AMD: Arquitectura de los GPUs Radeon HD 7000 Series – Parte 2

AMD: Arquitectura de los GPUs Radeon HD 7000 Series – Parte 2

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arquitectura AMD CU al detalle

Luego del marco histórico de la 1º parte de este artículo ahora en esta 2º y última parte entraremos de lleno a una ligera exploración de lo que nos ofrecerá la nueva arquitectura AMD CU la que veremos en los próximos GPUs AMD Radeon HD 7000 Series.

Arquitectura AMD CU

La arquitectura Compute Unit (CU) corresponde al 1º diseño realizado por AMD desde que adquiriera a ATI (partes 1 y 2), y es una arquitectura enfocada a los tiempos actuales y obedeciendo al concepto “Fusion” de AMD, donde el GPU muy aparte de ser una unidad dedicada a procesamiento gráfico, pasa a ser también una unidad de procesamiento paralelo masivo que asistirá al CPU en cálculos intensivos; objetivo que la vieja arquitectura VLIW no cumplía a cabalidad, pues no fue inicialmente diseñada por ATI para este fin, y AMD tuvo que hacerle profundas modificaciones a fin de adaptarla de cierta forma a sus planes; pero esto se termina con la moderna arquitectura CU, la que ha sido rediseñada para poder realizar cómputo multi-hilo intensivo pero sin descuidar el desempeño gráfico. Entre sus puntos más importantes tenemos:

Núcleo gráfico completamente rediseñado con un diseño escalar (el que nos recuerda en algo al de Nvidia Fermi) con administración de recursos fuera de orden y enfocado a la ejecución simultánea de múltiples tipos de instrucciones independientes (gráficas, texturas, video y cómputo) ofreciendo mayor potencia, menores latencias y flexibilidad a los programadores de juegos y aplicaciones; este núcleo escalar posee una mayor integración entre el front-end (núcleo gráfico) y back-end (unidades de cómputo/shaders) y desecha el diseño anterior SIMD-VLIW donde el núcleo gráfico se mantenía de alguna forma independiente del back-end; ahora el núcleo gráfico posee multiples motores independientes: GFX Command Processor, Work Distributor el cual administra múltiples pipelines (primitives: CS, HOS, Tessellate, Geometry; y pixels: Scan Conversion y RB), ACE (motor de cálculo asíncrono), todas ellas accediendo directamente al nuevo núcleo de shaders unificado, y pudiendo operar de forma independiente beneficiando a tareas gráficas como relleno de pixels y teselado. El nuevo núcleo además posee un mejorado esquema de memoria (con soporte a operaciones vectorizadas) y caches (con ECC) color-z independientes para operaciones atómicas y gráficas.

El nuevo núcleo de shaders unificado (back-end) abandona el viejo diseño vectorial VLIW y en su lugar usa el nuevo CU (Compute Unit), el cual está conformado por 4 unidades SIMD escalares, las que simplifican de sobremanera la ejecución al eliminar al compilador VLIW JiT (en tiempo real) de la vieja arquitectura y todos sus conflictos de puertos y VGPR, logrando de este modo un performance muy superior y con mayor estabilidad al facilitar alcanzar su performace máximo teórico, a diferencia de lo impredecible de los viejos shaders VLIW (aunque VLIW-4D soluciona algunas de las deficiencias de VLIW-5D siendo algo más capaz).

Conclusiones

Un gran avance por parte de AMD, en papel suena impresionante y en teoría debe representar una significativa mejora de rendimiento en comparación con los chips SIMD-VLIW existentes; AMD al parecer esta vez va por todo, mostrándonos el diseño de esta vez un chip mucho más complejo en comparación con los que nos tiene acostumbrados; aunque esta mayor complejidad puede que impacte en el tamaño de die, aunque aún es muy pronto para afirmar algo al respecto; pero lo que sí podríamos afirmar es que estos nuevos GPUs saldrán listos para darles dura competencia (o superarlos) a Knights Ferry de Intel y Kepler de Nvidia.

Los GPUs AMD Radeon HD 7000 Series se esperan entre fines de este año o principios del próximo. Pueden apreciar la presentación completa de AMD en Hardware.fr. Los mantendremos informados.

Fuente: AFDS: L’architecture des futurs GPUs AMD! (Hardware.fr)