artykuły

AMD RDNA – architektura nadchodzących Radeonów Navi pod lupą

49
23 czerwca 2019, 14:01 Mateusz Brzostek

Oczekując na pojawienie się w sklepach nadchodzących kart graficznych Radeon RX 5700 i możliwość ich przetestowania, przyjrzeliśmy się dokładnie ich architekturze oraz budowie procesora Navi.

Spis treści

RDNA – rodowód Radeonów

Architektura RDNA jest pewną pochodną ostatniej wersji GCN – podobieństwa i różnice są dla wielu mylące i stąd rozpowszechniane w internecie plotki o „niepełnym RDNA” i „prawdziwym RDNA”. Postaramy się to wyjaśnić.

Zwykle w materiałach marketingowych AMD lub w artykułach o kartach graficznych na PCLabie nazwa GCN (Graphics Core Next) oznacza mikroarchitekturę procesorów graficznych albo raczej serię architektur. Z kolei w wewnętrznej dokumentacji AMD oraz w kodzie otwartoźródłowego oprogramowania związanego z GPU (kompilator LLVM, sterownik amdgpu, kernel Linuksa) nazwa GCN określa zestaw instrukcji i funkcji.

Mikroarchitektura to projekt urządzenia, a nie jego funkcjonalność. Procesory o mikroarchitekturach Zen i Skylake są od siebie bardzo różne, ale jedne i drugie wykonują podobny zestaw instrukcji i spełniają założenia architektury x86. Także procesory graficzne AMD z ostatnich lat wszystkie mają podobny zestaw instrukcji i podstaw architekturalnych, ale mniej lub bardziej się od siebie różnią.

W dokumentacji programistycznej AMD rozróżnia takie rodziny procesorów graficznych:

RodzinaMikroarchitekturaWybrane procesory
(nazwy robocze)
Wybrane karty graficzne
GFX6 GCN wer. 1 Tahiti
Pitcairn
Cape Verde
Oland
Hainan
Radeon HD 7900
Radeon HD 7800
Radeon HD 7700
Radeon R5 240
GFX7 GCN wer. 2 Hawaii
Bonaire
Kaveri
Kabini
Radeon R9 390X
Radeon R9 290X
Radeon R7 260X
APU serii 7000
APU AM1 serii 5000
GFX8 GCN wer. 3 Tonga
Fiji
Carrizo
Radeon R9 380X
Radeon R9 285
Radeon R9 Fury X
laptopowe APU serii 8000
GCN wer. 4 Polaris 10/11/12
Polaris 20/21
Polaris 30
Polaris 22
Radeon RX 480
Radeon RX 580
Radeon RX 590
Intel Kaby Lake G
GFX9 GCN wer. 5 Vega 10
Vega 12
Vega 20
Raven Ridge
Radeon RX Vega 64
Radeon Pro Vega 20/16
Radeon VII
Ryzen 5 2400G
GFX10 RDNA Navi Radeon RX 5700XT
Radeon RX 5700

RDNA jest nową mikroarchitekturą realizującą zestaw instrukcji i funkcji nadrzędny w stosunku do GCN. Styl programowania dostosowany do GCN oraz skompilowane dla GCN programy powinny działać na RDNA bez większych zmian i bez problemów z efektywnością. Również techniki optymalizacyjne wypracowane przez lata przez pecetowych i konsolowych programistów grafiki 3D powinny być efektywne na kartach graficznych RDNA.

RDNA ma jednak zupełnie inaczej pogrupowane zasoby obliczeniowe i nowe możliwości wykonywania kodu – programy przystosowane do RDNA przez programistę lub kompilator mogą znacznie efektywniej wykorzystać wszystkie możliwości maszyny obliczeniowej. W wielu przypadkach RDNA obiecuje wydajność i efektywność energetyczną nieosiągalną dla GCN.

Pierwszy raz w historii ATI i AMD będą współistnieć dwie architektury procesorów graficznych: RDNA jest zoptymalizowana do wyświetlania grafiki trójwymiarowej, a GCN – do wysokiej przepustowości obliczeniowej. W najbliższej przyszłości AMD będzie dalej używać GCN lub pochodnych GCN do budowy akceleratorów obliczeniowych. Nie wiemy jeszcze, jakie są plany dalszego rozwoju GCN. Być może powstanie jeszcze kilka kolejnych generacji, coraz bardziej skoncentrowanych na obliczeniach na nowych typach danych przydatnych w zastosowaniach SI; a być może AMD opracuje architekturę akceleratorów obliczeniowych, zupełnie nową lub wywiedzioną z RDNA. W końcu DNA w nazwie architektury ma według projektantów GPU sugerować możliwość ewolucji i adaptacji.

Od największych do najmniejszych GPU

Efektywne wykorzystanie budżetu energetycznego i powierzchni jądra jest szczególnie ważne w przypadku niewielkich układów obliczeniowych wbudowanych w urządzenia przenośne. Reprezentanci AMD w jednoznaczny sposób dali do zrozumienia, że chcą, żeby RDNA i pochodne zajęły w ciągu najbliższych lat ważną pozycję we wszystkich segmentach rynku. To oznacza nie tylko karty graficzne do pecetów czy układy graficzne wbudowane w laptopowe procesory, ale również GPU do urządzeń przenośnych. Ma w tym pomóc współpraca z Samsungiem, który niedawno ogłosił, że będzie licencjonował od AMD technologię budowy GPU. Współpraca nie będzie wyłącznie wymianą patentów – GPU w architekturze RDNA (być może zmodyfikowanej) będą zintegrowane w procesorach Samsunga.

