nó, Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn là một ví dụ tuyệt vời về những gì Rapid Packet Math có thể mang lại. Trò chơi này sử dụng công nghệ tiên tiến này để xử lý mọi thứ liên quan đến cỏ, do đó tiết kiệm tài nguyên mà các nhà phát triển có thể sử dụng để cải thiện chất lượng đồ họa của các yếu tố khác của trò chơi. Horizon Zero Dawn đã tác động ngay từ giây phút đầu tiên vì chất lượng đồ họa vượt trội của nó, đến mức thật ấn tượng khi một bảng điều khiển chỉ 400 euro có thể cung cấp một phần nghệ thuật như vậy. Thật không may, Rapid Packet Math vẫn chưa được sử dụng trong các trò chơi trên PC, điều đáng trách là đây là một tính năng độc quyền của Vega, vì các nhà phát triển không muốn đầu tư tài nguyên vào thứ mà rất ít người dùng có thể tận dụng..

Shader nguyên thủy

AMD Vega cũng bổ sung hỗ trợ cho công nghệ Primitive Shader mới, cung cấp khả năng xử lý hình học linh hoạt hơn và thay thế các shader đỉnh và hình học trong một ống render. Ý tưởng của công nghệ này là loại bỏ các đỉnh không nhìn thấy được khỏi cảnh để GPU không phải tính toán chúng, từ đó giảm mức tải cho card đồ họa và cải thiện hiệu suất của trò chơi video. Thật không may, đây là một công nghệ đòi hỏi rất nhiều công sức của các nhà phát triển để có thể tận dụng lợi thế của nó và nó tìm thấy một tình huống rất giống với Rapid Packet Math.

AMD đã có ý định triển khai các Shader nguyên thủy ở cấp trình điều khiển, điều này sẽ cho phép công nghệ này hoạt động một cách kỳ diệu và không cần các nhà phát triển phải làm gì cả. Đây là một thứ nghe có vẻ rất hay, nhưng cuối cùng thì không thể thực hiện được do không thể triển khai nó trong DirectX 12 và phần còn lại của các API hiện tại. Các Primitive Shader vẫn có sẵn, nhưng đó phải là các nhà phát triển đầu tư nguồn lực để thực hiện.

ACE và Shader không đồng bộ

Nếu chúng ta nói về AMD và kiến ​​trúc GCN của nó, chúng ta phải nói về Shader không đồng bộ, một thuật ngữ đã được nói đến từ lâu, nhưng về điều đó gần như không còn gì để nói nữa. Shader không đồng bộ đề cập đến điện toán không đồng bộ, đây là công nghệ mà AMD nghĩ ra để giảm sự thiếu hụt mà các card đồ họa của nó có hình học.

Các card đồ họa AMD dựa trên kiến ​​trúc GCN bao gồm các ACE (Công cụ tính toán không đồng bộ), các đơn vị này bao gồm một công cụ phần cứng dành riêng cho điện toán không đồng bộ, nó là một phần cứng chiếm không gian trên chip và tiêu thụ năng lượng. Thực hiện không phải là một ý thích mà là một điều cần thiết. Lý do cho sự tồn tại của các ACE là hiệu quả của GCN kém khi phân phối khối lượng công việc giữa các Đơn vị tính toán khác nhau và các hạt nhân hình thành nên chúng, điều đó có nghĩa là nhiều hạt nhân không hoạt động và do đó bị lãng phí, mặc dù chúng vẫn còn tiêu thụ năng lượng. Các ACE chịu trách nhiệm giao việc cho những hạt nhân này vẫn thất nghiệp để họ có thể được sử dụng.

Hình dạng đã được cải thiện trong kiến ​​trúc AMD Vega, mặc dù nó vẫn thua xa kiến ​​trúc Pascal của Nvidia về vấn đề này. Hiệu quả kém của GCN với hình học là một lý do khiến các chip lớn hơn của AMD không mang lại kết quả như mong đợi từ chúng, vì kiến ​​trúc GCN trở nên kém hiệu quả hơn với hình học khi chip phát triển lớn hơn. và bao gồm một số lượng lớn hơn các đơn vị tính toán. Cải thiện hình học là một trong những nhiệm vụ chính của AMD với kiến ​​trúc đồ họa mới của nó.

Bộ nhớ HBCC và HBM2

Kiến trúc AMD Vega cũng bao gồm Bộ điều khiển bộ đệm băng thông cao (HBCC), không có trong các lõi đồ họa của APU Raven Ridge. Bộ điều khiển HBCC này cho phép sử dụng hiệu quả hơn bộ nhớ HBM2 của các card đồ họa dựa trên Vega. Ngoài ra, nó cho phép GPU truy cập RAM DDR4 của hệ thống nếu hết bộ nhớ HBM2. HBCC cho phép truy cập này được thực hiện nhanh chóng và hiệu quả hơn nhiều, dẫn đến giảm hiệu suất ít hơn so với các thế hệ trước.

HBM2 là công nghệ bộ nhớ tiên tiến nhất cho card đồ họa, nó là bộ nhớ xếp chồng băng thông cao thế hệ thứ hai. Công nghệ HBM2 xếp chồng các chip bộ nhớ khác nhau lên nhau để tạo ra một gói mật độ cực cao. Các chip xếp chồng này giao tiếp với nhau thông qua một bus kết nối, giao diện có thể đạt tới 4.096 bit.

