AMD Vega: la nuova generazione di GPU in mostra al CES

AMD ha diffuso le prime specifiche dell'architettura Vega, con alcuni spunti interessanti ma senza mostrare alcun prodotto finito.

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Daniele Vergara Daniele Vergara viene alla vita con un chip Intel 486 impiantato nel cervello, a mo' di coprocessore. E' più che entusiasta di tutto ciò che riguarda la tecnologia intera e i videogames, con un occhio di riguardo verso l'hardware PC e l'overclocking. D'inverno ama snowboardare, macinando km e km di piste. Lo trovate su Facebook, Twitter e Google+.

AMD ha finalmente tolto i veli all'architettura Vega, nata per impostare nuove soglie prestazionali e dare vita alla prossima generazione di schede grafiche high-end della famiglia Radeon. Il design, il cui nome deriva dalla più luminosa stella nei dintorni del Sole, è basato su processo produttivo a 14 nanometri e rappresenta il più significativo passo in avanti per la compagnia in metà decade.
La società ha originariamente introdotto l'architettura GCN, Graphics Core Next, nel 2011, con la famiglia di schede grafiche HD 7000. Da allora, GCN è arrivata sui desktop e sui prodotti mobili, sulle soluzioni professionali e su ogni console da gioco di Sony e Microsoft. Questo ha permesso al design di diventare uno standard tra gli sviluppatori di giochi in tutto il mondo.
Sin dall'introduzione di Graphics Core Next, AMD ha seguito una routine di aggiornamento e di tweaking delle sue GPU, tentando di migliorare il tutto di anno in anno. Secondo le parole dell'azienda, Vega possiede un gap prestazionale enorme rispetto all'architettura precedente, rappresentata dai core Fiji, per un salto in avanti nelle performance che speriamo di vedere il prima possibile.

Potenza a servizio della computer grafica

L'architettura Vega si mantiene sulla stessa base delle scorse iterazioni, ma il blocco base del design - cioè la compute unit - è totalmente nuova. Questo la rende un po' differente da tutto il resto delle architetture Graphics Core Next: cosa c'è quindi all'interno di Vega? Di fianco alle riprogettate Compute Unit abbiamo un nuovo pixel engine e un nuovo geometry engine. La cache ed i sottosistemi di render-back-end sono stati completamente ridisegnati. La più grossa (e chiacchierata) novità del design non è però legata alle unità di calcolo o al memory sub-system, ma piuttosto alle High Bandwidth Memory di seconda generazione, che andranno a sostiture le HBM viste sulle vecchie schede Fury. Le HBM2 forniscono il doppio della larghezza di banda per singolo pin, grazie a delle frequenze operative più elevate se comparate rispetto alle HBM "classiche". Ogni stack di chip può poi offrire circa otto volte la capacità di un singolo HBM, aumentando così le capacità di immagazzinamento dati di questo standard.

Più nel dettaglio di Vega

Il design del sottosistema di cache e, più in generale, di memoria, è qualcosa di più unico che raro: l'architettura adesso possede un singolo "High Bandwidth Cache Controller", che gestisce direttamente i dati che fluiscono all'interno e all'esterno della cache di secondo livello e delle HBM2. In merito a queste ultime, AMD ha sfruttato le loro ultime tecnologie per prevedere all'interno della circuiteria di memoria un pool condiviso di dati, che assume un ruolo molto simile a quello di una cache L3 di un processore. L'High Bandwidth Cache Controller è quindi una sorta di "cervello" indipendente dalla CPU stessa, che tenta di ridurre la latenza di accesso alla memoria, di migliorare l'efficienza energetica e di agevolare un movimento più fluido di informazioni da a verso le HBM2.
Altra particolarità delle memorie è che queste non sono vicine alla GPU, come accade di consueto: ciò consente uno spazio di indirizzazione virtuale di ben 512 TB, che però è attualmente piuttosto sovrastimato rispetto alle capacità di memoria fisiche a bordo delle schede grafiche.

Le Next Generation Compute Unit (NCU)

Le nuove unità di calcolo sono state progettate per eseguire più istruzioni per ciclo di clock e per operare a frequenze più sostenute: questo significa che la singola Compute Unit (o meglio, NCU) può portare a compimento più task in un singolo ciclo, e che questi ultimi possono essere di più per ogni secondo. Le NCU sono in grado di processare dati FP8 al doppio della velocità delle informazioni FP16 e al quadruplo delle prestazioni rispetto a quelle rappresentate a 32-bit (FP32).

Tali fattori rendono l'architettura più veloce rispetto al passato, soprattutto combinando più NCU fra loro.
Vega possiede anche un geometry engine programmabile, capace di scatenare due volte le performance-per-clock rispetto al motore di generazione precedente. In combinazione con le nuove primitive di shading, esso dovrebbe rendere le prossime schede più veloci durante le operazioni di tessellation e nella computazione di geometrie complesse.

AMD Le informazioni, giunte direttamente dal CES 2017, sono molte ma altrettanto generiche, e non ci consentono di avere una panoramica completa del design Vega. Ciò che si evince dal materiale rilasciato dalla società di Sunnyvale è la maggiore potenza di calcolo, soprattutto di shading e in termini di geometry computing, ma se Vega sia effettivamente "il più grosso gap prestazionale rispetto alla generazione precedente degli ultimi cinque anni" è ancora tutto da vedere. Purtroppo, durante la presentazione AMD non ha mostrato alcun prodotto finito, con l'arrivo sul mercato che potrebbe slittare anche a giugno, una tempistica che, se confermata dalla realtà, darebbe ancora molti mesi di vantaggio ad NVIDIA, che non si farà certo trovare impreparata.