AMD minulý měsíc odhalilo AI akcelerátory Instinct MI455X, které jsou založené na GPU architektuře CDNA 5. Význam to má i mimo oblast umělé inteligence a serverů, protože CDNA 5 už je příbuzná s architekturou RDNA 5, která přijde v příští generaci herních GPU Radeon. Podíváme se na to, co o RDNA 5 nové Instincty prozrazují a co dál o této grafické architektuře prosáklo ven. Zahrnuje to například jednu změnu, která na první pohled zaráží.
Už dříve se objevily informace, že AMD plánuje přiblížit či sjednotit linie GPU architektur CDNA a RDNA (možná pod označením UDNA). To se teď podle všeho potvrdilo – AMD provedlo „rebasing“ výpočetních GPU na základě architektury z herních GPU a CDNA 5 teď evidentně vychází z architektur linie RDNA. Už by zřejmě měla reflektovat i změny, které do herních GPU přijdou po nyní prodávané architektuře RDNA 4.
WGP místo CU
První změnou, která bude hodně viditelná na specifikacích, je to, že dnešní základní blok v podobě výpočetních jednotek CU se 64 shadery možná zmizí. GPU s architekturami linie RDNA od počátku měly tyto CU vždy sdružené po dvou do větších jednotek pojmenovaných WGP (WorkGroup Processor).
Zdá se, že s CDNA 5 a potenciálně i s RDNA 5 dojde k definitivnímu sloučení CU do WGP. Takové GPU by pak mělo základní jednotky se 128 shadery na jeden WGP (který by asi mohl být přejmenován na CU, to uvidíme).
Toto asi může zkomplikovat interpretaci uniklých parametrů GPU. Bude důležité rozlišovat, zda se počtem výpočetních jednotek v čipech RDNA 5 myslí počet WGP se 128 shadery, nebo CU s 64 shadery. I po té to změně ale je WGP tvořen z jednotek SIMD32 jako předchozí architektury RDNA, jen jsou tyto SIMD32 (SIMD jednotky s 32 „pruhy“) čtyři na 1 WGP místo dvou na 1 CU.
To, že CDNA 5 je odvozená od architektur RDNA, je samozřejmě velká změna v tom, že předchozí CDNA 1 až 4 kvůli svému evolučnímu vývoji z architektur GCN používaly SIMD16 jednotky, ale wave64 wavefront (šířku operací, které GPU zpracovává; každá tedy potřebovala k dokončení čtyři cykly po sobě). Místo toho má teď GPU jednotky SIMD32 a zpracovává wavefronty stejné šířky (wave32) v jednom cyklu. V případě RDNA 5 oproti RDNA 4 to samozřejmě změna nebude, jelikož jde právě o rys existující v RDNA od začátku. Možná až na to, že CDNA 5 vůbec nepodporuje wave64, zatímco dosavadní architektury RDNA ano (zda RDNA 5 podporu také odstraní, nebo zachová kompatibilitu, uvidíme).
Změny v L0 cache
Sjednocení dvou CU do jednoho WGP provází v CDNA 5 ta změna, že všechny jednotky SIMD32 ve WGP mají přístup do jedné sdílené L0 vektorové cache. V RDNA 1 až 4 byla tato cache sdílená jen v rámci jedné CU.
CDNA 5 obsahuje také další změnu v L0 cache. Ta má nyní 448 KB na jeden WGP (jmenuje se také WGP cache). Tato cache ale současně pokrývá funkci sdílené lokální paměti pro předávání dat mezi zpracovávanými vlákny (LDS, local data share), kterou v předchozích architekturách poskytovala oddělená datová struktura. Wavefronty zpracovávané na jednotkách GPU si mohou vybrat, jak tuto kapacitu rozdělí mezi cache a LDS. Tak to už hodně dlouho dělají GPU od Intelu a Nvidie a architektura AMD se touto změnou přiblíží víc k jejich režimu práce (zatímco nyní, včetně RDNA 4 a CDNA 4, se liší tím, že používá fixní oddělené bloky těchto pamětí). Wavefront může z celkové kapacity pro LDS vyhradit až 320 KB, zatímco u RDNA 4 je LDS pouze 64 KB.
