AMD анонсировала архитектуру Polaris: новейшие GPU появятся в середине года
Подразделение Radeon Technologies Group корпорации Advanced Micro Devices официально представило новую архитектуру графических процессоров Polaris. Новая технология является четвёртой итерацией семейства архитектур Graphics Core Next (GCN) и представляет собой наиболее радикальное обновление GPU AMD с 2011 года. Первые графические процессоры на базе Polaris появятся в середине 2016 года и предложат новый уровень производительности, а также ряд новых возможностей.
Вследствие изменений намерений контрактных производителей микросхем в 2011–2012 годах, компаниям AMD и NVIDIA пришлось существенно поменять свои перспективные планы в области выпуска новых графических процессоров. Обоим разработчикам пришлось отказаться от внедрения ряда новых технологий, главным образом сосредоточившись на увеличении производительности на ватт. В 2016 году Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. и GlobalFoundries, наконец, предложат AMD и NVIDIA новые технологические процессы, которые позволят существенно изменить архитектуру GPU, расширить их набор возможностей, одновременно увеличив производительность на ватт.
[ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
AMD Polaris
Новая архитектура Polaris обновит все ключевые блоки GPU, включая вычислительные процессоры, командные процессоры, систему кеширования данных, контроллеры памяти и системы кодирования/декодирования видео. Кроме того, новые GPU будут поддерживать новейшие интерфейсы для подключения мониторов и телевизоров — HDMI 2.0a, а также DisplayPort 1.3. Таким образом, Polaris станут одними из первых GPU, которые будут поддерживать дисплеи с разрешением 8K (7680 × 4320).
Новая вычислительная архитектураCамым главным нововведением AMD Polaris является новая архитектура набора команд (instruction set architecture, ISA), что ускорит производительность новейших графических карт в играх и расширит их возможности в области вычислений. Увеличение производительности будет обусловлено целым рядом факторов.
GCN четвёртого поколения будет иметь новый блок предварительной выборки инструкций (instruction pre-fetch), который позволит сократить время простоя исполняющих устройства за счёт предвыборки кода. Кроме того, Polaris будет иметь новый диспетчер исполнения задач (hardware scheduler), что позволит быстрее распределять потоки задач между аппаратными ресурсами, тем самым увеличивая эффективность их исполнения.
Дальнейший рост эффективности работы графических процессоров семейства Polaris связан с новым алгоритмом отбрасывания невидимых полигонов и сжатия содержимого памяти. Обе технологии позволяют увеличить эффективную пропускную способность памяти, сократить требования к объёму памяти на борту и уменьшить количество вычислений над частями изображения, которые не видны в финальной сцене.
В настоящее время AMD не раскрывает существенного количества деталей о новой архитектуре, но заявляет о двукратном увеличение производительности на ватт по сравнению с предшественниками. Теоретически, это означает, что новый флагман — известный из неофициальных источников как Greenland — может быть в два раза быстрее, чем AMD Radeon R9 Fury X при одинаковом энергопотреблении. Тем не менее, действительная производительность новинок будет зависеть от массы факторов.
Новые контроллеры памяти и подсистема кеширования
[ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
Производительность графических карт всегда очень сильно зависела от пропускной способности их памяти (ПСП). В последние годы, помимо ПСП, для GPU стала крайне важна система кеширования данных.
Архитектура графических процессоров усложняется с каждым годом и современные GPU во многом напоминают центральные процессоры. Подобные тенденции обусловлены как необходимостью увеличивать производительность в традиционных приложениях (игры, создание контента), так и необходимостью исполнять всё более сложный код общего назначения для суперкомпьютерных и других вычислений.
Для дальнейшего увеличения производительности GPU разработчикам требуется не только обеспечить высокую пропускную способность памяти, но и эффективно производить предварительную выборку необходимых данных, чтобы сократить задержки и время простоя вычислительных процессоров.
Архитектура Polaris получит новые контроллеры памяти, что даст возможность увеличить ПСП благодаря поддержке новых и более быстрых типов памяти вроде HBM2 и GDDR5/GDDR5X. Кроме того, AMD обещает внедрить новый кеш второго уровня, что может означать перепроектирования всей подсистемы кешей внутри графических процессоров GCN версии 1.3.
Принимая во внимание тот факт, что следующему поколения GPU придётся работать с играми в разрешениях 4K (3840 × 2160), а также в VR-приложениях, увеличение ПСП и низкие задержки при работе с памятью придутся как нельзя кстати.
К сожалению, в настоящее время AMD не хочет раскрывать детальной информации о подсистемах памяти и кеширования Polaris. Как следствие, выразить преимущества новинок перед имеющимися решениями в цифрах не представляется возможным.
