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Im Jahr 2018 gönnte sich die AMD Radeon Technologies Group eine kleine Pause. Nach der Einführung der Polaris-Architektur im Jahr 2016 und der Vega-Architektur im Jahr 2017 entschied sich AMD, das erste volle Jahr der Vega-Architektur zu genießen. Anstatt nach drei Jahren eine dritte Architektur auf den Markt zu bringen, wird sich das Unternehmen darauf konzentrieren, die Familie weiter auszubauen, indem Optionen für Laptops und Vega-Server eingeführt werden. Trotz der Tatsache, dass die Bemühungen von AMD auf dem Gebiet der Laptops milde in eine seltsame Richtung gingen, führte die Arbeit an der Erstellung des Radeon Instinct-Servers zu einem positiven Ergebnis. Infolgedessen kündigte das Unternehmen die erste 7-nm-GPU an.
Nach der Aktualisierung des Produkts der neuesten Generation im November in Form der Radeon RX 590 erwarteten wir, dass AMD dem Verbraucher für einige Zeit Aufmerksamkeit schenken würde. Stattdessen gab AMD auf der CES 2019 eine eher unerwartete Ankündigung ab: Das Unternehmen wird mit Radeon VII (Seven) eine neue High-End-Verbraucherkarte herausbringen. Basierend auf der oben genannten Server-GPU ist die Grafikkarte das neueste Flaggschiff. Die Radeon VII wurde sowohl für Gamer als auch für Content-Ersteller entwickelt und sollte AMDs entscheidender Schritt in Richtung Gamer sein. Wir sind an der Reihe, die neueste AMD-Karte in Betracht zu ziehen.
Auf den ersten Blick scheint in Radeon VII alles offensichtlich zu sein. Die Siliziumbasis der Karte ist die AMD Vega 20 GPU, ein Derivat des ursprünglichen Vega 10, das für wissenschaftliches Rechnen und maschinelles Lernen verbessert wurde und auf der hochmodernen 7-nm-Prozesstechnologie von TSMC basiert, um die Produktivität zu steigern. Dies ist ein wichtiger Meilenstein für AMD beim Aufbau von Server-GPUs. 2013 wurde die erste High-End-GPU der Serverklasse seit der Hawaii-GPU veröffentlicht. AMD war bestrebt, Vega 20 in einem späten Stadium seiner Entwicklung zu demonstrieren, da diese GPU das Herzstück der neuen Serverbeschleuniger Radeon Instinct MI50 und MI60 von AMD ist.
Vega 20, das hauptsächlich für Server entwickelt wurde, gehört nicht zu der Klasse der GPUs, die billig und einfach den Weg zum Verbraucher finden könnten. Aber etwas Unerwartetes ist passiert: NVIDIA hat den Leistungsindikator fast nicht in Dollar geändert. Stattdessen konzentrieren sich die neuen Turing-basierten GeForce RTX-Karten auf Optionen, mit denen ein neues Paradigma für das Echtzeit-Rendering von Raytracing-Spielen verkündet und für diesen Zweck mehr Turing-GPU-Ressourcen zugewiesen werden sollen. Das Endergebnis waren die relativ hohen Preise für die Karten der GeForce RTX 20-Serie, obwohl ihre Leistungssteigerung bei Spielen beim Wechsel von Grafikkartengenerationen viel geringer ist als üblich.
Angesichts eines weniger feindlichen Preisumfelds als ursprünglich erwartet entschied sich AMD schließlich, Vega 20 den Verbrauchern vorzustellen, indem NVIDIA auf einem dieser hohen Preisniveaus bekämpft wurde. Die Radeon VII geht mit einem Preis von 699 US-Dollar an die Massen, und die GeForce GTX 2080 wird zur neuen Flaggschiff-Spielekarte Radeon.
