Karty graficzne

AMD Radeon HD 7970 - architektura

opublikowano przez Kamil Myzia w dniu 2011-12-22

Najważniejsze fakty dotyczące architektury Radeona 7970:

  • Nowa struktura rdzenia GNC
  • 2048 procesorów strumieniowych
  • 128 jednostek teksturujących
  • 32 rasteryzujących
  • 4,3 mld tranzystorów w GPU
  • 3 GB pamięci 384 bit GDDR5
  • Interfejs PCI Expres 3.0 x16
  • Taktowanie: 925 MHz dla rdzenia, 1375 MHz dla pamięci

 

Blok GPU

Pamięć

GCN

Jednostka obliczeniowa GCN jest podzielona na szereg grup, z których każda zajmuje się określonymi zadaniami.

Jedną z największych różnic w porównaniu do starszej architektury widać już na samej górze diagramu, czyli podwójne silniki przetwarzania geometrii, które między innymi mają odpowiadać że teselację.

W dobie coraz bardziej wymagających gier i silnej konkurencji ze strony „zielonych”, AMD opracowało silnik graficzny GCN (Graphic Core Next). W jego skład wchodzą 32 jednostki Compute Units, gdzie na jedną CU przypadają 64 jednostki ALU (arytmetyczno-logiczne). Dla zachowania możliwie najwyższej wydajności przewidziano dodatkową pamięć L2 o pojemności 768 KB. Kolejną składową silnika graficznego HD 7970 jest osiem bloków RBE (Render Back-ends) zawierających 32 jednostki rasteryzujące i 128 jednostek Z/stencils.

Ewolucja

Zamieszczony powyżej diagram przedstawia rozwój silników graficznych w przeciągu ostatnich ok. 10 lat. Pierwsza era GPU (Graphics Processing Unit) z perspektywy obecnych czasów, miała stosunkowo niewielki zakres możliwości. Nasi starsi użytkownicy powinni pamiętać czasy GeForce 256, który jako pierwszy sprzętowo obsługiwał transformację i oświetlenie. Prawdziwy rozwój miał miejsce kilka lat później, kiedy GPU miały już programowalne jednostki pixel i vertex shaders. W tamtym okresie rozpoczęła się era coraz ładniej wyglądających gier, których widoki często zapierały dech w piersiach. Technologia cały czas szła do przodu i w trzeciej erze w otrzymaliśmy zunifikowane jednostki cieniujące. Przez ostatnie lata wszystkie generacje kart graficznych opierały na podobnym schemacie.

AMD określa GCN, jako kolejną strukturę budowy rdzeni graficznych potrafiących wykonywać skomplikowane obliczenia. Nie tylko te, które są wymagane do wygenerowania trójwymiarowego obrazu, ale i akceleracji App, którą wykorzystuje coraz większa liczba aplikacji.

GCN

Struktura VLIW4 z której korzystały najwyższe modele z serii Radeon HD 6000 sprawdziła się, co zresztą widać po wydajności tych akceleratorów w grach. Niemniej jednak podstawowym ograniczeniem architektury VLIW4 jest to, że sprawdza się głównie w akceleracji grafiki. Silnik graficzny w HD 7970 (i w jego pochodnych) ma natomiast o wiele większe możliwości w zadaniach „nie graficznych”. Sprawdzi się w aplikacjach, które wymagają dużej mocy obliczeniowej, odciążając przy tym CPU. Zresztą w tym kierunku AMD już poszło jakiś czas temu oferując układ Brazos. Co więcej, z architektury GCN mają korzystać nie tylko topowe modele, ale i wszystkie pozostałe, jakie się pojawią pod nazwą HD 7000. AMD planuje jednak jeszcze przez długi czas oferować starsze kartę, które korzystały z silnika o strukturze VLIW4 (HD 6900) i VLIW5 (HD 6800). Z architektury GCN mają korzystać nie tylko topowe modele, ale i wszystkie pozostałe, jakie się pojawią pod nazwą HD 7000. AMD planuje jednak jeszcze przez długi czas oferować starsze kartę, które korzystały z silnika o strukturze VLIW4 (HD 6900) i VLIW5 (HD 6800).

Pamięć

AMD od czasu wprowadzenia akceleratorów Radeon 3800 oferowało w najlepszym przypadku pamięć o magistrali 256 bit. Nvidia i jej wydajniejsze modele GeForce potrafiły wykorzystać moduły pamięci 320, 384 lub nawet 512-bit. Wraz z rodziną kart graficznych  Southern Islands, AMD wprowadza magistralę 384 bit. W najwydajniejszym Tahiti zastosowano właśnie taką pamięć rozmieszczoną w sześciu 64 bitowych kontrolerach, o łącznej pojemności 3 GB. Radeon 7970 przy uwzględnieniu taktowania 1375 MHz może pochwalić się przepustowością rzędu 264 GB/s. Dla porównania, GeForce GTX 580 oferuje maksymalnie 192 GB/s, a Radeon 6970 – 176 GB/s.