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AMD Vega显卡架构全面解析:上演惊天大逆转?(2)

2017-01-07 14:16:52 来源:688财经网 浏览: 评论: [ ]

 

  更灵活的几何体渲染

  目前的RADEON GPU在前端还保留了固定功能单元实现的几何处理硬件,不过AMD表示他们已经注意到了越来越多的开发人员使用计算着色器来进行几何处理6 8 8 9 8 8 8 c o m

  上面两张图都是PC游戏《杀出重围:人类分裂》中巨像之城(Golem City)的场景图,下面的则是它的线框图。按照AMD的说法,上面这个场景有2.2亿个多边形,但是最终输出的画面其实只有0.02亿个多边形需要着色处理,明确哪些多边形需要被渲染将能够显著降低渲染负荷。

  AMD为此在Vega GPU的几何流水线上引入了名为Primitive Shader(图元着色器)的全新工位,开发人员可以透过图元着色器,实现高效的几何着色处理。AMD认为这个新着色器可以让无效图元以极高的比值被舍弃掉,最终将会彻底替换掉现有的固定几何处理功能单元JPjR

  为了实现更高效的几何处理性能,AMD引入了名为Intelligent Workgroup Dostributor的工作组分发器,可以支持更多的着色器引擎(NVIDIA对应的层级单元被称作GPC,AMD目前的GCN架构最多只有4个着色器引擎),实现更灵活的载荷分配。

  按照AMD的说法,Vega GPU现在可以在四个几何引擎的情况下每个周期处理多达11个多边形,达到两倍于现有产品的几何处理能力。
 

  更快的GPU微架构

  为了实现在某些负载中的计算需求,AMD在Vega GPU中首次引入packed(紧缩)数学支持。例如深度学习,并不需要GPU所提供的32位浮点或者说单精度运算6 8 8 财 经 网

  在之前的Fiji和Polaris中,AMD的单精度(FP32,32位浮点)性能和半精度(FP16,16位浮点)是相同速率的,16位处理的时候,可以有两倍于32位的寄存器,不过NVIDIA那边的GP100(Tesla 100采用的GPU)还实现了两倍32位性能比率的16位计算性能。

  AMD在Vega GPU上引入了名为NCU(下一代计算单元)的微架构,这里NCU是对应GCN中的CU而言的,全新的NCU支持紧缩(packed)数学处理,每个NCU拥有64个ALU,在采用紧缩数学操作指令的时候,可以支持每个周期512个8位计算,或者256个16位计算,又或者是128个32位计算。

  AMD强调Vega GPU在提升单线程性能方面上下了不少功夫,包括更高的频率以及更高的IPC,前者目前还绝对保密,而后者或者说IPC方面,AMD表示Vega GPU具备更大的指令缓存,确保指令流可以运行得更持续,尤其是三操作的指令。

  AMD还在Vega GPU上对像素着色处理流程进行了大幅度的改进,引入了AMD称之为渲染流分仓光栅器(draw-streaming binning rasterizer,简称DSBR)的下一代像素引擎来源6889888.com

  这个DSBR实际上类似于PowerVR的块元式渲染,能让GPU更高效地处理像素着色,尤其是具有高度复杂性(意味着大量无效渲染)深度缓存的像素。DSBR对重叠的图元只拾取、渲染一次,从而显著节省耗电并提升性能,尤其适合于延后式着色操作。

  DSBR会按照AMD称之为高速缓存感知化的方式来调度,它先在一个高速缓冲中对一个场景中给定的“对象包”进行尽可能多的处理,然后GPU才会清空掉这个高速缓存并拾取其余的数据。DSBR可以让GPU在无需考虑重叠的前后关系的情况下,在复杂的重叠几何体里抓出哪些像素无需渲染,节省掉在最终场景中非可视的像素渲染处理,从而提升性能来源6889888.com

  为了让DSBR更有效运作,AMD还对Vega GPU的二级高速缓存进行了重大的改进——在以往的AMD GPU中,纹理和像素的内存存取是非一致性操作,如果是执行渲染至纹理操作的话,需要先写到内存后,再读到纹理缓存里,增加了大量数据搬动的次数,而且这样的非一致性增加了大量的同步处理和层级的编程挑战。

  现在,Vega GPU的后端单元可以直接访问片上的二级高速缓存,这样的变化可以让更多的数据访问动作在片上的二级高速缓存上实现,减少了清空缓存然后在需要的时候又从显存中读回的处理,同样有助于延后式渲染技术的性能提升。

  按照AMD的说法,DSBR只是Vega GPU的光栅化处理途径之一,是高度动态以及基于状态变换的,GPU未必一直采用DSBR来处理所有的光栅操作,之所以这样讲,可能是因为AMD觉得片上的DSBR缓存未必总能放进所需的数据。

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