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以上章節我們分別介紹了Graphics Core Next全新圖形架構的細節、構成、工作流程以及相對傳統的VLIW架構有何優勢。根據以往經驗,伴隨著新架構往往會有一堆全新特性,尤其是革命性架構出現的時候。此次也不例外,Graphics Core Next將會帶來一系列新的特性,強化GPU的計算性能提昇GPU相對於CPU的地位。
首先,最底層的特性革新就是新架構將會全面支持C/C++和其它高級語言,加入對指針、虛擬函數、異常處理以及遞歸循環的支持等等。這也就意味著開發過程更加簡單,代碼也更加容易調試和維護,GPU和CPU將在同一程序下進行編程。雖然從目前來看,給桌面消費者帶來的好處不是那麼直接,但是未來肯定會有更加功能豐富和實用的程序供GPU加速使用。
由於底層特性特性得以進化,內存子系統也能為之服務。主要變化就是GPU在硬件上支持ISA並且可以訪問所有系統內存。語言特性的革新使得開發者編寫代碼的時候不在區分CPU和GPU,程序(甚至是編譯器)可以隨時隨地的引用系統內存,運行之前二者之間不需要互相拷貝內存。
有意思的是,新架構還增加了統一尋址空間,並且采用x86 64位尋址空間,這也就意味著GPU和CPU將擁有統一的尋址空間,而GPU主要負責本地內存的物理地址轉換。事實上,新架構還合並了IOMMU(input/output memory management unit)用於實現這一功能,而之前我們見到的IOMMU主要用於虛擬環境下外圍設備的支持。另外,新架構甚至很好地能夠處理內存分頁錯誤,當然這些功能還是要依賴於操作系統的支持,或許現在的Win7並不足以發揮新架構的全部特性。
在內存方面新架構還增加了ECC(Error Checking and Correcting)功能,用於補充現有的EDC(Error Detection & Correction),主要用於保證內存傳輸經過GDDR5高速總線時的數據完整性和准確性,系統內存和顯存都能受到ECC的保護,這一點也許和NVIDIA的某些做法一樣。
另外,我們還注意到了64位浮點運算。所有采用新架構的GPU都會加入對64位浮點運算的支持,也就是說64位浮點運算也將會作為新架構的一個標准特性納入其中。而且實際的64位浮點運算性能是可配置的——支持1/2倍速、1/4倍速以及1/6配置。當然,我們更希望AMD能夠學習NVIDIA采用低倍速,畢竟目前64位浮點運算對於桌面消費者來說並不是那麼重要。
當然,作為一款圖形架構,最根本的3D圖形自然不會背拋棄,也會隨新架構的計算能力異同同進化,而且GPU內仍會有固定功能硬件,未來還會實現FSA、3D的融合,讓計算能力為3D圖形服務,從而達到AMD Fusion融合之路最根本的目的。總結:為計算優化的新架構
隨著架構越來越復雜,傳統『半年架構一更新,GPU性能增長一倍』的說法已經不在適用於目前的GPU發展,再加上先進制造工藝的步伐放緩,GPU架構更新的周期被大大延長(1年、2年或者更長),我們現在看到的GPU大多是在原有架構上『縫縫補補』。對於現代GPU來說,一次換代並不僅僅是硬件架構的革新,更多時間的是開發者們對新架構的適應以及對新特性的吸收。從某種意義上來講,本次AMD Fusion開發者峰會以及Graphics Core Next全新圖形架構的提出,就是給開發者們更多的時間去了解新架構帶來的好處,從而利用這些優勢推動應用軟件及相關領域的發展。
正式基於這次機會,我們纔有幸比較深入的了解全新架構的種種細節,即便很多方面由於種種原因未能得知,但依然讓人對AMD未來的圖形架構充滿憧憬。就目前的產品發展狀況來看,原定於2012年發布的下一代Trinit APU依然會基於已有的VLIW4架構的Cayman核心,也就意味著近兩年之內不會看到Graphics Core Next全新圖形架構。雖然,AMD官方沒有明確表態新架構何時能夠出現,但我們相信它已經不再遙遠了。
從架構設計來看,統一尋址、C++等高級語言的支持、ECC內存糾錯等特性以及全新設計的ALU,都讓人不由得聯想到NVIDIA的費米和Intel的Larrabee架構(特性像費米,運算單元像Larrabee),不得不說Graphics Core Next和費米以及Larrabee在很多方面的革新都有著異曲同工之妙。我們不想說是AMD照搬了NVIDIA和Intel的成功設計經驗,至少在新架構正式發布之前我們不想這麼說。但是無論如何,優秀的通用計算和並行處理架構、高效的代碼執行效率和全新特性,種種偏向計算設計線索都預示著AMD以往堅持數年之久的發展路線將遭到顛覆。
在AMD以往的GPU中,我們看到的是小巧的核心、容易擴充的架構、豐富的特性、精於圖形架構,最重要的是這一切都建立在有限數量的晶體管之上(相對於NVIDA來說)。而與之相對的是,NVIDIA苦心數年研發的費米架構雖然在通用計算方面無可匹敵,但浪費了太多的核心面積和晶體管,從而導致圖形方面表現的不盡如人意,尤其是在功耗和性能的均衡方面始終難以找到平衡點(至少費米架構第一批GTX 400是這樣)。如此看似和圖形沒有一點關系的浪費值得嗎?如今,AMD將這一切優勢基礎摒棄(事實上這是很難的),轉而更趨向於對手的發展方向。我們不僅要問,AMD是怎麼了?
而我們要說的是,隨著技術的發展,圖形和計算的概念已經不再像以往分的那麼清楚了,NVIDIA和AMD作為行業的領軍者,毫無疑問要比我們看的更遠,他們都沒有錯而是我們錯了。進入DX11時代時候,全新API和新特性帶來了以往DirectX 版本看不到的東西,尤其是大量的圖形特效可以靠GPU的計算能力進行加速,這一切在要求傳統圖形渲染能力的同事,對GPU的計算能力要求十分苛刻,而未來圖形架構的發展勢必會順應這一趨勢。由此看來,AMD下定決定進行大規模的架構革新也就不奇怪了。
不過在暢想全新架構帶來出色體驗的同時,我們不免擔懮:Graphics Core Nex能夠處理好一切嗎?畢竟作為普通消費者的我們,實在是不想看到一個完全偏向於通用計算的GPU。雖然AMD聲稱會在圖形和計算之間找到平衡點,但費米和Larrabee架構的經驗和教訓告訴我們:一切都不是那麼的容易。最重要的是,新架構的顛覆勢必會給AMD未來的發展帶來前所未有的衝擊,一旦出現失敗AMD以往數年的精力和心血都會付之東流,這是所有人都不願意看到的。
當然,面對新鮮事物的出現我們要抱著積極態度,既然如此決定,也說明了AMD已經做好了面對一切困難和挑戰的准備。我們希望Graphics Core Next的出現,能夠為AMD帶來了更加光明的未來。