Si Kaveri nos impresionó con su nueva micro-arquitectura Steamroller, su controlador de memoria hUMA, PCI Express 3.0 y sus nuevos chipsets “Bolton”; dejamos para el final a su no menos importante arquitectura gráfica Graphics Core Next mejorada “Sea Islands”.
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Sea Islands es la más reciente familia de GPUs de AMD, y una de las más importantes en la historia de la empresa, dado que está presente en los SoC Kabini, Temash, Thebe (PlayStation 4), Krypto (XBox One), así como también en los futuros GPUs Radeon HD 8000 Series (o quizá terminen llamándose Radeon HD 9000 Series) y en los APU Kaveri.
Resulta interesante el que AMD haya decidido estrenar una nueva arquitectura gráfica en SoCs y APUs, incluso antes de su estreno en GPUs, cuando lo tradicional es que ocurra lo contrario: GPU estrena nueva arquitectura gráfica para adaptar luego esta hacia los APUs/SoCs. Por lo que es la primera vez en la historia de los microprocesadores x86 que una arquitectura gráfica de primer nivel llega tanto a CPUs/APUs/SoCs como a GPUs en un mismo año.
AMD no ha revelado muchos detalles sobre su nueva familia de GPUs Sea Islands, limitándose a revelar que estará basada en la arquitectura gráfica Graphics Core Next “GCN” (usada en los actuales GPUs Radeon HD 7000 Series “Southern Islands”), a la que han realizado algunos ajustes para mejorar su rendimiento gráfico y disminuir su consumo.
La evolución de los gráficos integrados AMD
Desde el lanzamiento de sus APU Fusion, los gráficos integrados en ellos han evolucionado en cada una de sus generaciones:
- APUs AMD A Series de primera generación “Llano”: IGP Terascale de 5° generación “VLIW5”.
- APUs AMD A Series de segunda generación “Trinity”: IGP Terascale de 6° generación “VLIW4”.
- APUs AMD A Series de tercera generación “Richland”: IGP Terascale de 7° generación “VLIW4”.
- APUs AMD A Series de cuarta generación “Kaveri”: IGP Graphics Core Next de 2° generación “GCN2”.
Evolución gráfica de los APU AMD – PC Watch (CC).
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Breve descripción de Southern Islands “Graphics Core Next”
Graphics Core Next es una arquitectura gráfica que representó un cambio radical para AMD, abandonando el uso de procesadores VLIW paralelos organizados en SIMDs, diseño que mantenía desde el lanzamiento de la anterior arquitectura gráfica Terascale (también conocida simplemente como VLIW), estrenada con las Radeon HD 2000 Series, y que fue evolucionando hasta Northern Islands “VLIW4” (Radeon HD 6900 Series), para posteriormente continuar su evolución en los IGP de los APU Trinity y Richland.
Con Graphics Core Next, AMD adoptó una arquitectura gráfica modular conformada por múltiples Compute Units, donde cada compute Unit es una unidad conformada por 64 ALUs (shader processors), 4 unidades de textura (TMUs) y una serie de unidades de cómputo (y memoria caché dedicada).
Adicionalmente los Compute Units se agrupan en grupos de hasta 4 conformando un Compute Unit Array, múltiples Compute Arrays en combinación con otras unidades como Ultra Threaded Dispatch Processor (UTDP), Asynchronous Compute Engine (ACE), Graphics Command Processor (GCP), el controlador de memoria y múltiples bloques de renderizado (conformados por 4 unidades de renderizado “ROPs” y 8 Pixel pipes) conforman un GPU basado en la arquitectura Graphics Core Next.
SIMDs Engines / Compute Units – PC Watch (CC).
¿Qué de nuevo trae Sea Islands?
Sea Islands introduce algunas mejoras por sobre Southern Islands, para empezar dados sus profundos cambios, AMD ha decidido eliminar los Compute Unit Arrays, remplazándolos por los nuevos Data-Parallel Processor (DPP) Arrays: Unidades de cómputo paralelo conformadas por múltiples Compute Units (cada uno con su propia interfaz de memoria), y que trabaja junto al Ultra-Threaded Dispatch Processors “UTDP” (y a las demás unidades del GPU) para mejorar la ejecución simultánea de múltiples tipos de operaciones y cargas de trabajo (wavefronts).
Cada Data-Parallel Processor Array es capaz de ejecutar múltiples cálculos intensivos de propósito general (de cómputo, gráficos, booleanos, entre otros) simultáneamente y de forma completamente independiente.
Otro de los cambios es la eliminación del Graphics Command Processor (GCP), el cual es remplazado por el nuevo Command Processor (CP), unidad encargada de “gestionar” los comandos enviados al GPU vía interrupciones por hardware (IRQ), asegurando su correcta y veloz ejecución.
Entre sus otras novedades podemos mencionar:
- Multi queue compute: Pipeline de cómputo más robusto (8 pipes) con soporte a cargas de trabajo con múltiples niveles, las que son procesadas simultáneamente.
- System Unified Addressing: Acceso bi-direccional (CPU a GPU o GPU a CPU) y coherente, al espacio de direccionamiento de memoria principal del microprocesador.
- Device Unified Addressing: Acceso unificado tanto al Global Data Share (GDS memoria interna de 64kb compartida por todos los ALUs del Compute Unit) como al Local Data Share (LDS o memoria interna de 32kb compartida en cada SIMD o grupo de 16 ALUs que conforman un Compute Unit).
- Memory Address Watch: Permite a los shaders determinar las regiones de memoria que han sido accedidas.
- Soporte al estándar Heterogeneous System Architecture “HSA”.
El GPU de Kaveri
Kaveri poseerá gráficos integrados (Integrated Graphics Processor “IGP”) conformados por 2 Data-Parallel Processor Arrays (DPP Arrays), los que a su vez están conformados por 256 shader processors (ALUs) organizados en 4 SIMDs; por lo que tenemos que en total contará con 512 shader processors, 32 unidades de textura (TMUs), una unidad de teselado y un número aún desconocido de bloques de renderizado (probablemente 2), cada uno conformado por 4 unidades de renderizado “ROPs” y 8 pixel pipes.
El GPU de Kaveri tendrá por nombre código “Spectre”, aunque también existirá una versión recortada denominada “Spooky”, la que probablemente posea entre 256 y 384 shader processors.
El APU Kaveri
Kaveri reúne todos los componentes anteriormente descritos, integrándolos en una única pieza de silicio de aproximadamente 240mm² y fabricada con el proceso de manufactura a 28nm de Global Foundries. Se espera que sea lanzado entre octubre a diciembre de este año.
Conclusiones
Sin dudas el APU más completo de AMD hasta el momento. Se espera mucho del APU Kaveri, y AMD desde hace algún tiempo ha preparado el camino para asegurarse de que para cuando esté disponible existan aplicaciones y juegos diseñados para explotar todas sus nuevas características, realizando diversas alianzas con los desarrolladores de aplicaciones y juegos, tanto propietarias como Open Source.
En fin, de poco sirve hablar del potencial latente que ofrece cada uno de los componentes de Kaveri, por lo que queda esperar hasta su aparición para poder comprobar si cubre las expectativas de los usuarios.
Link: AMDの次世代APU「Kaveri」はアーキテクチャの転換点 (PC Watch)
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