AMD UDNA: Next-gen architektura GPU spojí grafiku i akceleraci AI

Pomalu by se mělo blížit vydání nové generace grafik od AMD s architekturou RDNA 4. Firma teď potvrdila již déle neoficiálně kolující informaci, že v této generaci nebudou vydány nejvyšší highendové modely a bude pokrývat jen část výkonové a cenové hierarchie. Také ale byly poodhaleny dlouhodobé plány vývoje architektur GPU Radeon a Instinct. Zdá se, že by mohlo dojít k podobně významné změně, jako byl přechod z linie GCN na RDNA.

Web Tom’s Hardware měl možnost v Německu během veletrhu IFA 2024 mluvit s Jackem Huynhem, senior viceprezidentem a generálním ředitelem divize Computing and Graphics v AMD. V tomto rozhovoru zaznělo, že AMD „deprioritizuje“ highendové grafiky ve prospěch mainstreamových.

Toto prohlášení je ale asi třeba brát v tom kontextu, že AMD v podstatě hledá způsob, jakým co nejméně nelichotivě prezentovat skutečnost, která nastala. Pravděpodobně nejde o trvalou změnu strategie, a dost možná ani tak o změnu strategie, jako o důsledek interního vývoje produktů. Podle neoficiálních informací původně RDNA 4 highendové modely mít měla, ale byly zrušené. A je možné či spíš pravděpodobné, že jejich zrušení nebylo záměrné, ale vynucené kvůli technickým překážkám nebo problémům s jejich složitou čipletovou konstrukcí. Tedy nikoliv proto, že by se AMD rozhodlo tuto část trhu opustit. Toto je tedy třeba mít na paměti při analyzování dotyčných prohlášení.

Nová architektura UDNA

Co je ale na rozhovorech Tom’s Hardware zajímavější, je druhá informace, která už je novinkou. Podle Huynha AMD chystá unifikaci současné linie výpočetních GPU akcelerátorů, jako je Instinct MI300X, a herních grafik Radeon. Ty v současné době používají své vlastní architektury, které nesdílejí stejný základ. Zatímco v Radeonech jsou architektury linie RDNA (která začala v roce 2019 s grafikami Radeon RX 5000), v GPU pro HPC výpočty a umělou inteligenci jsou architektury označované CDNA, CDNA 2, CDNA 3 a tak dále, zvlášť uzpůsobené pro tyto oblasti (C znamená Compute).

V budoucnu ale obě tyto separátní linie má nahradit jedna jediná, kterou teď AMD pracovně označuje jako UDNA (U by patrně mohlo znamenat „Unified“ nebo „Universal“). Na této architektuře budou založené jak grafické karty (a integrované grafiky) Radeon, tak AI akcelerátory Instinct.

Není úplně jasné, zda to znamená přechod ze současné architektury RDNA (respektive jejích různých generací) a zda tato architektura UDNA bude úplně nová. Je možné, že půjde o vývojového následníka RDNA, jen se jeho působnost rozšíří to výpočetní oblasti – pod jménem UDNA by pak šlo o nahrazení dnešní linie CDNA architekturou vycházející ze základu RDNA.

CDNA je v portfoliu AMD vývojově starší, i když oznámena byla až po RDNA v roce 2020 a poprvé byla v akcelerátoru Instinct MI100. Jde nicméně o vývojového pokračovatele předešlých architektur GCN, Polaris a Vega, což je zřejmé v organizaci architektury vycházející z GCN, jež používá SIMD operace Wave64 na SIMD16 jednotkami (tedy zpracovávanými v několika průchodech). V kontrastu k tomu RDNA přešla primárně na užší operace Wave32 nad jednotkami SIMD32, což umožňuje jejich odbavení v jednom průchodu. RDNA nebyla z počátku patrně tak dobře připravená pro výpočetní využití, takže pro rozjezd výpočetních GPU Instinct AMD zvolilo strategii pokračovat ve vývoji architektury Vega.

Opětovná unifikace by tak měla být i projevem zrání a škálování nyní „jen herních“ GPU architektury RDNA. Mělo by to mít i tu výhodu, že při vývoji GPU aplikací budou vývojáři moci používat běžný spotřebitelský hardware včetně grafik, které budou moci mít v notebooku, před nasazením kódu v datacentrech a cloudu na velkých akcelerátorech Instinct.

Spojení pod jednu architekturu by mohlo přes to, že se ztratí určité výhody ze specializace, mít přínosy pro výkon. A to proto, že společná architektura bude moci dostat více prostředků na vývoj a optimalizaci – zlepšení, která vyvinou inženýři na jedné straně, se promítnou i na tu druhou.

Ona unifikovanost asi neznamená, že mezi výpočetní a herní verzí nebude žádný rozdíl. Podobně jako u Nvidie například při použití UDNA v akcelerátorech AI mohou být odebrány jednotky pro akceleraci ray tracingu nebo další bloky s fixní grafickou funkcí. U herních grafik zase může být eliminována podpora pro výpočty s dvojitou přesností (FP64). Nicméně bude toho dosaženo úpravou stejné výchozí architektury a obě varianty budou moci být obsluhované stejným softwarovým „stackem“.

Kdy UDNA vyjde, není známo

UDNA je potenciálně důležitá zpráva, ale reálné dopady z ní možná přijdou až v poměrně vzdálené budoucnosti. AMD neuvádí, kdy by ke sjednocení GPU na architekturu UDNA mělo dojít. Na jednom místě v rozhovoru ovšem vedle sebe jsou položeny hypotetické sekvence architektur RDNA 4, RDNA 5 a RDNA 6 a proti nim UDNA 5 a UDNA 6. Pokud tato číslo nejsou vyloženě jen pro ilustraci (což nelze vyloučit), tak by k přechodu mohlo dojít po RDNA 4, tedy v architektuře, kterou jsme doteď vyhlíželi jako RDNA 5. Ta podle drbů prý má být výrazně inovovaná, takže by mohla být dobrým základem pro tuto změnu strategie. Možná ale tato operace nastane až o generaci dál s RDNA 6 / UDNA 6. AMD možná ještě samo nemá jasno, nebo zatím nechce skutečný plán prozradit.

Je třeba říct, že tato koncepce s UDNA by byla blíž tomu, jak pracuje s architekturou Nvidia. Ta v příští generaci uvede architekturu Blackwell, která má pokrývat jak výpočetní (AI) GPU, tak herní grafiky GeForce. Firma sice v některých generacích (a dokonce se zdá, že dost pravidelně vždy ob jednu generaci) provádí rozštěpení architektury (Volta a Turing, Lovelace a Hopper), ale není to vlastně asi takový rozdíl proti unifikovaným architekturám Pascal, Ampere a Blackwell. U nich totiž také jsou mezi výpočetní a herní verzí rozdíly, jen se to neodráží ve změněném pojmenování.

Důležité zde ale asi je to, že i ty rozštěpené architektury jsou koncepčně podobné a příbuzné, což přináší výhody v kompatibilitě, zatímco u AMD je nyní mezi linií RDNA a CDNA výrazně větší odlišnost.

I AMD ovšem v minulosti před příchodem RDNA mělo celé portfolio založené na jedné architektuře. Do značné míry to tedy bude i návrat k vlastní dřívější koncepci.

English translation and edit by Jozef Dudáš

Zdroj: Tom’s Hardware

Jan Olšan, redaktor Cnews.cz

⠀