▷ Amd vega

AMD Vega is de naam van AMD's meest geavanceerde grafische architectuur, het is de nieuwste evolutie van GCN, de GPU-architectuur die ons vergezelt sinds 2011. Deze evolutie van GCN is tot nu toe de meest ambitieuze van AMD.

Wil je meer weten over AMD VEGA grafische kaarten en al hun features? In dit bericht bespreken we alle sleutels tot de GCN-architectuur en alle geheimen die Vega verbergt.

Inhoudsindex

De geboorte van GCN-architectuur en de evolutie ervan tot Vega

Om de geschiedenis van AMD op de grafische kaartmarkt te begrijpen, moeten we teruggaan naar 2006, toen het Sunnyvale-bedrijf ATI overnam, 's werelds op één na grootste fabrikant van grafische kaarten, die al jaren actief was. Vecht met Nvidia, marktleider. AMD kocht alle technologie en intellectuele eigendom van ATI in een transactie ter waarde van $ 4, 3 miljard in contanten en $ 58 miljoen in aandelen voor een totaal van $ 5, 4 miljard, waarmee de actie op 25 oktober werd afgerond. 2006.

ATI was in die tijd bezig met de ontwikkeling van de eerste GPU-architectuur die gebaseerd was op het gebruik van uniforme shaders. Tot die tijd bevatten alle grafische kaarten verschillende shaders binnen voor vertex- en schaduwverwerking. Met de komst van DirectX 10 werden unified shaders ondersteund, wat betekent dat alle shaders in een GPU onverschillig met hoekpunten en tinten kunnen werken.

TeraScale was de architectuur die ATI ontwierp met ondersteuning voor verenigde shaders. Het eerste commerciële product dat van deze architectuur gebruik maakte, was de Xbox 360-videoconsole, waarvan de GPU, genaamd Xenos, door AMD was ontwikkeld en veel geavanceerder was dan wat op die tijd op pc's kon worden gemonteerd. In de pc-wereld bracht TereaScale grafische kaarten uit de Radeon HD 2000-, 3000-, 4000-, 5000- en 6000-serie tot leven. Ze maakten allemaal voortdurend kleine verbeteringen om hun capaciteiten te verbeteren naarmate ze vorderden in de productieprocessen, van 90 nm tot 40 nm.

De jaren gingen voorbij en de TeraScale-architectuur raakte verouderd in vergelijking met Nvidia. De prestaties van TeraScale in videogames waren nog steeds erg goed, maar het had een groot zwak punt vergeleken met Nvidia, dit was een lage capaciteit voor computers met GPGPU. AMD begreep dat het een nieuwe grafische architectuur moest ontwerpen, die zowel in games als in computers met Nvidia kon vechten, een sectie die steeds belangrijker werd.

We raden u aan onze beste pc-hardware- en componenthandleidingen te lezen:

• AMD- geschiedenis, processors en grafische kaarten van de groene reus

GCN is de grafische architectuur die door AMD vanaf de basis is ontworpen om ATI's TeraScale te volgen

Graphics Core Next is de naam die is gegeven aan de eerste grafische architectuur die 100% door AMD is ontworpen, hoewel logischerwijs alles wat van ATI is geërfd de sleutel is geweest om de ontwikkeling ervan mogelijk te maken. Graphics Core Next is veel meer dan een architectuur, dit concept vertegenwoordigt de codenaam voor een reeks grafische microarchitecturen en een reeks instructies. Eind 2011 arriveerde het eerste op GCN gebaseerde product, de Radeon HD 7970, die zulke goede resultaten heeft opgeleverd aan al zijn gebruikers.

