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GCN架構的精髓:更強大的多線程性能
眾所周知,相比HD5000/6000系列,南方群島除了工藝從40nm更新到28nm以外,最重大的改變就是采用了全新的GCN架構了。關於GCN架構想必大家在HD7970首發評測中已經有所了解,所以本文只做簡單介紹。
AMD歷代GPU的瓶頸除了曲面細分以外,其實最重要的是5D/4D VLIW架構的效率問題。這一痼疾在南方群島身上終於得以根除,它的流處理器結構已經面目全非了。
通過Pitcairn的整體架構圖我們看到,傳統的SIMD流處理器陣列消失了,取而代之的是GCN陣列,Pitcairn總計擁有1280個流處理器,現在來看看GCN陣列的微觀結構。
GCN陣列微觀結構
GCN陣列裡有4組SIMD單元,每組SIMD單元裡面包括16個流處理器、或者說是標量運算器。GCN架構已經完全拋棄了此前5D/4D流處理器VLIW超長指令架構的限制,不存在5D/4D指令打包-派發-解包的問題,所有流處理器以16個為一組SIMD陣列完成指令調度。簡單來說,以往是指令集並行,而現在是線程級並行。
GF100的SM(流處理器簇)微觀結構
可以這麼理解,一個GCN陣列與GF100當中的一組SM相當,GF100的一組SM當中有4組共計32個流處理器,而Tahiti的一組GCN當中有4組共計64個流處理器。
更多的線程調度
從線程級別來看,GCN與SM是不可分割的最小單元,GCN一次可以執行64個線程,而SM是48個(其實就是流處理器的數量)。
從多線程執行上來看,GCN可以同時執行4個硬件線程,而SM是雙線程調度器的設計(參見架構圖)。如此來看,GCN架構的多線程性能會更好一些。