Những đặc điểm này làm cho bộ nhớ HBM2 cung cấp băng thông cao hơn nhiều so với bộ nhớ GDDR, ngoài ra còn có bộ nhớ với điện áp và điện năng thấp hơn nhiều. Một ưu điểm khác của bộ nhớ HBM2 là chúng được đặt rất gần GPU, giúp tiết kiệm không gian trên card đồ họa PCB và đơn giản hóa thiết kế của nó.

Điểm tệ nhất về ký ức HBM2 là chúng đắt hơn nhiều so với GDDR và ​​khó sử dụng hơn nhiều. Những ký ức này giao tiếp với GPU thông qua một bộ chuyển đổi, một yếu tố khá đắt để sản xuất và điều này làm cho giá cuối cùng của card đồ họa đắt hơn. Do đó, các card đồ họa dựa trên bộ nhớ HBM2 đắt hơn nhiều so với các card đồ họa dựa trên bộ nhớ GDDR.

Giá bộ nhớ HBM2 cao này và việc triển khai nó, cũng như hiệu năng thấp hơn dự kiến, là nguyên nhân chính dẫn đến sự thất bại của AMD Vega trên thị trường game. AMD Vega đã thất bại so với GeForce GTX 1080 Ti, một thẻ dựa trên kiến ​​trúc Pascal gần hai năm tuổi.

Card đồ họa hiện tại dựa trên AMD Vega

Các card đồ họa hiện tại của AMD theo kiến ​​trúc Vega là Radeon RX Vega 56 và Radeon RX Vega 64. Bảng sau liệt kê tất cả các tính năng quan trọng nhất của các card đồ họa mới này.

Card đồ họa AMD Vega hiện tại
Card đồ họa	Đơn vị tính toán / Shader	Tần số xung nhịp cơ sở / Turbo	Dung lượng bộ nhớ	Giao diện bộ nhớ	Loại bộ nhớ	Băng thông bộ nhớ	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56 / 3.584	1156/1471 MHz	8 GB	2.048 bit	HBM2	410 GB / giây	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4.096	1247/1546 MHz	8 GB	2.048 bit	HBM2	483, 8 GB / giây	295W

AMD Radeon RX Vega 64 là card đồ họa mạnh nhất của AMD hiện nay cho thị trường game. Thẻ này dựa trên silicon Vega 10, được tạo thành từ 64 Đơn vị tính toán chuyển thành 4.096 shader, 256 TMU và 64 ROP. Lõi đồ họa này có khả năng hoạt động ở tần số xung nhịp lên tới 1546 MHz với TDP là 295W.

Lõi đồ họa đi kèm với hai ngăn xếp bộ nhớ HBM2, có tổng cộng 8 GB với giao diện 4.096 bit và băng thông 483, 8 GB / s. Nó là một card đồ họa có lõi rất lớn, lớn nhất từng được AMD sản xuất, nhưng không có khả năng hoạt động ở cấp độ của lõi GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102, ngoài việc tiêu thụ nhiều năng lượng và sản xuất nhiệt hơn nhiều. Việc AMD không thể chiến đấu với Nvidia dường như cho thấy rõ rằng kiến ​​trúc GCN cần một sự tiến hóa lớn hơn nhiều để theo kịp các card đồ họa của Nvidia.

Tương lai của AMD Vega trải qua 7nm

AMD sẽ thổi sức sống mới vào kiến ​​trúc AMD Vega của mình với việc chuyển sang quy trình sản xuất 7nm, điều đó có nghĩa là một sự cải thiện đáng kể về hiệu quả năng lượng so với các thiết kế hiện tại ở mức 14nm. Cho đến bây giờ AMD Vega ở 7nm sẽ không tiếp cận thị trường chơi game, mà sẽ tập trung vào lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, vốn chuyển số tiền lớn. Các chi tiết cụ thể về AMD Vega ở 7nm vẫn chưa được biết, sự cải thiện về hiệu quả năng lượng có thể được sử dụng để duy trì hiệu suất của các thẻ hiện tại nhưng với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn nhiều hoặc để làm cho các thẻ mới mạnh hơn nhiều với tiêu thụ tương tự như những người hiện tại.

Thẻ đầu tiên sử dụng AMD Vega ở 7nm sẽ là Bản năng Radeon. Vega 20 là GPU AMD đầu tiên được sản xuất ở mức 7nm, nó là lõi đồ họa cung cấp mật độ bóng bán dẫn gấp đôi so với silicon Vega 10 hiện tại. Kích thước của chip Vega 20 xấp xỉ 360mm2, thể hiện mức giảm diện tích bề mặt 70% so với Vega 10 có kích thước 510mm2. Bước đột phá này cho phép AMD cung cấp lõi đồ họa mới với tốc độ xung nhịp nhanh hơn 20% và cải thiện hiệu suất năng lượng khoảng 40%. Vega 20 có sức mạnh 20, 9 TFLOPs, khiến nó trở thành lõi đồ họa mạnh nhất được công bố cho đến nay, thậm chí còn hơn cả lõi Volta V100 của Nvidia cung cấp 15, 7 TFLOP, mặc dù loại này được sản xuất ở tốc độ 12nm, điều này đặt AMD vào một lợi thế rõ ràng trong vấn đề này.

Điều này kết thúc bài viết của chúng tôi trên AMD Vega. Hãy nhớ rằng bạn có thể chia sẻ bài đăng này với bạn bè của mình trên các mạng xã hội, bằng cách này bạn sẽ giúp chúng tôi truyền bá nó để nó có thể giúp nhiều người dùng hơn cần nó. Bạn cũng có thể để lại nhận xét nếu bạn có điều gì khác để thêm hoặc để lại tin nhắn trong diễn đàn phần cứng của chúng tôi.