GCN is een RISC SIMD-microarchitectuur die contrasteert met de VLIW SIMD TeraScale-architectuur. GCN heeft het nadeel dat het veel meer transistors nodig heeft dan TeraScale, maar in ruil daarvoor biedt het veel meer mogelijkheden voor het berekenen van GPGPU, maakt het de compiler eenvoudiger en maakt het beter gebruik van bronnen. Dit alles maakt GCN een architectuur die duidelijk superieur is aan TeraScale, en veel beter voorbereid om zich aan te passen aan de nieuwe eisen van de markt. De eerste GCN-gebaseerde grafische kern was Tahiti, die de Radeon HD 7970 tot leven bracht. Tahiti werd gebouwd met behulp van een 28nm- proces, wat een enorme sprong voorwaarts betekent in vergelijking met 40nm voor de nieuwste op TeraScale gebaseerde grafische kern, de Radeon HD 6970's Cayman GPU.

Daarna is de GCN- architectuur enigszins geëvolueerd over verschillende generaties grafische kaarten van de Radeon HD 7000, HD 8000, R 8000, R 300, RX 400, RX 500 en RX Vega-serie. De Radeon RX 400s luidden een productieproces in op 14nm, waardoor GCN een nieuwe sprong in energie-efficiëntie kon maken. De GCN-architectuur wordt ook gebruikt in de APU grafische kern van PlayStation 4 en Xbox One, de huidige videogameconsoles van Sony en Microsoft die uitzonderlijke prestaties bieden voor hun prijs.

De GCN- architectuur is intern georganiseerd in wat we computationele eenheden (CU) noemen, wat de fundamentele functionele eenheden van deze architectuur zijn. AMD ontwerpt GPU's met een groter of kleiner aantal rekeneenheden om zijn verschillende reeksen grafische kaarten te creëren. Het is op zijn beurt mogelijk om rekeneenheden in elk van deze GPU's te deactiveren om verschillende reeksen grafische kaarten te maken op basis van dezelfde chip. Hierdoor kunnen we profiteren van het silicium dat uit het productieproces is gekomen met problemen in sommige van de rekeneenheden, het is iets dat al vele jaren in de industrie wordt gedaan. De Vega 64 GPU heeft 64 rekeneenheden binnenin en is de krachtigste GPU die tot nu toe door AMD is vervaardigd.

Elke rekeneenheid combineert 64 schaduwprocessors of shaders met 4 TMU's erin. De rekeneenheid staat los van, maar wordt aangedreven door, de Processing Output Units (ROP's). Elke Compute Unit bestaat uit een Scheduler CU, een Branch & Message Unit, 4 SIMD Vector Units, 4 64KiB VGPR-bestanden, 1 scalaire eenheid, een 4 KiB GPR-bestand, een lokaal gegevensquotum van 64 KiB, 4 texture filter units, 16 laad- / opslageenheden voor herstel van textuur en een L1-cache van 16 kB.

AMD Vega is GCN's meest ambitieuze evolutie

De verschillen tussen de verschillende generaties van de GCN-architectuur zijn vrij minimaal en verschillen niet te veel van elkaar. Een uitzondering is de GCN-architectuur van de vijfde generatie, genaamd Vega, die sterk gewijzigde shaders heeft om de prestaties per klokcyclus te verbeteren. AMD begon in januari 2017 met het vrijgeven van details over AMD Vega, wat vanaf de eerste momenten hoge verwachtingen opriep. AMD Vega verhoogt instructies per klok, bereikt hogere kloksnelheden, biedt ondersteuning voor HBM2-geheugen en een grotere geheugenadresruimte. Met al deze functies kunt u de prestaties aanzienlijk verbeteren ten opzichte van eerdere generaties, tenminste op papier.

Architecturale verbeteringen omvatten ook nieuwe hardwareprogrammeurs, een nieuwe primitieve wegwerpversneller, een nieuwe beeldschermstuurprogramma en een bijgewerkte UVD die HEVC kan decoderen met 4K-resoluties met 60 i frames per seconde in 10-bits kwaliteit per kleurkanaal..

