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以上章节我们分别介绍了Graphics Core Next全新图形架构的细节、构成、工作流程以及相对传统的VLIW架构有何优势。根据以往经验,伴随着新架构往往会有一堆全新特性,尤其是革命性架构出现的时候。此次也不例外,Graphics Core Next将会带来一系列新的特性,强化GPU的计算性能提升GPU相对于CPU的地位。
首先,最底层的特性革新就是新架构将会全面支持C/C++和其它高级语言,加入对指针、虚拟函数、异常处理以及递归循环的支持等等。这也就意味着开发过程更加简单,代码也更加容易调试和维护,GPU和CPU将在同一程序下进行编程。虽然从目前来看,给桌面消费者带来的好处不是那么直接,但是未来肯定会有更加功能丰富和实用的程序供GPU加速使用。
由于底层特性特性得以进化,内存子系统也能为之服务。主要变化就是GPU在硬件上支持ISA并且可以访问所有系统内存。语言特性的革新使得开发者编写代码的时候不在区分CPU和GPU,程序(甚至是编译器)可以随时随地的引用系统内存,运行之前二者之间不需要互相拷贝内存。
有意思的是,新架构还增加了统一寻址空间,并且采用x86 64位寻址空间,这也就意味着GPU和CPU将拥有统一的寻址空间,而GPU主要负责本地内存的物理地址转换。事实上,新架构还合并了IOMMU(input/output memory management unit)用于实现这一功能,而之前我们见到的IOMMU主要用于虚拟环境下外围设备的支持。另外,新架构甚至很好地能够处理内存分页错误,当然这些功能还是要依赖于操作系统的支持,或许现在的Win7并不足以发挥新架构的全部特性。
在内存方面新架构还增加了ECC(Error Checking and Correcting)功能,用于补充现有的EDC(Error Detection & Correction),主要用于保证内存传输经过GDDR5高速总线时的数据完整性和准确性,系统内存和显存都能受到ECC的保护,这一点也许和NVIDIA的某些做法一样。
另外,我们还注意到了64位浮点运算。所有采用新架构的GPU都会加入对64位浮点运算的支持,也就是说64位浮点运算也将会作为新架构的一个标准特性纳入其中。而且实际的64位浮点运算性能是可配置的——支持1/2倍速、1/4倍速以及1/6配置。当然,我们更希望AMD能够学习NVIDIA采用低倍速,毕竟目前64位浮点运算对于桌面消费者来说并不是那么重要。
当然,作为一款图形架构,最根本的3D图形自然不会背抛弃,也会随新架构的计算能力异同同进化,而且GPU内仍会有固定功能硬件,未来还会实现FSA、3D的融合,让计算能力为3D图形服务,从而达到AMD Fusion融合之路最根本的目的。总结:为计算优化的新架构
随着架构越来越复杂,传统“半年架构一更新,GPU性能增长一倍”的说法已经不在适用于目前的GPU发展,再加上先进制造工艺的步伐放缓,GPU架构更新的周期被大大延长(1年、2年或者更长),我们现在看到的GPU大多是在原有架构上“缝缝补补”。对于现代GPU来说,一次换代并不仅仅是硬件架构的革新,更多时间的是开发者们对新架构的适应以及对新特性的吸收。从某种意义上来讲,本次AMD Fusion开发者峰会以及Graphics Core Next全新图形架构的提出,就是给开发者们更多的时间去了解新架构带来的好处,从而利用这些优势推动应用软件及相关领域的发展。
正式基于这次机会,我们才有幸比较深入的了解全新架构的种种细节,即便很多方面由于种种原因未能得知,但依然让人对AMD未来的图形架构充满憧憬。就目前的产品发展状况来看,原定于2012年发布的下一代Trinit APU依然会基于已有的VLIW4架构的Cayman核心,也就意味着近两年之内不会看到Graphics Core Next全新图形架构。虽然,AMD官方没有明确表态新架构何时能够出现,但我们相信它已经不再遥远了。
从架构设计来看,统一寻址、C++等高级语言的支持、ECC内存纠错等特性以及全新设计的ALU,都让人不由得联想到NVIDIA的费米和Intel的Larrabee架构(特性像费米,运算单元像Larrabee),不得不说Graphics Core Next和费米以及Larrabee在很多方面的革新都有着异曲同工之妙。我们不想说是AMD照搬了NVIDIA和Intel的成功设计经验,至少在新架构正式发布之前我们不想这么说。但是无论如何,优秀的通用计算和并行处理架构、高效的代码执行效率和全新特性,种种偏向计算设计线索都预示着AMD以往坚持数年之久的发展路线将遭到颠覆。
在AMD以往的GPU中,我们看到的是小巧的核心、容易扩充的架构、丰富的特性、精于图形架构,最重要的是这一切都建立在有限数量的晶体管之上(相对于NVIDA来说)。而与之相对的是,NVIDIA苦心数年研发的费米架构虽然在通用计算方面无可匹敌,但浪费了太多的核心面积和晶体管,从而导致图形方面表现的不尽如人意,尤其是在功耗和性能的均衡方面始终难以找到平衡点(至少费米架构第一批GTX 400是这样)。如此看似和图形没有一点关系的浪费值得吗?如今,AMD将这一切优势基础摒弃(事实上这是很难的),转而更趋向于对手的发展方向。我们不仅要问,AMD是怎么了?
而我们要说的是,随着技术的发展,图形和计算的概念已经不再像以往分的那么清楚了,NVIDIA和AMD作为行业的领军者,毫无疑问要比我们看的更远,他们都没有错而是我们错了。进入DX11时代时候,全新API和新特性带来了以往DirectX 版本看不到的东西,尤其是大量的图形特效可以靠GPU的计算能力进行加速,这一切在要求传统图形渲染能力的同事,对GPU的计算能力要求十分苛刻,而未来图形架构的发展势必会顺应这一趋势。由此看来,AMD下定决定进行大规模的架构革新也就不奇怪了。
不过在畅想全新架构带来出色体验的同时,我们不免担忧:Graphics Core Nex能够处理好一切吗?毕竟作为普通消费者的我们,实在是不想看到一个完全偏向于通用计算的GPU。虽然AMD声称会在图形和计算之间找到平衡点,但费米和Larrabee架构的经验和教训告诉我们:一切都不是那么的容易。最重要的是,新架构的颠覆势必会给AMD未来的发展带来前所未有的冲击,一旦出现失败AMD以往数年的精力和心血都会付之东流,这是所有人都不愿意看到的。
当然,面对新鲜事物的出现我们要抱着积极态度,既然如此决定,也说明了AMD已经做好了面对一切困难和挑战的准备。我们希望Graphics Core Next的出现,能够为AMD带来了更加光明的未来。