AMD ukázalo roadmapu grafických architektur
AMD ve čtvrtek pořádalo konferenci Financial Analyst Day 2022, kde představilo budoucí plány – už jsme psali o tom, co firma řekla k procesorům s architekturou Zen 4, které vyjdou letos, k Zenu 5, který vyjde v roce 2024, a k roadmapě procesorů (Ryzenů 7000 a 8000 pro notebooky i desktop, Epyců 7004 a 7005). Vedle toho byl představen i plán GPU s budoucí architekturou RDNA 4 a něco ke grafikám s architekturou RDNA 3, které vyjdou letos.
RDNA 3: čiplety a 5nm proces potvrzené
AMD potvrdilo, že GPU s architekturou RDNA 3 budou používat 5nm výrobní proces, což má být jeden ze zdrojů jejich zlepšené energetické efektivity. Podle předchozích zpráv by nižší modely (GPU Navi 33) mohly být 6nm, což zde firma nezmiňuje, ale asi to není vyloučeno.
Explicitní potvrzení 5nm procesu by mělo znamenat, že jde o technologii N5 nebo N5P (od TSMC). U konkurenčních nových GPU Nvidie se dlouho také hovořilo o 5nm procesu, ale firma nakonec oznámila, že výpočetní GPU Hopper je 4nm, takže její herní GPU Lovelace by také mohla mít již 4nm proces. Ten je derivátem 5nm technologie (Nvidia používá na míru upravenou variantu „4N“, těžko říct, zda je spíš odvozená z procesu N4, nebo N5/N5P), a není tedy proti ní nějakou revolucí. Ale může přinést několikaprocentní zlepšení v energetické efektivitě nebo výkonu.
AMD teď vedle toho potvrdilo, že čipy používají „pokročilé čipletové pouzdření“, takže nepůjde o monolitický kus křemíku, ale o spojení několika čipletů. Zatím není jasné, co přesně se tím míní. Dříve se předpokládalo, že samotné výpočetní jednotky budou ve více kusech křemíku (takže by vznikl takový „GPU Threadripper“). Ale také je možné, že výpočetní část bude monolit a AMD by mohlo ve formě extra čipletů na základní čip osazovat cache navíc, jako to letos začalo dělat u procesorů s 3D V-Cache. Asi by pak byla použitá technologie Direct Bonding. Na potvrzení toho, jak přesně budou čiplety použité, si ale budeme muset počkat.
Nová architektura výpočetních jednotek, nová Infinity Cache
Architektura RDNA 3 nebude jen převod RDNA 2 na menší výrobní proces, možná by mohlo jít i o větší architektonickou změnu, než byla RDNA 2 vůči první generaci RDNA. V prezentaci se uvádí, že v RDNA 3 byly překopána architektura samotných výpočetních jednotek, tedy základního bloku GPU s shaderovými jednotkami, texturovacími jednotkami a také Ray Acceleratory pro výpočty raytracingových efektů ve hrách. Nejsou k tomu sdělené další podrobnosti, ale toto by byla zásadní změna a je možné, že to významně ovlivní „IPC“ (tedy výkon GPU při daném počtu výpočetních jednotek a při určité stejné frekvenci).
AMD uvádí, že by celkově měla být optimalizována „grafická pipeline“, takže by asi mohly být další změny i v ostatních fixních jednotkách, jako jsou ROP či geometrické jednotky. Opět nejsou zmíněné nějaké podrobnosti, ale mohlo by to slibovat, že RDNA 3 představuje věší architektonický pokrok.
AMD také potvrdilo, že GPU architektury RDNA 3 budou používat technologii Infinity Cache, tedy velkou mezipaměť přímo v GPU, která zvyšuje energetickou efektivitu a výkon díky tomu, že se výrazně zlepší efektivní propustnost paměťového subsystému, protože značnou část nejvíce používaných dat má GPU v této cache a nemusí je načítat z paměti GDDR6 či GDDR6X. V architektuře RDNA 3 má být Infinity Cache „nové generace“, což snad znamená lepší schopnosti (kapacitu, výkon).
