„Advanced Micro Devices“ padalinys „Radeon Technologies Group“ oficialiai pristatė naują GPU architektūrą „Polaris“. Naujoji technologija yra ketvirtoji „Graphics Core Next“ (GCN) architektūros šeimos iteracija ir tapo radikaliausiu AMD GPU atnaujinimu nuo 2011 metų. Pirmieji „Polaris“ pagrįsti GPU pasirodys 2016 metų viduryje ir pasiūlyti naują spartos lygį, taip pat keletą naujų funkcijų.
Naujoji architektūra atnaujins visus pagrindinius GPU blokus, įskaitant skaičiavimo ir komandų procesorius, duomenų kešavimo sistemą, atminties valdiklius bei vaizdo kodavimo/dekodavimo sistemas. Be to, nauji GPU palaikys naujausias monitorių ir televizorių sąsajas – HDMI 2.0a bei DisplayPort 1.3. Taigi, „Polaris“ bus vienos iš pirmųjų grafikos plokščių, kurios palaikys 8K (7680 × 4320) skiriamosios gebos ekranus.
Nauja skaičiavimo architektūra
Svarbiausia „AMD Polaris“ naujovė yra nauja instrukcijų rinkinio architektūra (instruction set architecture, ISA), kuri paspartins vaizdo plokščių našumą žaidimuose ir išplės jų skaičiavimo galimybes. Didesnį našumą lemia keletas veiksnių.
Ketvirtosios kartos GCN turės naują išankstinių instrukcijų pasirinkimo bloką (instruction pre-fetch), kuris padės sumažinti užduočių atlikimo uždelsimą. Be to, „Polaris“ turės naują užduočių atlikimo valdiklį (hardware scheduler), kuris greičiau paskirstys operacijų srautą tarp techninės įrangos ir tokiu būdu padidins jų veiklos efektyvumą.
„Polaris“ šeimos grafikos procesorių efektyvumą taip pat padidins naujas nematomų poligonų atmetimo algoritmas ir atminties turinio suspaudimas. Abi technologijos leidžia padidinti efektyvų atminties pralaidumą, sumažinti reiklaujamos atminties talpą ir atliekamų skaičiavimų kiekį, apdorojant galutinėje scenoje nematomus vaizdus.
Šiuo metu AMD dar neatskleidė daug reikšmingų detalių apie naują architektūrą, bet skelbia apie dvigubą našumo vatui padidėjimą, lyginant su pirmtakais. Teoriškai tai reiškia, kad naujas flagmanas, iš neoficialių šaltinių žinomas kaip „Greenland“, gali būti du kartus spartesnis už „AMD Radeon R9 Fury X“ su tuo pačiu elektros energijos suvartojimu. Tačiau faktinis naujų produktų našumas priklausys nuo daugelio veiksnių.
Nauji atminties valdikliai ir laikinosios talpyklos posistemė
Grafikos plokščių našumas visada labai priklausė nuo atminties pralaidumo, o pastaraisiais metais labai svarbu tapo ir laikinosios duomenų talpyklos (kešo) sistema, nes naujausi žaidimai ir aukštos raiškos turinio atkūrimas reikalauja atlikti vis sudėtingesnes užduotis.
„Polaris“ architektūra gaus naujus atminties valdiklius, kurie leidžia padidinti atminties pralaidumą, kadangi palaiko spartesnius atminties tipus, pvz. HBM2 ir GDDR5/GDDR5X. Be to, AMD žada įdiegti naują antro lygio laikinąją atmintį, o tai gali reikšti visos GCN 1.3 grafinių procesorių kešavimo posistemės pertvarkymą.
Naujas vaizdo branduolys ir ekrano valdiklis
Nors naujausios kartos AMD GPU turi neblogas vaizdo atkūrimo galimybes, bet jie nepalaiko keleto dalykų, kurių vartotojams gali prireikti 2016 metais. „Polaris“ šeimos vaizdo plokštės galės ne tik atkurti Ultra HD Blu-ray filmus, bet taip pat taps pirmosiomis, kurių „įgimtos“ galimybės susidoros su 8K skiriamąja geba.
GCN 1.3 kartos „AMD Radeon“ grafikos procesoriai galės dekoduoti su HEVC/H.265 „Main 10“ profiliu užkoduotą vaizdą. Šis formatas apima BT.2020 spalvų erdvę su 8 arba 10 bitų spalvų gyliu ir pilnu HDR palaikymu. Tokių galimybių visiškai pakanka Ultra HD Blu-ray diskų atkūrimui.
Galiausiai, „AMD Polaris“ architektūra „Radeon“ grafikos procesoriams suteiks ilgai lauktą HDMI 2.0a ir DisplayPort 1.3 išvesčių palaikymą. HDMI naujiesiems GPU leis prisijungti HDR režimu prie ekranų su rezoliucija iki 4096 × 2160 taškų esant 60 Hz dažniui. DisplayPort 1.3 – šiuo metu nepalaikomas nei vieno GPU – leis naujos kartos vaizdo plokštėms dirbti su 8K (7680 × 4320) rezoliucijos prietaisais 60 Hz dažniu arba su 4K, esant 120 Hz atnaujinimo dažniui.
Nauji technologiniai procesai
Naujausi AMD grafikos procesoriai bus gaminami taikant gamybos procesus, kurie naudoja vertikaliai išdėstytus tranzistorius ((fin-shaped field-effect transistor, FinFET). „Trimačiai“ tranzistoriai siūlo dvigubai didesnį tankį tame pačiame plote, gali žymiai sumažinti srovės nuotėkį ir geriau kontroliuoja lustų darbą.
Ženklus energijos suvartojimo sumažinimas, kartu išlaikant tinkamą spartos lygį, AMD partneriams leis sukurti miniatiūrines grafikos plokštes žaidimų kompiuteriams ir ypač ploniems nešiojamiems kompiuteriams su geromis vaizdo galimybėmis. Nors tokie adapteriai, pavyzdžiui, „AMD Radeon R9 Nano“ yra nišiniai sprendimai, tačiau jie suteikia galimybę sukurti unikalias sistemas, kurios potencialiai gali padidinti gamintojų pajamas.
Pirmosios „Polaris“ vaizdo plokštės pasirodys metų viduryje
„Advanced Micro Devices“ atstovai tvirtina, kad pirmieji „Radeon“ GPU su ketvirtosios kartos GCN rinkoje pasirodys šių metų viduryje. Atsižvelgiant į tai, kad bendrovė paprastai pirmiausia pagamina šeimos flagmaną, ir šį kartą logiška tikėtis šio scenarijaus pasikartojimo.
Sprendžiant iš to, kad AMD demonstruoja vienos iš grafikos plokščių su „Polaris“ architektūra bandymų rezultatus ir palygina juos su „GeForce GTX 950“, galima manyti, jog bendrovė jau turi ne tik galingiausio, bet nebrangių šios šeimos GPU veikiančius pavyzdžius.
Nors grafikos plokščiu našumas per pastaruosius kelerius metus augo gana sparčiai, tačiau pačių GPU galimybės išsiplėtė gana nežymiai. AMD „Polaris“ architektūra turėtų pakeisti šią padėtį, tuo pačiu metu padidindama spartą žaidimuose, suteikdama naują funkcionalumą ir didesnį energijos suvartojimo lankstumą.