Tahiti架构解析 HD7970的研发代号为Tahiti,这个单词出自太平洋的法属波利尼亚希提群岛.刚才我已经提到过Cayman架构的变化,虽说Tahiti属于新一代的架构,但Cayman在R600与新架构之间绝对起到了过渡的作用,也就是说,R600到新一代架构之间并不是180度的大转变,Cayman为新一代架构打下了很重要的伏笔,其中主要就是Cyaman的组件层次架构被Tahiti延续了下来,但因为GPU必须向着数学处理运算方向去发展,所以Tahiti在SIMD方面进行了重大的调整,另外一个环节便是光栅处理器(ROPs)从内存带宽中分离了出来.
在上面这张AMD官方的Tahiti架构图里,最醒目的标识恐怕就是"Graphics Core Next Architecture"了,这个新架构最大的特点在于使用一簇一簇的超标量体系结构,R600老架构AMD称之为"超长指令字(VLIW)",架构特点是4D+1D(4D为简单里的流处理器,1D为复杂的流处理器),并搭配分支判断单元和通用寄存器,这就是R600的VLIW5架构,到了Cayman,AMD取消了4D+1D中的1D部分,也就是VLIW4架构.
架构分析一开始已经跟大家分析过,Tahiti保留了原先Cayman的GPU组件层次结构,最大的变化在于数字运算的部分,如果说把VLIW5到VLIW4的变化称之为"进化的改变",那么Tahiti架构则可以视为AMD所称的"革命性改变".在Tahiti架构里,AMD用Graphics Core Next(以下简称GCN)取代了之前的VLIW流处理器,每个GCN计算单元都是一个超标量处理器,将标量和矢量组合在一起,遵循一个崭新的非VLIW指令集架构,并且改进了共享组件和专用组件的布局.最终,GCN所带来的改变是用户依赖新架构中单位面积的GPU上获得了更为强大的运算能力.从制造角度来分析,GPU的DIE越小,生产成本越低良品率越高,更重要的是,单位面积上的功耗也随之降低.
GCN同样还带来了AMD新一代Tessellation(曲面细分)单元.Tahiti的每个命令处理器(Command Processor)里都封装了两个几何引擎,在这里面有两个相互独立的曲目细分单元.这些运算单元共享着更大的缓存,片外缓冲能力以及新的顶点重用指令集,所以理论上来说新的GCN可以带来4倍于以往的Tessellation性能.
分析完Tahiti架构再来分析下市场的变化.我们都知道2年前NVIDIA通过GF100正式打开了GPU科学运算的市场大门,虽然期间遇到了TSMC 40nm的不给力,但不可否认的是NVIDIA通过先入为主的原因已经稳稳地占据了GPU科学运算市场的老大地位.但从民用市场来看,AMD晚于NVIDIA两年的GPU架构重心演变换来的是更着重于民用市场的产品,这两年中AMD不但挽回了R600之后的败局,更有可能的是获得了以往ATI时代所从未获得过的民用市场份额(没有详细的数据),至于2年后的Tahiti,因为有了TSMC 28nm的出现,AMD可以一方面大胆地进军GPU科学运算市场,另一方面又不用太过顾虑DIE因为面积过大而触雷,总体来看,AMD晚于NVIDIA两年的时间里虽然巩固了民用市场地位,毕竟也失去了先入为主的代价.
