AMD Polaris: primi dettagli sulla nuova architettura

Qualche settimana fa il capo del Radeon Technologies Group, Raja Koduri, postò uno strano tweet in cui faceva menzione a qualcosa di "astronomico". Di conseguenza, alcuni rumour indirizzati alla presunta nuova architettura di Advanced Micro Devices - nome in codice "Polaris" - si sono immediatamente diffusi sulla rete. Ebbene, queste voci sono state confermate dall'azienda stessa, che ha sfruttato il teatro del Consumer Electronics Show (CES) 2016 - che si sta tenendo in questi giorni a Las Vegas - per presentare ufficialmente la nuova microarchittetura, che accompagnerà le nuove schede grafiche della casa di Sunnyvale. AMD ha messo in mostra alcune delle potenzialità di Polaris, come il supporto ai nuovi monitor HDR e tanto altro. La società si è posta l'obiettivo di alzare drasticamente le performance generate da ogni watt consumato, e ha dimostrato già di saperci fare a riguardo con la Radeon R9 Nano. Il CEO e presidente di AMD, Lisa Su, ha così affermato in merito: "L'architettura Polaris mostra importanti miglioramenti in termini di prestazioni, efficienza energetica e nuove funzionalità. Il 2016 sembra un anno molto promettente per i fan della tecnologia Radeon grazie alla nuova architettura Polaris, al Radeon Software Crimson Edition, e tutta una serie di altre innovazioni che il nostro Radeon Technology Group ha già in cantiere".

Polaris e i 16nm FinFET

Le schede grafiche non sono più quelle di una volta, cioè semplici chip che si limitano a elaborare e processare le informazioni dei motori grafici. Esse sono diventate molto più complesse e in grado di svolgere i task più svariati, il tutto con un occhio di riguarda all'efficienza energetica.
Fino a questo momento AMD non ha brillato in questo campo, ma con l'architettura Polaris tutto potrebbe cambiare. Si tratta della quarta incarnazione dell'architettura Graphics Core Next (GCN 4.0), che sarà a questo step costruita a 16 nm, utilizzando il nuovo processo produttivo FinFET. Esso garantisce senza dubbio più efficienza, grazie al restringimento dell'area occupata dal singolo transistor. La società ha detto che Polaris offre "uno step storico nelle performance-per-watt delle schede grafiche AMD".
Ma da dove nasce il nome che la società americana ha dato alla nuova architettura? Essendo un design incentrato sull'efficienza energetica, AMD ha fatto riferimento alle stelle e, nello specifico, a quella più luminosa visibile dal pianeta Terra. Le stelle sono, appunto, i più efficienti generatori di protoni nell'universo.
Ricordiamo che nel 2005 le schede grafiche di Advanced Micro Devices erano prodotte a 90 nm, passando per gli 80 nm del 2006, i 65 e i 55 nm del 2007 e i 40 nm del 2009. In realtà è da un po' che non si compie un'opera di miniaturizzazione, considerato che l'ultima risale addirittura al 2011, anno in cui AMD presentò per la prima volta schede video a 28nm. Da quel momento in poi c'è stato il nulla assoluto, ma fortunatamente il 2016 dovrebbe far compiere un buon salto di qualità in merito.
Il processo produttivo FinFET è capace essenzialmente di mettere a disposizione dei transistor che non sono più planari, ma 3D. Questi mostrano una dispersione molto minore rispetto alle controparti planari, e ciò si tradurrà effettivamente in consumi più limitati, sia nello stato idle che sotto carico. I transistor FinFET hanno inoltre la capacità di cambiare stato più velocemente e le frequenze di clock potranno quindi scalare di conseguenza.
La maggior parte dei blocchi fondamentali di Polaris sono totalmente nuovi, incluso il Memory Controller (considerate le nuove memorie che caratterizzeranno il 2016), il Command Processor, la cache L2 e il Display Engine. Purtroppo, l'azienda non è andata oltre e nessun dettaglio tecnico è stato svelato a riguardo.

Gli elementi chiave di Polaris

AMD ha promesso che l'architettura GCN 4.0 innalzerà tantissimo l'efficienza energetica dei chip su di essa basati. Per fare un esempio pratico, in media attualmente sono necessari circa 140W di potenza per gestire il 1080p a 60 frames per secondo su Star Wars Battlefront, presa come riferimento una NVIDIA GeForce GTX 950. Polaris ha invece dimostrato che può ottenere lo stesso, ma con un consumo di soli 86W. AMD ha promesso che man mano che passerà il tempo tenterà di portare i watt necessari ancora più in basso.
Altri aspetti degni di nota riguardano:
- Primitive Discard Accelerator, che probabilmente permetterà il supporto delle nuove features delle DirectX 12, come Conservative Rasterization;
- Instruction Pre-Fetch, una tecnologia implementata a lungo nelle CPU e che permette di migliorare le performance riducendo i colli di bottiglia e i tempi di attesa non strettamente necessari;
- Migliorata efficienza degli shaders;
- Compressione della memoria.
E' da segnalare però che l'Instruction Pre-Fetch non è proprio una nuova aggiunta sulle schede grafiche, in quanto le architetture correnti lo supportano ma con implementazioni un po' differenti. Queste sono molto limitate all'atto pratico, e non riescono ad ottenere i vantaggi dell'Instruction Pre-Fetch vero e proprio. Siamo quindi contenti che AMD concederà supporto a questa tecnologia, altro esempio di come le schede grafiche stiano incrementando la propria complessità.
Le GPU Polaris permetteranno di utilizzare display HDMI 2.0 e offriranno supporto alla prossima generazione di DisplayPort, la versione 1.3. Infine, avranno la possibilità di usare la decodifica H.265 per il 4K a 60 FPS.