重归正途迎未来 AMD全新GPU构架深度解析.doc

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1、重归正途迎未来AMD全新GPU构架深度解析CBSi中国·ZOL作者：中关村在线顾杰责任编辑：林光楠【原创】2011年06月23日05:00震惊世界的GraphicsCoreNext●震惊世界的GraphicsCoreNext　　　　2011年6月15日，AMD在AMDFusion开发者峰会上向与会的700多名开发者和PC业界高管们透露了其全新GPU架构的诸多细节，由于缺乏代号，因此该构架暂时被称作GraphicsCoreNext。　　AMD下一步的目标是发展“针对图形、计算双重优化的统一可扩展GPU”，“一套面向

2、吞吐量的大规模多线程计算单元架构”，包括多任务多引擎架构、计算单元架构、多级读写缓存架构。AMDGraphicsCoreNext　　尽管新构架的路线图、发布规划、规格参数、功能特性等一概欠奉，但GraphicsCoreNext的出现依旧瞬间吸引了全世界所有的目光，因为——你还记得AMD上一次推出具有颠覆性的全新构架，是什么时候的事情吗？R600的前世今生　　●R600的前世今生　　　　如果我没记错的话，上一次AMD发布与前代产品完全不同的新构架，已经是近5年前的事了。　　2007年5月，AMD收购ATI之后推出的

3、第一款DirectX10GPU—R600正式发布了。R600由一套几何处理单元，独立的线程仲裁器UTDP，与仲裁机构相连的SPU和TMU单元，以及完整的后端所组成。整个构架以ringbus换装总线进行连接。与竞争对手G80相比，R600的结构可以说是完全不同的两种设计思路。他的运算部分采用4个非全功能1DALU和1个全功能4DALU以VLIW的形式打包组成一个VLIWcore。5个ALU共享2套发射端口资源，全部64个VLIWcore共享8K的GDS，也就是NVIDIA方面的sharedmemory。R600构架

4、　　R600构架的目的或者说初衷之一，就是通过ATI长久以来对图形编程业界的影响力，将自己认为更加合适的追求吞吐和ILP性能的保守的编程模式推广下去。压迫程序员并迫使其遵从由ATI制定的被认为是适宜的编程方法以及API转换路线。当时的实践证明，这一尝试是失败的。RV770构架　　在经历了R600系列的失败之后，AMD通过RV670的tick过程修正为R600构架去除了大量的低效率的晶体管，如过于臃肿的MC部分以及缓慢的ringbus总线。这些举措都为RV770节约了大量的晶体管资源。利用这些晶体管资源，RV770

5、成功的将运算资源提升至R600的250%，但其构架本身并没有明显的变化。RV870构架　　而接下来的RV870中，AMD仅为其配备了合乎DirectX11要求的寄存器资源，改进了UTDP对多线程的支持，在前端的几何单元中插入了一组TS单元，同时将运算单元中的GDS提升到了64K。除此之外，我们仅能见到进一步放大的VLIWcore规模和其他配套的纹理资源及后端资源。各资源的整体比例较之RV770并未发生本质性的改变，VLIWcore的操作管理方式及周边资源密度也未见任何实质性的变化。Cayman构架　　到Cayma

6、n构架为止，R600这个构架已经被AMD反复修改了不知道多少遍，虽然Cayman构架对R600进行了历史上最大的一次改动，4DVLIW以及双几何引擎的加入让Cayman构架获得了R600系列优于RV870的DX11性能，但其最核心的通过VLIW提升吞吐能力并由简单暴力的单元扩张换取性能的做法，并未发生本质变化，这种做法在漫长的历史时期里都发挥着重要的作用。　　现在看来，GraphicsCoreNext的出现，标志着R600这个颇为长寿的构架体系，终于到了垂垂暮年，行将替换了。产品：RadeonHD6970AMD显

7、示芯片全新构架新在哪里　　●全新构架新在哪里　　AMD本次发布的全新构架究竟新在哪里呢？下面不妨让我们丢开那些构架图，直接归纳总结一下此次新构架的特点。GraphicsCoreNext添加的Scalar单元简介　　1、取消VLIW吞吐，代之以常规SIMD方式。　　2、添加完整的多级UnifieldCache体系，cache体系面向全部指令和数据开放，同时取消独立的TexCache。　　3、强化原子操作。　　4、构架基于并行ComputeUnit结构，强化CU间以及基于线程块级的乱序执行能力。　　5、改进ALU团簇

8、结构，新构架将采用4组16widevectorALU捆绑的形式。　　6、ALU团簇外添加全新的ScalarUnit。　　7、加入统一定址　　8、添加对ECC内存的支持。　　……GraphicsCoreNext向量单元简介　　本次AMD未来构架的改进可谓天翻地覆，与最近的Cayman构架相比，新构架不仅抛弃了R600以来一直维持的VLIW体系，更在core以及uncore两