In der Tabelle mit den technischen Daten verfügt die Radeon VII über eine Spitzentaktfrequenz von 1800 MHz, während die offizielle Spitzenfrequenz 1750 MHz beträgt. Dies ist ein guter Fortschritt im Vergleich zum RX Vega 64, bei dem die Taktrate nur 1630 MHz betrug, was bedeutet, dass AMD die Frequenz um etwa 10% erhöht. Und dank eines offenen Kühlers und einer überarbeiteten SMU kann die Radeon VII höhere Taktraten noch schneller erhöhen und beibehalten. Obwohl die neueste AMD-Karte nicht mehr ROP oder CU hinzufügt (im Vergleich zum RX Vega 64 gibt es sogar einen leichten Rückgang), erreicht der Durchsatz ein neues Niveau.
Die größte Änderung gegenüber dem RX Vega 64 besteht jedoch darin, dass AMD die Speichermenge verdoppelt und die Speicherbandbreite mehr als verdoppelt hat. Dies ist dank der 7-nm-Prozesstechnologie möglich, aufgrund derer der neueste AMD-Grafikprozessor eine relativ bescheidene Matrixgröße von 331 mm2 aufweist. Zusätzlicher Speicherplatz ermöglichte AMD-Interposer und zwei weitere Stapel von HBM2, wodurch die Anzahl der VRAMs erhöht und der Speicherbus erweitert werden konnte. AMD konnte auch die Speicherfrequenz leicht erhöhen: von 1,89 Gbit / s / Pin beim RX Vega 64 auf flache 2 Gbit / s / Pin bei der Radeon VII.
Interessanterweise ist die Radeon VII aufgrund der grundlegenden Eigenschaften im Wesentlichen die Radeon Instinct MI50. AMD hat daher das Risiko, Instinct-Verkäufe zu "kannibalisieren", wenn die Hochleistungs-Radeon VII für professionelle Computerbenutzer von Interesse ist. Infolgedessen hat AMD einige Merkmale des Chips reduziert, um Produkte besser unterscheiden zu können. Wir werden etwas später darüber sprechen, aber die Hauptsache ist, dass die Karte mit einer niedrigeren Frequenz als FP64 arbeitet, die volle Unterstützung für ECC-Chips verliert und natürlich für ein Verbraucherprodukt Radeon Software-Spieletreiber anstelle des professionellen Instinct-Treiberstapels verwendet.
Wenn Sie über das Anschließen einer Server-GPU an eine Consumer-Grafikkarte sprechen, sprechen Sie natürlich von einer leistungsstarken Karte mit großem Potenzial, und dies gilt sicherlich auch für Radeon VII. Kurz gesagt, der Vorteil der neuesten AMD-Flaggschiffkarte ist ihre hohe Leistung, und das Maximum in ihrer Klasse beträgt 16 GB HBM2-Speicher. Als einer der wenigen offensichtlichen Vorteile der AMD-Spezifikation gegenüber den Konkurrenten von NVIDIA ist die Menge an VRAM ein wichtiger Bestandteil des AMD-Marketings. Sie werden der Erstellung von Inhalten und VRAM-intensiven Spielen große Aufmerksamkeit widmen. Eine Neuheit bei dieser Karte ist ein Kühler mit drei Lüftern, der den Kühler mit einem Lüfter bei Radeon RX Vega 64/56-Karten ersetzte.
Darüber hinaus eine weitere kleine elegante Änderung: AMD tritt als Anbieter von Boards in den Einzelhandel ein und verkauft direkt eine neue Karte zu einem festgelegten Preis von 699 US-Dollar. Angesichts der Tatsache, dass AIB heute auch seine Markenreferenzkarten herausgibt, ist dies eine Gelegenheit, überteuerte Einführungspreise zu vermeiden .
