ATI Radeon HD 2900 XT - wreszcie jest!

320 jednostek – magia liczb

We wszystkich opisach układu 2900 XT spotykamy informację o 320 jednostkach obliczeniowych. Jednak patrząc na schemat funkcjonalny układu widzimy blok 64 jednostek SPU – Streaming Processing Units, gdzież więc owe 320?

Wyjaśnijmy więc, czym jest SPU – jednostkę tę można potraktować jako procesor wyposażony w 6 jednostek: pięć obliczeniowych.

Cztery z nich to proste zmiennoprzecinkowe jednostki obliczeniowe ADD/MUL, realizujące podstawowe operacje dodawania i mnożenia. Piąta również wykonuje operacje dodawania/mnożenia, ale przystosowana jest również do działań bardziej złożonych. Wszystkie jednostki mogą wykonywać także operacje całkowitoliczbowe i logiczne. Jednostki operują na wspólnej tablicy 32-bitowych rejestrów. Jeśli do tego dodamy szóstą jednostkę, obsługującą skoki (rozgałęzienia programu), widzimy wyraźnie, że mamy do czynienia z pełnoprawnym procesorem. Jest to procesor o architekturze VLIW – Very Long Instruction Word. O cóż chodzi w tym bardzo długim słowie instrukcji?

Znamy już od lat instrukcje SIMD, Single Instruction Multiple Data, umożliwiające wykonanie tej samej operacji na wielu zestawach operandów. W architekturze VLIW jedna instrukcja może natomiast wykonać różne operacje na różnych zestawach operandów. W praktyce wygląda to tak, że długie słowo instrukcji zawiera „mikroinstrukcje” dla poszczególnych jednostek obliczeniowych. Mamy więc procesor, który w jednym cyklu jest w stanie wykonać 5 operacji na danych oraz ewentualną instrukcję skoku. Tak wysokiego współczynnika IPC (Instructions Per Cycle) nie osiąga żaden z konwencjonalnych procesorów ogólnego przeznaczenia!

Przy dalszej analizie architektury R600 należy więc zapomnieć o dobrze brzmiących marketingowo 320 jednostkach, zastępując to pojęcie 64 procesorami SPU. Jest to o tyle istotne, że SPU wykonuje tylko instrukcje wchodzące w skład pojedynczego shadera, równocześnie więc mogą być przetwarzane nie więcej niż 64 shadery.