翻天覆地还是遵循守旧 HD6900 GPU解析
AMD计划于本月推出新一代高端GPU---Radeon HD 6900（开发代号Cayman），据称，该系列产品的架构发生了根本性的变化，但仍隶属于“Northern Islands”家族。Northern Islands的第一批制品为Radeon HD 6800（开发代号Barts），与Radeon HD 5870（开发代号Cypress）使用了相同的GPU核心架构，而Cayman将打破这个“僵局”。http://2c.zol-img.com.cn/product/54_500x2000/166/cez79cyleDZWs.jpg
Northern Islands家族（点击查看大图） 为什么AMD这次仅仅在Cayman上采用新架构，而Barts仍保持老架构不变呢？AMD的GPG Chief Technology Officer，Eric Demers先生在上周于台北举办的AMD Technology Forum and Exhibit(AMD TFE)上解答了这个问题。http://2d.zol-img.com.cn/product/54_450x337/167/ceYKEetqpVvvU.jpg
Eric Demers先生 “从风险管理的角度来说，开发新GPU架构伴随着非常大的危险。成本上升，开发周期难以预测，所以AMD考虑将新开发的架构优先应用于高端产品上，在降低风险的同时让消费者能有更明确的阶梯化选择。” “第二点原因，新产品的开发时间表非常紧凑，我们难以做到快速的全线产品升级，毕竟40nm到32nm工艺的进化不只有数字那么简单。” “我们本计划于圣诞节前后拿出我们的杀手锏，以美国市场为例，新产品的推出时间点非常重要，提前几周或错后几周都会令效果大打折扣，从而被竞争对手占据先机。我们正在努力让大家早一些见到HD6900，但是在研发过程中，不确定因素很多，所以目前HD6900的具体发布时间还未最终敲定。”http://2e.zol-img.com.cn/product/54_500x2000/168/ceWwEY0uRQ7Pw.jpg
TSMC工艺的roadmap（点击查看大图） 用户方面，许多玩家都认为AMD最后会在2011年的第一季度祭出HD6900显卡，大家觉得只要是好产品，稍微晚出一些还是可以接受的，毕竟据AMD所言，Cayman会有天翻地覆的变化，会将GPU性能带上新的巅峰。 ●GPU核心发生重大变化的Cayman 据悉，AMD GPU的基础---VLIW(Very Long Instruction Word)处理器的构成方式将在Cayman上有所变更，但这种变更并不是“从零开始”，而是“某种程度的更新和强化”，目的是实现“倍精度演算”。 AMD技术人员介绍说，已经正式发布的Radeon HD 6800并不支持“倍精度”，但是Cayman则可以实现“倍精度浮动小数点演算”，“性能发挥效率”高于前代的Radeon HD 5870，这也是GPU内部构造改变的成果之一，应用这项技术，可以令GPU的效能总体提高20%左右。
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RV770的VLIW处理器示意（点击查看大图）http://2a.zol-img.com.cn/product/54_500x2000/170/cem8nZAW6zjaY.jpg
发行SIMD的VLIW命令（点击查看大图） 实际上，AMD的GPU基础架构从Radeon HD 2900（R600）以来就没有发生过根本变化，其中的演算单位一直是由Thread Processor（也就是VLIW处理器）构成的，每个不同的演算单位都分别执行单独的任务，并可以实行6条命令（5条演算命令，1条控制命令）。本次AMD在Cayman上所做的，就是从传统GPU的“Vec4构造”中进化，实现“5演算单位构造”。 ●从传统GPU结构发展而来的“AMD架构” 原来，GPU一般是由4路SIMD(Single Instruction, Multiple Data)演算单元，也就是Vec4构成，在需要1个命令处理复数数据流的时代，这种结构无疑是最合适的，但是，目前的程序代码里，“并列处理”的需求变得越来越常见，SIMD处理器的执行效率出现了瓶颈，所以GPU研发人员就将SIMD演算单元一分为二，令“并列处理”得以实现。
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Radeon X1000（R5xx）结构举例（点击查看大图） 现在，AMD GPU的VLIW结构在单元分割的基础上更进一步，SIMD中的每个演算单元都可以执行独立的命令，兼容MAD算式之后，配备了5个演算单元，在1 Clock里最大可进行5种演算的新VLIW结构诞生了。http://2c.zol-img.com.cn/product/54_500x2000/172/ceJVnFRdVxNks.jpg
着色器的变化与对应GPU的区别（点击查看大图）http://2d.zol-img.com.cn/product/54_500x2000/173/ce52QCc2c79Y.jpg
Radeon HD 6800产品介绍（点击查看大图） AMD在过去4世代的产品中（R600以下），都沿用了这个结构，就算更新，也只是更新了VLIW结构以外的部分，但到了Cayman时代，VLIW结构发生了新的，本质性的变化。 ●权衡“改良”与“性能”的关系 AMD的GPU制品相对于NVIDIA有着很大的不同，NVIDIA在推出GeForce 8800（G80）的时候，就将SIMD完全分解，提出了演算周期的概念，并以此为基础对GPU做出更新，逐渐形成了完全的SOA（structure of array）式架构，而AMD的对策就是“VLIW并行处理”。
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GPU芯片尺寸图http://2f.zol-img.com.cn/product/54_500x2000/175/ceQVz0mR2JM0.jpg
GPU处理器数比较
然而，Cayman“脱离”老架构的决心虽已非常明显，但受制于晶体管数量，性能的飞跃也变得越发困难，这或许就是AMD推崇GPU“多核化”的原因所在。 Cayman到底会如何权衡“改良”与“性能”之间的关系，到它正式发布的那一刻，一切都会变得明朗。 哦哦哦。。
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