U architektury CDNA 5 také mimochodem může jedna wavefront adresovat až 1024 obecných registrů proti 256 u předchozích architektur RDNA. Podobné změny se mohou objevit i v RDNA 5, ale přesné kapacity cache a počty registrů se asi mohou u herní verze proti CDNA 5 lišit.
RIP Infinity Cache?
Poměrně překvapivé může být, že AMD podle všeho opouští Infinity Cache v její současné podobě. Tato inovace hodně pozvedla výkon grafik Radeon RX 6000, které dokázaly s výrazně užšími sběrnicemi pamětí konkurovat tehdejším kartám Nvidie (GeForce RTX 3000). Infinity Cache je L3 cache s vysokou kapacitou a propustností, která vykryje velkou část nejčastějších přístupů do grafické paměti, takže GPU podává stejný výkon při výrazně menší propustnosti VRAM, než jakou by jinak potřebovalo.
GPU s architekturou CDNA 5 ale Infinity Cache vůbec nepoužívají a vlastně nemají žádnou L3 cache. A zdá se, že stejné to bude u GPU na bázi RDNA 5. Místo toho budou používat jen globální L2 cache (označenou GL2), zřejmě ale v menších kapacitách. Podle dříve uniklých specifikací by například GPU AT2, představující snad následníka Navi 48 v Radeonech 9070 XT, mělo mít jen 24 MB L2 cache, zatímco Navi 48 má 64 MB navíc k 8MB L2 cache. A v generaci Radeon RX 6000 dokonce odpovídající čip Navi 21 měl slavnou 128MB Infinity Cache (a 4MB L2).
- Více: Unikly specifikace RDNA 5 GPU. Radeony RX 10000 zpět v highendu?
- Více: Detaily levnějších grafik RDNA 5: Přejdou Radeony na LPDDR6?
Toto však nejspíš neznamená, že by se Infinity Cache neosvědčila. To, že herní GPU profitují z větší cache, se obecně potvrdilo, i Nvidia od té doby zvětšila L2 cache ve svých GPU. RDNA 5 nejspíš pouze funkci Infinity Cache nahradí pomocí L2 cache, což může být efektivnější po stránce velikosti zabrané plochy na čipu. Zdá se, že tato L2 cache v RDNA 5/CDNA 5 bude prioritizovat vyšší výkon před vyšší kapacitou (která je „drahá“ právě kvůli spotřebované ploše čipu). A to, že s menší kapacitou bude „hit rate“ horší, asi bude kompenzováno vylepšenou politikou této cache, aby byla účinněji vybírána data, která se v cache ponechají a tím se maximalizoval užitek z omezené kapacity.
Podle některých dalších úniků by například PlayStation 6 měla mít GPU s 52 CU s pouze 10 MB GL2 (a žádnou Infinity Cache). To doufejme znamená, že efektivita GL2 je tak vysoká, že to stačí, a ne pouze to, že Sony a AMD přespříliš šetřili.
RDNA 5 vyjde až příští rok
RDNA 5 bude proti RDNA 4 přinášet určitě velké množství dalších změn, ne o všech se logicky dozvíme takto předem. A ne u všech změn, které jsou už známé v CDNA 5, je jasné, zda budou mít na herní výkon velký vliv či zda se vůbec objeví v RDNA 5.
CDNA 5 je dost možná spíš někde na půl cesty mezi RDNA 4 a RDNA 5, než že by šlo přímo o derivát RDNA 5, a nová generace herních GPU Radeon založených na RDNA 5 je nejspíš stále relativně daleko od vydání. Uniklé informace doteď uváděly, že by se mohla začít prodávat nejdříve někdy okolo poloviny roku 2027 a možná až v jeho druhé polovině, ne-li později.
Zdroje: Chips and Cheese, Moore’s Law is Dead
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
Od začátku jsem si říkal, jak taková cache ovlivní výtěžnost. Tak snad nás čeká i zajímavější cenová politika.