In der Zwischenzeit stellen sich angesichts der Wettbewerbssituation einige Fragen, die beantwortet werden müssen. Ein wichtiger Teil des Vorschlags ist (wie in letzter Zeit üblich) eine Reihe von Spielen. Das aktuelle Raise the Game Fully Loaded-Paket enthält Devil May Cry 5, The Division 2 und Resident Evil 2 mit kostenlosen Radeon VII-, RX Vega- und RX 590-Karten. Mit den Karten RX 580 und RX 570 können Sie zwei von drei Spielen auswählen. Wie erwartet wird eine Reihe von Spielen im Vergleich zu einem direkten Konkurrenten - in diesem Fall der RTX 2080 - einfach einen Mehrwert bieten, aber NVIDIA hat eine eigene Duell-Reihe von Game On mit Anthem und Battlefield V. In einem Szenario, für das Radeon VII voraussichtlich kämpfen wird Verbraucher mit dem RTX 2080, ohne die Chance auf einen endgültigen Sieg, werden diese zusätzlichen Vorteile immer wichtiger.
Die Radeon VII ist die erste Produkteinführung seit der jüngsten Änderung des Wettbewerbsumfelds aufgrund der Technologie von Monitoren mit variabler Bildwiederholfrequenz. Monitore mit einer variablen Aktualisierungsrate sind für Gamer bereits zu einem obligatorischen Attribut geworden, und seit der Einführung dieser Technologie zu Beginn dieses Jahrzehnts besteht eine klare Trennung zwischen AMD- und NVIDIA-Karten. AMD-Karten unterstützen VESA Adaptive Sync, besser bekannt unter der Marke AMD FreeSync, während Desktop-NVIDIA-Karten nur ihre proprietäre G-Sync unterstützen. Im vergangenen Monat gab NVIDIA jedoch unerwartet bekannt, dass ihre Karten VESA Adaptive Sync unter dem Markennamen "G-Sync Compatibility" unterstützen werden. Es gibt nur wenige detaillierte Informationen zur Funktionsweise dieses Programms, aber letztendlich kann die adaptive Synchronisation in NVIDIA-Treibern verwendet werden, selbst wenn das FreeSync-Panel nicht G-Sync-kompatibel zertifiziert ist.
Das Endergebnis ist, dass die Nachrichten von NVIDIA AMD zwar nicht in Bezug auf die Implementierung von Funktionen beeinträchtigen, dies jedoch den Vorteil von AMD in FreeSync untergräbt - alle billigen VESA Adaptive Sync-Monitore, die zuvor nur auf AMD-Karten verwendet wurden, können jetzt auf NVIDIA-Karten verwendet werden. AMD war natürlich sehr erfreut, den „kostenlosen“ FreeSync hervorzuheben, aber als Waffe gegen NVIDIA verlor dieser Marketing-Schritt seine Stärke. Die offizielle Linie von AMD ist, dies als Sieg für FreeSync zu betrachten.
Die Veröffentlichung von Radeon VII und seine Wettbewerbspositionierung im Vergleich zur GeForce RTX 2080 bedeutet, dass AMD seine Position in Bezug auf die aktuelle Lücke in den Fähigkeiten zwischen seinen Karten und dem neuesten NVIDIA Turing klar definieren muss. Daher ist die Position von AMD bei DirectX Raytracing (DXR) -Technologien und AI-basierten Bildqualitäts- und Leistungstechnologien wie DLSS unverändert geblieben. Kurz gesagt, AMD argumentiert, dass der Unterschied in der Bildqualität und im Leistungsgewinn ihrer Meinung nach den Preis für diese Funktionen nicht wert ist. In der Zwischenzeit steht AMD nicht still und arbeitet zusammen mit den Backup-DXR-Treibern an der WinML- und DirectML-Unterstützung für ihre Karten. AMD-Risiko: Wenn sich die DLSS-Bemühungen von DXR oder NVIDIA schnell entwickeln, wird eine Funktionslücke zu einem viel größeren Problem.
Alles in allem ist die Veröffentlichung einer 7-nm-Gaming-GPU für Verbraucher derzeit ein sehr aggressiver Schritt. Besonders in einem frühen Stadium des Lebenszyklus dieses Prozesses. Aber AMD hat einfach keine Zeit zu warten und zu beobachten. Das einzige ernsthafte Hindernis für die Produktwerbung wird die Preisgestaltung sein: Die Kosten sollten für die Verbraucher akzeptabel sein.