De rekeneenheden zijn sterk veranderd

Het AMD Vega-ontwikkelingsteam, geleid door Raja Koduri, heeft het fundamentele vlak van de rekeneenheid aangepast om veel agressievere frequentiedoelen te bereiken. In eerdere GCN-architecturen was de aanwezigheid van verbindingen van een bepaalde lengte acceptabel omdat de signalen de volledige afstand konden afleggen in een enkele klokcyclus. Sommige van die pijplijnlengtes moesten met Vega worden ingekort, zodat signalen deze konden doorlopen in de tijd van klokcycli, die in Vega veel korter zijn. De rekeneenheden van AMD Vega werden bekend als NCU, wat vertaald kan worden als een nieuwe generatie rekeneenheid. Aan de vermindering van de pijplijnlengtes van AMD Vega werden wijzigingen toegevoegd in de logica van het zoeken en decoderen van instructies, die werden gereconstrueerd om te voldoen aan de doelstellingen van kortere uitvoeringstijden bij deze generatie grafische kaarten.

Op het decompressiegegevenspad van de L1-cachetextuur heeft het ontwikkelingsteam meer stappen aan de pijplijn toegevoegd om de hoeveelheid werk die in elke klokcyclus wordt gedaan, te verminderen om de doelen van het verhogen van de bedrijfsfrequentie te bereiken. Het toevoegen van stadia is een veelgebruikt middel om de frequentietolerantie van een ontwerp te verbeteren.

Rapid Packet Math

Een andere belangrijke nieuwigheid van AMD Vega is dat het de gelijktijdige verwerking van twee bewerkingen met minder precisie (FP16) ondersteunt in plaats van één met grotere precisie (FP32). Dit is technologie genaamd Rapid Packet Math. Rapid Packet Math is een van de meest geavanceerde functies in AMD Vega en is niet aanwezig in eerdere GCN-versies. Deze technologie maakt een efficiënter gebruik van de verwerkingskracht van de GPU mogelijk, wat de prestaties verbetert. De PlayStation 4 Pro is het apparaat dat het meeste heeft geprofiteerd van Rapid Packet Math en dat heeft gedaan met een van zijn ster-games, Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn is een geweldig voorbeeld van wat Rapid Packet Math kan bieden. Deze game gebruikt deze geavanceerde technologie om alles met betrekking tot gras te verwerken, waardoor middelen worden bespaard die door ontwikkelaars kunnen worden gebruikt om de grafische kwaliteit van andere elementen van de game te verbeteren. Horizon Zero Dawn had vanaf het eerste moment impact vanwege de overweldigende grafische kwaliteit, tot het punt dat het indrukwekkend is dat een console van slechts 400 euro zo'n artistiek gedeelte kan bieden. Helaas is de Rapid Packet Math nog niet gebruikt in pc-games, veel van de schuld hiervoor is dat het een exclusief kenmerk van Vega is, omdat de ontwikkelaars geen middelen willen investeren in iets waar maar heel weinig gebruikers van kunnen profiteren..

Primitieve shaders

AMD Vega voegt ook ondersteuning toe voor nieuwe Primitive Shaders-technologie die een flexibelere geometrieverwerking biedt en hoekpunten en geometrie-shaders in een renderpijp vervangt. Het idee van deze technologie is om niet-zichtbare hoekpunten uit de scène te verwijderen, zodat de GPU ze niet hoeft te berekenen, waardoor het laadniveau op de grafische kaart wordt verlaagd en de prestaties van het videospel worden verbeterd. Helaas is dit een technologie die veel werk van de kant van de ontwikkelaars vereist om hiervan te kunnen profiteren en het vindt een situatie die erg lijkt op die van Rapid Packet Math.

AMD had de intentie om de Primitive Shaders op driverniveau te implementeren, waardoor deze technologie magisch zou werken zonder dat de ontwikkelaars iets hoefden te doen. Dit klonk erg mooi, maar uiteindelijk was het niet mogelijk vanwege de onmogelijkheid om het in DirectX 12 en de rest van de huidige API's te implementeren. De Primitive Shaders zijn nog steeds beschikbaar, maar het moeten de ontwikkelaars zijn die middelen investeren voor hun implementatie.

