Графический процессор с архитектурой Graphics Cores Next

Мы подробно рассмотрели основной блок графического процессора с архитектурой Graphics Cores Next, называемый Compute Unit. Понятно, что сам по себе CU еще не является графическим процессором, но представляет собой структурный элемент для создания такового. Собственно, графический процессор включает несколько СU, причем их число должно быть кратно 4 (рис. 8). То есть в графическом процессоре все CU сгруппированы по четыре штуки в своеобразные области и на каждую из них приходится L1 кэш инструкций размером 16 Кбайт и L1 кэш данных размером 32 Кбайт. Рис. 8. Структурная схема ядра Graphics Cores Next

Что касается остальных блоков, традиционных для графических процессоров AMD, то они не претерпели кардинальных изменений в новой архитектуре. Блок тесселяции (Tesselator) обновился до девятой версии в сравнении с процессором Cayman, обновлен и блок Geometry Engine.

Кроме того, если раньше блок Graphics Engine состоял из отдельных блоков для растеризации, тесселяции и т.д., то теперь в нем может быть произвольное количество конвейеров для обработки пикселов и геометрических примитивов. Такой дизайн, очевидно, позволяет просто масштабировать графический процессор.

В ядре Graphics Cores Next появились блоки распределения команд под названием Asynchronous Compute Engine (ACU) (в процессоре Cayman их не было), которые работают совершенно независимо друг от друга и от графического командного процессора (GFX Command Processor). Причем число этих ACU масштабируется и их количество может быть различным в разных графических процессорах. По всей видимости, ACU предназначены как раз для вычислительных задач общего назначения и будут доступны программистам через OpenCL.

Следующее нововведение заключается в том, что ядро GCN и центральный процессор компьютера (CPU) могут иметь общее адресное пространство. В таком случае все инструкции, которые попадают на исполнение в GPU, указывают на адреса в пространстве x86-64, а графический процессор уже самостоятельно перекодирует их в адреса локальной видеопамяти при помощи специального модуля. В результате GPU получает прямой доступ к системной памяти. Кроме того, ядро GCN наделили рядом функций для поддержки языков высокого уровня: виртуальными функциями, указателями, рекурсией и т.д. Это позволит программистам писать универсальный код, пригодный для исполнения на CPU или GPU.

Новые графические процессоры на базе архитектуры GCN полностью совместимы с API OpenCL 1.2, DirectCompute 11.1 (и DirectX 11.1 как таковой) и C++ AMP. Появились специальные инструкции, полезные для производства мультимедийного контента.

Кроме того, изменился интегрированный видеопроцессор Unified Video Decoder (UVD). Теперь он поддерживает кодирование видео еще и по стандарту H.264, а декодер видео — несколько дополнительных форматов: MVC, MPEG-4/DivX и Dual Stream HD + HD.

Также стоит отметить, что графические процессоры AMD нового поколения поддерживают новую шину PCI Express 3.0, пропускная способность которой вдвое больше по сравнению с шиной PCI Express 2.0. Возможно, сегодня увеличение пропускной способности шины и не отразится на производительности видеокарт в играх, тем не менее это хороший задел на будущее.

Большие нововведения в графических процессорах AMD нового поколения касаются энергосбережения. В частности, на графических процессорах впервые реализована технология динамического разгона тактовой частоты PowerTune, как на центральных процессорах. Дело в том, что в обычных играх далеко не всегда достигается (практически никогда) пиковое энергопотребление графического процессора, поэтому тактовую частоту можно увеличить. Для этого специальный блок GPU в реальном времени с интервалами в единицы миллисекунд рассчитывает энергопотребление, и если есть возможность, то тактовая частота GPU увеличивается.

Кроме того, ядро GCN может полностью отключиться, если нагрузка на него в течение длительного времени равна нулю.

Дата добавления: 2015-07-13