Dies bringt uns zum heutigen Start. Mit einem Preis von 699 US-Dollar hat NVIDIA bereits die Preisgrenze gesenkt und über spezielle Geräte zur Beschleunigung der Strahlverfolgung und des maschinellen Lernens gesprochen. Für Radeon VII drehen sich die Bedingungen um 16 GB HBM2 und Werte für Semi-Profis und Ersteller von Inhalten. Alles was bleibt ist ihre Spieleleistung.
Unter der Haube von Vega 20: 7 nm GCN
Obwohl wir Vega 20 aufgrund der Veröffentlichung von Grafikkarten mit Serverqualität, den Radeon Instinct MI50 und MI60, bereits kennen, bedeutet der Eintritt dieses Chips in den Verbrauchermarkt die erste 7-nm-Spielekarte. Ein schneller Übergang zu einem niedrigeren Knoten - diesmal von 14 nm LPP GlobalFoundries auf 7 nm TSMC (CLN7FF) - war früher ein Markenzeichen von AMD / ATi, und AMD hat es mit der Veröffentlichung wieder eilig und bringt das Produkt so früh zum Verbraucher. In diesem Fall sind alle Attribute von Vega 20 eindeutig für Profis und Server gedacht, obwohl sie Vorteile für Spiele haben.
In der komplexen Geschichte von Radeon VII war Vegas Schicksal besonders mysteriös. Zunächst war die Vega 20 7nm GPU, die so früh den Weg zu den Verbrauchern fand, eine Überraschung. Obwohl AMD Vega 20 nur in Bezug auf Radeon Instinct-Produkte erwähnte - unter Bezugnahme auf seine zukünftige Navi-Architektur, wenn 7-nm-GPUs für Gamer erwähnt wurden - behauptet AMD nun, dass Radeon VII seit langem für den Verbrauchermarkt geplant ist. Vielleicht könnte das Gleiche über Vega bei 14 nm + / 12LP und die Vega 11-GPU (nicht zu verwechseln mit 11 Ryzen 2400G Vega-Computereinheiten) gesagt werden, obwohl dies angesichts der Art der Entwicklungen auf dem Gebiet der Halbleiter kaum ungewöhnlich ist.
Ehrlich gesagt war AMD seit dem Start von RX Vega, das seine Ziele nicht ganz erreicht hatte, etwas cool gegenüber Vega. Obwohl Radeon VII in gewisser Weise ein „Schrödinger-Chip“ ist, wirft es einige interessante Fragen zu 7 nm auf. Zum Beispiel hat AMD den Zeitpunkt der Probenahme und des Starts von Vega 20 bereits früher verzögert. Es stellt sich heraus, dass der Starttermin von Radeon VII der früheste ist, der für den Nachfolger von Radeon Instinct sein könnte. Darüber hinaus sind dies mit einer Matrixgröße von 331 mm2 keine kleinen mobilen SoCs, die wir bisher auf TSMC 7 nm gesehen haben. Die Vega 20-GPU wurde für computer- / ML-zentrierte Verbesserungen entwickelt, ist mit 4 HBM2-Stacks ausgestattet und auf einem ausgereiften und hochmodernen 7-nm-Knoten aufgebaut. Sie sieht nicht wie eine Karte aus, die bereit ist, ein gutes Angebot zu Verbraucherpreisen zu erstellen. Und doch geschah dies dank eines glücklichen Zufalls.