Новое видео ядро и новый контроллер дисплея [ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
Хотя последнее поколение графических процессоров AMD обладает неплохими возможностями в области воспроизведения видео, они не поддерживают целого ряда вещей, которые требуются пользователям в 2016 году. Семейство AMD Polaris не только сможет воспроизводить фильмы в формате Ultra HD Blu-ray, но и станет первым, которое сможет «нативно» отображать изображение в разрешении 8K.
Графические процессоры AMD Radeon поколения GCN 1.3 будут поддерживать декодирование видео, закодированного при помощи кодека HEVC/H.265 с профилем Main 10. Данный формат включает в себя цветовое пространство BT.2020 с глубиной цвета 8 или 10 разрядов, режим цветовой субдискретизации 4:2:0, а также полноценную поддержку расширенного динамического диапазона. Подобных возможностей хватит для проигрывания дисков Ultra HD Blu-ray. По какой-то причине AMD не заявляет о поддержке технологии защиты от копирования HDCP 2.2, которая требуется для просмотра указанных носителей.
[ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
Наконец, архитектура AMD Polaris принесёт графическим процессорам Radeon долгожданную поддержку выходов HDMI 2.0a и DisplayPort 1.3. HDMI позволит новым GPU подключаться к приёмникам с разрешением до 4096 × 2160 при частоте развёртки 60 Гц в режиме HDR. DisplayPort 1.3 — который в настоящее время не поддерживается ни одним GPU — даст возможность новому поколению графических карт AMD Radeon работать с панелями с разрешением до 8K (7680 × 4320) при 60 Гц или же 4K при частоте развёртки 120 Гц.
Новые технологические процессы
Новейшие графические процессоры AMD будут производиться с использованием технологических процессов, которые используют транзисторы с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field-effect transistor, FinFET). Трёхмерные транзисторы позволяют существенно снизить токи утечек, а также лучше контролировать работу микросхем.
Технологические процессы 14 нм low power plus (14LPP) и 16 нм FinFET+ (CLN16FF+) компаний GlobalFoundries и TSMC позволяют увеличить плотность размещения транзисторов почти вдвое по сравнению с технологией 28-нм TSMC. Это даст возможность существенно поднять транзисторный бюджет новых GPU, увеличив количество исполнительных блоков и их возможности.
Сама архитектура FinFET транзисторов способствует значительному снижению токов утечек по сравнению с обычными «плоскими» (планарными) транзисторами. Как следствие, использование трёхмерных транзисторов снижает энергопотребление микросхем, что даст возможность создавать мощные графические процессоры с низким потреблением, или же серьёзно увеличить тактовые частоты высокопроизводительных GPU.
[ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
Существенное уменьшение энергопотребления при сохранении достойного уровня производительности позволит партнёрам AMD создавать миниатюрные графические карты для игровых ПК, а также сверхтонкие ноутбуки с высокой производительностью в играх. Хотя адаптеры вроде AMD Radeon R9 Nano являются нишевыми решениями, они дают возможность строить уникальные системы, что потенциально может увеличить выручку AMD.
К сожалению, стоимость проектирование микросхем на базе трёхмерных транзисторов примерно вдвое дороже стоимости создания чипов на основе планарных транзисторов. Некоторые аналитики полагают, что инвестиции в проектирования крупной FinFET-системы на кристалле составляет около $150 млн без учёта стоимости разработки программного обеспечения, контролирующего работу такого процессора. Как следствие, хотя GPU на базе FinFET обещают существенное снижение энергопотребления и производительности, компании-разработчики будут вынуждены сократить количество проектируемых кристаллов из-за экономических соображений.
Первые GPU семейства Polaris появятся в середине годаИз неофициальной информации, опубликованной различными источниками за последний год известно, что компания AMD планирует выпустить в 2016 году как минимум три новых графических процессора для настольных ПК — Greenland, Baffin, Ellesmere. В рамках сегодняшнего анонса AMD не раскрывает подробности о новых GPU или же точного графика анонсов.
[ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
Advanced Micro Devices утверждает, что первые графические процессоры Radeon на основе GCN четвёртого поколения появятся на рынке в середине 2016 г. Учитывая, что обычно компания выпускает в первую очередь флагман семейства, логично ожидать повторения такого сценария и в этот раз.
Тем не менее, судя по тому, что AMD демонстрирует результаты тестирования одной из графических карт на базе архитектуры Polaris в сравнении с NVIDIA GeForce GTX 950, компания уже имеет на руках рабочие образцы не только самого мощного, но и недорого GPU из указанного семейства.
[ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
Хотя производительность графических карт росла довольно быстрыми темпами в последние несколько лет, нельзя сказать, что сами возможности GPU существенно расширились в последние годы. Архитектура AMD Polaris поменяет эту ситуацию, одновременно увеличив скорость в играх, обеспечив новую функциональность и большую гибкость в энергопотреблении.
[ ERROR: SPECIFIED ATTACHMENT MISSING ]
[вложение удалено администратором]
Автор
Тема: HI-TECH (Прочитано 64975 раз)