ACE en asynchrone shaders

Als we het hebben over AMD en zijn GCN-architectuur, moeten we het hebben over Asynchronous Shaders, een term waarover lang geleden werd gesproken, maar waarover bijna niets meer wordt gezegd. Asynchronous Shaders verwijzen naar asynchronous computing, het is een technologie die AMD heeft bedacht om het gebrek aan grafische kaarten met geometrie te verminderen.

AMD grafische kaarten op basis van de GCN-architectuur bevatten ACE's (Asynchronous Compute Engine), deze eenheden bestaan ​​uit een hardwaremotor die is toegewijd aan asynchroon computergebruik, het is een hardware die ruimte inneemt op de chip en energie verbruikt, zodat het Implementatie is geen gril maar een noodzaak. De reden voor het bestaan ​​van ACE's is de slechte efficiëntie van GCN als het gaat om het verdelen van de werklast tussen de verschillende rekeneenheden en de kernen die ze vormen, wat betekent dat veel kernen werkloos zijn en daarom verspild, hoewel ze blijven energie verbruiken. De ACE is verantwoordelijk voor het geven van werk aan deze kernen die werkloos zijn gebleven, zodat ze kunnen worden gebruikt.

De geometrie is verbeterd in de AMD Vega-architectuur, hoewel deze in dit opzicht nog steeds ver achterloopt op de Pascal-architectuur van Nvidia. De slechte efficiëntie van GCN met geometrie is een reden waarom de grotere chips van AMD niet het verwachte resultaat opleveren, omdat de GCN-architectuur inefficiënter wordt met de geometrie naarmate de chip groter wordt. en omvatten een groter aantal rekeneenheden. Het verbeteren van de geometrie is een van de belangrijkste taken van AMD met zijn nieuwe grafische architecturen.

HBCC- en HBM2-geheugen

De AMD Vega-architectuur bevat ook een High Bandwidth Cache Controller (HBCC), die niet aanwezig is in de grafische cores van Raven Ridge APU's. Deze HBCC-controller maakt een efficiënter gebruik van het HBM2-geheugen van op Vega gebaseerde grafische kaarten mogelijk. Bovendien geeft het de GPU toegang tot de DDR4 RAM van het systeem als het HBM2-geheugen opraakt. Met HBCC kan deze toegang veel sneller en efficiënter worden uitgevoerd, wat resulteert in minder prestatieverlies in vergelijking met eerdere generaties.

HBM2 is de meest geavanceerde geheugentechnologie voor grafische kaarten, het is het tweede generatie gestapelde geheugen met hoge bandbreedte. HBM2- technologie stapelt verschillende geheugenchips op elkaar om een ​​pakket met extreem hoge dichtheid te creëren. Deze gestapelde chips communiceren met elkaar via een interconnectbus, waarvan de interface 4.096 bits kan bereiken.

Deze kenmerken zorgen ervoor dat het HBM2-geheugen een veel grotere bandbreedte biedt dan mogelijk is met GDDR-geheugens, naast dat het dit doet met een veel lager voltage en stroomverbruik. Een ander voordeel van HBM2-geheugens is dat ze zeer dicht bij de GPU zijn geplaatst, wat ruimte bespaart op de grafische kaart PCB en het ontwerp vereenvoudigt.

Het slechte van HBM2-herinneringen is dat ze veel duurder zijn dan GDDR's en veel moeilijker te gebruiken. Deze herinneringen communiceren met de GPU via een interposer, een element dat vrij duur is om te vervaardigen en dat de uiteindelijke prijs van de grafische kaart duurder maakt. Als gevolg hiervan zijn HBM2-geheugengebaseerde grafische kaarten veel duurder om te vervaardigen dan GDDR-geheugengebaseerde grafische kaarten.

Deze hoge prijs van HBM2-geheugen en de implementatie ervan, evenals een lagere prestatie dan verwacht, waren de belangrijkste oorzaken van het falen van AMD Vega op de gamingmarkt. AMD Vega presteerde niet beter dan de GeForce GTX 1080 Ti, een kaart op basis van een bijna twee jaar oudere Pascal-architectuur.