Vega 20 kombiniert die aktualisierte GCN 5-Architektur mit einer 7-nm-Prozesstechnologie mit 13,2 V pro 331 mm2 Transistoren (im Vergleich zu 12,5 V pro 496 mm2 für Vega 10). Wenn der Platz reduziert wird, werden in der Regel Platzersparnisse in mehr Transistoren reinvestiert. Für eine Gaming-Grafikkarte kann dies alles bedeuten, von mehr CUs und Funktionsblöcken bis hin zur Neugestaltung von Layouts und erweiterten Datenkanälen, um die Frequenztoleranz zu erhöhen. Letzteres sollte natürlich eine höhere Taktfrequenz liefern, und eine solche Wahl war ein wichtiger Bestandteil des Vega 10-Designs, bei dem eine erhebliche Anzahl von Transistoren verwendet wurde, um die erforderlichen Frequenzeigenschaften zu erreichen. In Kombination mit der Energieeffizienz einer kleineren Prozesseinheit kann der neue Chip diese höheren Taktfrequenzen empfangen, ohne zusätzlichen Strom zu verbrauchen.
Bei Vega 20 blieb der größte Teil des eingesparten Speicherplatzes jedoch unverändert: Der Chip verfügt über mehr freien Speicherplatz. Dafür gibt es mehrere Gründe, einige offensichtlich und andere nicht. Für einen großen Hochleistungs-Grafikprozessor auf einem fortschrittlichen 7-nm-Knoten zu Beginn des Lebenszyklus sind Entwicklung und Produktion zunächst sehr teuer. Und wahrscheinlich werden mit zunehmender Größe die Kosten erheblich steigen und die Rentabilität des Produkts sinken. Obwohl der 7-nm-TSMC-Prozess bisher nur in mobilen SoCs öffentlich gesehen wurde, scheint Vega 20 HPC-orientierte 7,5-T-Bibliotheken zu verwenden, im Gegensatz zur Verwendung von 6-T-Bibliotheken, die für mobile SoCs entwickelt wurden.
Noch wichtiger ist jedoch, dass Sie mit dem gesparten Speicherplatz zwei weitere HBM2-Stapel auf einem Zwischengerät ähnlicher Größe platzieren können. Für die aktuellen Generationsdichten und -fähigkeiten von HBM2 beträgt die Grenze für einen Dual-Stack-Chip 16 GB Speicher, wenn ein Paar 8-Hi-Stacks verwendet wird. Für die GPU auf Serverebene - insbesondere für maschinenorientiertes Lernen - ist jedoch eine Konfiguration mit vier Stapeln erforderlich, um 32 GB Speicher und einen breiteren 4096-Bit-Bus bereitzustellen. AMD hat eine solche Konfiguration für Vega 20 gewählt und veröffentlicht darüber hinaus Chip-Versionen mit 32 GB (8-Hi) und 16 GB (4-Hi).
Die Radeon VII verwendet wiederum einen dieser 16-GB-Chips. Es ist zu beachten, dass dies nicht die erste 16-Gigabyte-Vega-Karte von AMD ist - sie haben bereits eine Karte mit dieser Speichermenge veröffentlicht. Es war eine spezialisierte Vega Frontier Edition, aber nach ihrer Pensionierung ist dies die erste Veröffentlichung einer 16-GB-Grafikkarte in der AMD Vega-Reihe.
Die Ausstattung einer Consumer-Karte mit 16 GB Speicher ist ein Glücksspiel von AMD. Und ich vermute, dies ist einer der Gründe, warum AMD mit Radeon VII einen Teil des Marktes für professionelle Visualisierung erobern möchte. Wenn es um die Verwendung einer Workstation und die Erstellung von Inhalten geht, ist eine große Menge an VRAM einfach zu verkaufen, da es bereits Aufgaben gibt, die all dieses VRAM und mehr verwenden können. Für Spiele ist dies jedoch nicht der vernünftigste Vorschlag, da für Spiele festere Anforderungen an VRAM gelten und es bisher keine so großen Karten gab und die Entwickler die 16-GB-Videospeicherressource noch nicht verwendet haben. Auf der anderen Seite kann die laute Aussage „Diese Karte hat mehr als genug Videospeicher“ ernsthafte Auswirkungen auf den Umsatz haben, und 2019 sollte die Flaggschiff-Grafikkarte für Gamer diesen Betrag ohnehin haben.
