Výpočetní stránka - GPGPU

Naprostá většina popsaných změn odráží požadavky GPGPU / HPC. Čistě pro tuto kapitolu nám ale několik zajímavostí zůstalo.

Architektura je koncipována tak, aby maximum prvků, které nemají využití ve 3D grafice, bylo oddělených od těch, jejichž přítomnost je nezbytná. Designu to dává jistou modularitu, díky níž mohou jednotlivé produkty lépe odrážet požadavky tržního segmentu, pro nějž jsou určené.

GCN nativně podporuje double-precision. Žádný z produktů, který bude na nové architektuře postaven, proto nebude úplně bez podpory DP. AMD pouze nastaví poměr oproti SP. Ten bude buďto 1:2 na profesionálních kartách, 1:4 na běžných produktech a 1:16 na low-end čipech.

Novinkou GCN jsou řídící procesory nazvané ACE (Asynchronous Compute Engines). Jejich úkolem je rozdělení výpočtů mezi jednotlivé CU, rozhodování o alokaci zdrojů, řízení priority jednotlivých úloh a podobně. GCN není out-of-order architektura, nemůže instrukce zpracovávat na přeskáčku - to ale dokážou kompenzovat řídící procesory ACE, které mohou rychlejší dokončení určitého z výpočtů zajistit úpravou priority. Specifikace ACE jednotek či možné závislosti na počtu CU zatím nejsou známé.

Shrnutí

Architektura GCN z toho, co zatím známe, připomíná trochu Intel Larrabee (inspirace superpočítači Cray je patrná na obou frontách), některé inovace pro GPGPU segment nám mohou připomenout inovace, které přišly s Fermi, ale podstatná část je specifická, původní a jen těžko lze odhadovat, co předvede v praxi.

Ještě větší neznámou je grafický výkon, který asi bude zajímat většinu uživatelů. AMD pouze potvrdila škálovatelné geometrické jednotky (takže bude schopna geometrický / teselační výkon nastavit přesně takový, jaký bude považovat za adekvátní výkonu zbytku čipu) a fyzickou přítomnost ROPs (nebudou tedy emulované, jako tomu mělo být v případě Larrabee). ROPs byly inovovány již na čipu Cayman a AMD by je mohla bez výraznějších úprav převzít a použít i pro GCN. Naopak texturovací jednotky patrně projdou zásadní restrukturalizací - přinejmenším musejí být schopny spolupracovat s novou L1 cache; také fixní připojení k SIMDs, jaké známe z RV770-Caymanu bude překonáno. Výkon nelze odhadovat ani z předpokládaného počtu 32 CUs (tedy 2048 ALUs). Efektivita jejich využití by měla být vyšší než na stávajících čipech, ale bez bližších informací o podobě a počtu ROPs, texturovacích jednotek a geometrických jednotek není možné výkon takové konfigurace odhadovat ani přibližně.

Po výpočetní stránce nebrání úspěchu nic, GCN v podstatě nabízí vše, co nabízel Cayman, Fermi a ještě další vylepšení navíc. Z GCN v kombinaci s architekturou Bulldozer by mělo v následujících letech vzejít nové APU Fusion. To je však zatím poměrně daleko. V současnosti jsme u APU s VLIW-5 GPU a mezi VLIW-5 a GCN se ještě musí vejít VLIW-4.

Ať už ve Fusion, nebo samostatných grafických kartách, GCN bude základem grafických produktů AMD minimálně po tři nadcházející roky.