Na dalszych stronach przedstawimy architekturę procesora Navi 10, z którego AMD zbuduje karty graficzne Radeon RX 5700 XT i Radeon RX 5700. Część z przedstawionych danych dotyczy wielu kolejnych wcieleń architektury RDNA, a część – tylko tego procesora i może się zmienić w kolejnych wersjach RDNA.

Strona:
TrepciaZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Trepcia2019.06.23, 14:39
18#1
Ciekawe czy Navi okaze sie takim Zenem? Niby zaden ultra killer ale po prostu dobry produkt.
munio1000Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
munio10002019.06.23, 14:45
14#2
Bardzo dobry artykuł
PutoutZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Putout2019.06.23, 14:54
10#3
fajny artykuł. ciekawe czy będzie to rewolucja na miarę przejścia z VLIW na GCN. oby
QberxZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Qberx2019.06.23, 15:19
-4#4
Trepcia @ 2019.06.23 14:39  Post: 1208236
Ciekawe czy Navi okaze sie takim Zenem? Niby zaden ultra killer ale po prostu dobry produkt.

Może tak się stać, w tej generacji to mało prawdopodobne bo obecne Navi to taki miks GCN z RDNA, ale już kolejne iteracje tej architektury mogą być czymś ciekawym.
No i nie zapomnijmy wspomnieć że 2020 to rok debiutu dedykowanych kart graficznych od Intela :E Może być ciekawie.
AmitozaZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Amitoza2019.06.23, 15:40
Qberx @ 2019.06.23 15:19  Post: 1208241
Trepcia @ 2019.06.23 14:39  Post: 1208236
Ciekawe czy Navi okaze sie takim Zenem? Niby zaden ultra killer ale po prostu dobry produkt.

Może tak się stać, w tej generacji to mało prawdopodobne bo obecne Navi to taki miks GCN z RDNA, ale już kolejne iteracje tej architektury mogą być czymś ciekawym.
No i nie zapomnijmy wspomnieć że 2020 to rok debiutu dedykowanych kart graficznych od Intela :E Może być ciekawie.

Gdzie ten mix z gcn? Pokaz jakiekolwiek cechy, a nie powtarzaj pierdoły jakie ktoś gdzieś kiedyś napisał, a internet podchwycił.
Promilus1984Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Promilus19842019.06.23, 16:15
No dobra, a co konkretnie ma wisieć na IF na slajdzie gdzie podpisano OTHER SOC IPs? Bo może zbyt pobieżnie przeczytałem tekst, a może po prostu tematu nie poruszono?
TabalanZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Tabalan2019.06.23, 16:21
Amitoza @ 2019.06.23 15:40  Post: 1208242
Gdzie ten mix z gcn? Pokaz jakiekolwiek cechy, a nie powtarzaj pierdoły jakie ktoś gdzieś kiedyś napisał, a internet podchwycił.
Jeżeli to naprawdę jest czyste RDNA to sprawa wygląda jeszcze gorzej dla AMD. W kwestii perf/W AMD przegrywa pomimo ogromnej przewagi procesu produkcyjnego (7nm vs najnowsza generacja procesu 16 nm) i to uwzględniając wyniki wydajnościowe z prezentacji AMD (czyli zapewne best case scenario). Ciekawe jak się sprawa rozwinie gdy Nvidia przejdzie na 7 nm, a AMD zacznie wspierać RT.
decorator12Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
decorator122019.06.23, 16:36
10#8
Tabalan @ 2019.06.23 16:21  Post: 1208244
Amitoza @ 2019.06.23 15:40  Post: 1208242
Gdzie ten mix z gcn? Pokaz jakiekolwiek cechy, a nie powtarzaj pierdoły jakie ktoś gdzieś kiedyś napisał, a internet podchwycił.
Jeżeli to naprawdę jest czyste RDNA to sprawa wygląda jeszcze gorzej dla AMD. W kwestii perf/W AMD przegrywa pomimo ogromnej przewagi procesu produkcyjnego (7nm vs najnowsza generacja procesu 16 nm) i to uwzględniając wyniki wydajnościowe z prezentacji AMD (czyli zapewne best case scenario). Ciekawe jak się sprawa rozwinie gdy Nvidia przejdzie na 7 nm, a AMD zacznie wspierać RT.

AMD jest tak w lesie z efektywnością energetyczna że cokolwiek niech robią. Napisane, że 50% sprawniejszy układ niż GCN o takiej samej mocy, z czego tylko 15% z tych 50% to sam proces (myślałem że z tego powodu będzie dużo więcej)
AmitozaZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Amitoza2019.06.23, 16:37
-2#9
Promilus1984 @ 2019.06.23 16:15  Post: 1208243
No dobra, a co konkretnie ma wisieć na IF na slajdzie gdzie podpisano OTHER SOC IPs? Bo może zbyt pobieżnie przeczytałem tekst, a może po prostu tematu nie poruszono?

multimedia engine, display engine?
deton24Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
deton242019.06.23, 16:38
10#10
Ale fajny art.
Lepiej opisane jak na DP jakiś czas temu.
Ciekaw jestem ile zajęło pisanie tego tekstu i przygotowanie merytoryczne czy research.
Zaloguj się, by móc komentować
1