Huidige grafische kaarten op basis van AMD Vega

De huidige grafische kaarten van AMD onder de Vega-architectuur zijn de Radeon RX Vega 56 en de Radeon RX Vega 64. In de volgende tabel staan ​​de belangrijkste kenmerken van deze nieuwe grafische kaarten.

Huidige grafische kaarten van AMD Vega
Grafische kaart	Bereken eenheden / shaders	Basis / turboklokfrequentie	Hoeveelheid geheugen	Geheugeninterface	Geheugen type	Geheugenbandbreedte	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56 / 3.584	1156/1471 MHz	8 GB	2.048 bits	HBM2	410 GB / s	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4.096	1247/1546 MHz	8 GB	2.048 bits	HBM2	483, 8 GB / s	295W

De AMD Radeon RX Vega 64 is vandaag de krachtigste grafische kaart van AMD voor de gamingmarkt. Deze kaart is gebaseerd op Vega 10-silicium en bestaat uit 64 rekeneenheden die zich vertalen in 4.096 shaders, 256 TMU's en 64 ROP's. Deze grafische kern kan werken met een klokfrequentie tot 1546 MHz met een TDP van 295W.

De grafische kern wordt vergezeld door twee HBM2-geheugenstapels, die samen goed zijn voor 8 GB met een 4.096-bit interface en een bandbreedte van 483, 8 GB / s. Het is een grafische kaart met een zeer grote kern, de grootste ooit gemaakt door AMD, maar die niet in staat is om te presteren op het niveau van de GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102-kern, naast het verbruiken van meer energie en produceren veel meer warmte. Dit onvermogen van AMD om met Nvidia te vechten, lijkt duidelijk te maken dat de GCN-architectuur een veel grotere evolutie nodig heeft om gelijke tred te houden met de grafische kaarten van Nvidia.

De toekomst van AMD Vega gaat door 7nm

AMD gaat zijn AMD Vega-architectuur nieuw leven inblazen met de overgang naar een 7 nm productieproces, wat een aanzienlijke verbetering in energie-efficiëntie zou moeten betekenen ten opzichte van de huidige ontwerpen op 14 nm. Voorlopig zal AMD Vega bij 7 nm de gamingmarkt niet bereiken, maar zich richten op de sector van kunstmatige intelligentie, die grote hoeveelheden geld verplaatst. Concrete details over AMD Vega op 7nm zijn nog niet bekend, de verbetering in energie-efficiëntie kan worden gebruikt om de prestaties van huidige kaarten te behouden, maar met een veel lager stroomverbruik, of om nieuwe kaarten veel krachtiger te maken met de hetzelfde verbruik als de huidige.

De eerste kaarten die AMD Vega op 7 nm gebruiken, zijn de Radeon Instinct. Vega 20 is de eerste AMD GPU vervaardigd op 7 nm, het is een grafische kern die tweemaal de dichtheid van transistors biedt in vergelijking met het huidige Vega 10-silicium. De grootte van de Vega 20-chip is ongeveer 360 mm2, wat neerkomt op een reductie oppervlakte van 70% vergeleken met Vega 10 met een afmeting van 510mm2. Deze doorbraak stelt AMD in staat om een ​​nieuwe grafische kern aan te bieden met 20% hogere kloksnelheid en een verbetering van de energie-efficiëntie van ongeveer 40%. Vega 20 heeft een kracht van 20, 9 TFLOP's, waardoor het de krachtigste grafische kern is die tot nu toe is aangekondigd, zelfs nog meer dan Nvidia's Volta V100-kern met 15, 7 TFLOP's, hoewel deze is vervaardigd op 12 nm, wat AMD in dit opzicht een duidelijk voordeel geeft.

Hiermee eindigt onze post op AMD Vega. Onthoud dat je dit bericht met je vrienden op sociale netwerken kunt delen, op deze manier help je ons het te verspreiden zodat het meer gebruikers kan helpen die het nodig hebben. U kunt ook een opmerking achterlaten als u iets anders wilt toevoegen of een bericht achterlaten op ons hardwareforum.