O >50 % lepší energetická efektivita
Výsledkem těchto zlepšení a 5nm výroby má být, že GPU architektury RDNA 3 dosáhnou mnohem vyššího výkonu při stejné spotřebě jako RDNA 2, nebo stejný výkon při výrazně nižší spotřebě. Poměr výkonu a spotřeby se mé údajně zlepšit o víc než 50 %. Prý má být „vedoucí“ v oboru, ale to neznamená nutně, že bude vyšší než u konkurence.
Přesnější číslo si zatím firma nechala pro sebe a je možné, že ještě není známo, protože nyní možná existují teprve jen ES vzorky GPU – podle leakerů je výroba o pár týdnů pozadu za výrobou procesorů Zen 4, takže kvalifikační vzorky s finálními parametry možná teprve dorazí. A také asi pokračují optimalizace softwarové vrstvy.
Tato čísla udávající energetickou efektivitu jsou u grafik každopádně hrubě orientační, protože velmi závisí na tom, co si vyberete za srovnání, některé karty v rámci stejné generace jsou totiž nastavené mnohem méně efektivně (příklad: GeForce RTX 3070 versus 3070 Ti, nebo RTX 3090 versus 3090 Ti). Zatím tedy asi nelze dělat nějakou předpověď ve stylu, že teoretický budoucí Radeon RX 7900 XT s architekturou RDNA 3 by měl 150 % výkonu modelu RX 6900 XT, nebo dvouačtvrtnásobek jeho výkonu, pokud by zároveň zvýšil spotřebu na 450 W (o 50 %).
AMD také v prezentaci zmiňuje, že tato nová GPU budou mít vylepšenou multimediální podporu (neoficiální úniky naznačují, že je šance na hardwarový enkodér AV1) a že se nějak zlepší celková „systémová efektivita“. Před nedávnem Robert Hallock z AMD naznačil, že firma možná uvažuje o nasazení technologie přepínání grafik v desktopu vzhledem k tomu, že Ryzeny 7000 budou mít integrované GPU. Pak by v herních počítačích výkonná GPU mohla být mimo hraní vypnutá a aktivovat se jen tehdy, když se spustí program náročný na GPU, jako v noteboocích. Výsledkem by byla zlepšená spotřeba v nečinnosti. Ale není potvrzené, že se toto opravdu už v příští generaci GPU a procesorů chystá.
Roadmapa: RDNA 4 v roce 2024
Vedle roadmap CPU a APU byla ukázána také roadmapa budoucích architektur, v níž je kromě letošní RDNA 3 už také následník. To bude architektura pojmenovaná RDNA 4, a dokonce i jednotlivá GPU se mají jmenovat „Navi 4x“ (takže například Navi 41, Navi 42). Ve jménech tedy moc překvapení není.
Tato architektura by měla vyjít v roce 2024, alespoň tedy máme podchyceno, kdy se uskuteční další velká generační obměna. AMD, zdá se, opět dodrží dvouletý interval, který byl poslední dekádu standardem i pro Nvidii.
Zatím nebyly prozrazené podrobnosti těchto GPU. Víme jen, že výrobní proces již nebude 5nm, AMD ho označuje „Advanced Node“, což soudě podle roadmap procesorů (Zen 5) může být buď 3nm proces, nebo ještě jen 4nm. Možná, že zatím není rozhodnuto o technologii a bude záviset na tom, v jaké kondici 3nm proces TSMC odstartuje – pokud by se zdálo, že bude trpět problémy, může asi v určitém momentě AMD přehodit výhybku a navrhnout novou generaci GPU pro 4nm proces. Toto by mohlo potkat Zen 5, případně některé procesory této architektury mohou být 3nm a některé jen 4nm.
U čipů (nebo čipletových komplexů) GPU ale pravděpodobně je nižší šance, že k tomuto dojde, respektive je vyšší šance, že budou vyrobené 3nm technologií. Vysoké pokroky ve výkonu požadované od nových generací grafik totiž bývají hodně závislé na zlepšené energetické efektivitě nových procesů. Podobně důležitá by ovšem také mohla být otázka, zda AMD opět použije výrobní proces TSMC nebo Samsungu, protože aktuálně jsou stejně číslované procesy TSMC výrazně lepší (byť nevíme, zda to bude platit i u 3nm technologie, na níž Samsung nasadí nové tranzistory GAAFET, ale TSMC ne). A zatím nevíme, čí proces AMD zvolí, byť změna dodavatele je asi méně pravděpodobná než kontinuita.
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