Zurück zum Vega 20-Design: Ein weiterer Schritt von AMD zur Reduzierung der Entwicklungskomplexität und der Kosten von 7 nm besteht darin, die bereits bekannte Architektur beizubehalten. AMD fügte im Vergleich zu Vega 10 kleinere Optimierungen hinzu, wagte jedoch keine ernsthafte Neugestaltung. Im Wesentlichen ist dies die Logik des Tick-Schritts von Intels bekannter Tick-Tack-Strategie.
Tatsächlich ist Vega 20 ein so direkter Nachfolger von Vega 10, dass neben der Anzahl der Speichercontroller auch die Anzahl der anderen Funktionsblöcke gleich ist. Die GPU kombiniert 64 CUs und 256 Textureinheiten, unterteilt in 4 Shader Engine, sowie 64 ROP- und AMD-GPUs.
(Ich muss hinzufügen, dass AMD nach meinem Plan auch das Problem der Skalierung der Shader-Engine sorgfältig vermeidet. Die Art der Einschränkung der 4-Shader-Engine in den letzten Jahren ist unklar geblieben, aber bei Vega gab es Hinweise darauf, diese Grenzen mit einem verbesserten Lastausgleich mithilfe von „intelligent“ zu überschreiten Workgroup Distributors “(IWD). Unabhängig davon ist das Einrichten und Neugestalten einer ausgewogenen 4+ SE-Konfiguration eine entmutigende Aufgabe, und es macht keinen Sinn, wenn AMD grundlegende Änderungen an GCN plant.)
Auf architektonischer Ebene ist Vega 20 also ein rein evolutionäres Design. In Anbetracht des oben Gesagten liegt jedoch etwas mehr „Evolution“ darin, als nur die technologische Einheit zu reduzieren. Die Kombination dieser Verbesserungen bedeutet, dass der Vega 20 in der Praxis etwas schneller sein sollte als der Vega 10, wenn er mit der gleichen Taktrate läuft.
Die bemerkenswerteste Verbesserung ist hier die zusätzliche Speicherbandbreite; doppelt so viel auf ROP, Textureinheit und ALU als auf Vega 10. Dies ist besonders gut für ROPs, die traditionell viel Bandbreite benötigen. AMD hat hier einige Verbesserungen an der Core Fabric vorgenommen, die (unter anderem) den Speicher mit ROP verbindet. Leider möchte AMD diese Verbesserungen nicht offenlegen, sondern nur bestätigen, dass sich zwischen ihnen keine Änderungen im Cache befinden.
Ein weiterer Teil des Puzzles besteht darin, dass AMD neue Anweisungen und Datentypen hinzugefügt hat, die in einigen Fällen das maschinelle Lernen beschleunigen. AMD hat uns nicht die vollständigen Informationen zur Verfügung gestellt, aber im Allgemeinen wissen wir, dass sie die Datentypen INT8 und INT4 unterstützen, die für Ausgabeskripte mit geringer Genauigkeit nützlich sind. AMD fügte auch das Skalarprodukt FP16 hinzu, das als Ergebnis von FP32 gespeichert wird. Dies ist ein ziemlich spezifisches Szenario, das für einige Algorithmen für maschinelles Lernen nützlich ist, da es eine höhere Genauigkeit des Ergebnisses bietet als das Skalarprodukt FP16-in / FP16-out.
In Bezug auf Datentypen hat AMD auch die Leistung von FP64 für Vega 20 erheblich gesteigert. Als grundlegende Architektur können Sie mit GCN GPUs mit Geschwindigkeiten von 1/2 bis 1/16 der Geschwindigkeit von FP32 erstellen. 1/16. , - , 1/4 1/2. Vega 20, , ½ FP64 AMD Hawaii 2013 . , , FP32 Vega 10 , FP64- : , 8x RX Vega 64 (). , , Radeon VII — 1/4 — .
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