HD5800四大热点技术补遗-1
在Cypress Radeon HD 5800系列显卡发布之时，我们曾对其进行了一番详细介绍，不过由于篇幅所限，很多有趣的新东西都没有深入展开，这里再集中补充一下，涉及核心架构、集成音频、各向异性过滤和反锯齿等等。 一、核心架构 从本质上说，Cypress仍在延续R600以来引入的统一渲染架构，只是在RV770的基础上进行了大范围增强，由800多名硬件工程师、200多名软件工程师在全球六个城市(包括上海)研发，历时十八个月。 从最底层的流处理单元(SPU)开始：AMD在SPU里增加了很多新的硬件指令，并提升了现有指令的执行速度，DX11所要求的Bit Count、Insert、Extrac等操作也加入了进来，另外反常值(Denormal Number)也可以全速处理了。 新增指令中最重要的大概就是绝对误差和(Sum of Absolute Differences)了，简写为SAD。因为在运动估计(Motion Estimation)中的应用，它对视频编码和计算视觉都非常重要。RV770只能软件模拟，每次计算都需要12个循环，而Cypress仅需一个循环，结果就是新核心视频编码速度能提高两倍以上。 以下是Cypress SP能在每一个时钟循环里的作为： 一个32-bit FP MAD 在SIMD阵列层次上，Cypress和RV770看起来完全一样，而变化都是内在的：一级纹理缓存容量还是16KB，但纹理数据读取速度提升至1TB/s；同时新增了一个容量8KB的独立一级缓存，用于计算工作；另外每个SIMD的本地数据共享容量也翻了一番，达到32KB；最后纹理单元也进行了重新加工，填充速度大大加快。 继续提高到整体架构层次，可以看出Cypress的SIMD阵列从10个翻番到了20个，因此流处理器和纹理单元的数量都增加了一倍，分别达到1600个和80个。为了满足如此众多的单元，四个二级缓存的容量也从64KB翻番到了128KB，能以435GB/s的速度为一级缓存输送数据，而RV770只有384GB/s。另外全局数据共享容量翻了两番，达到64KB。 很多人从架构图上看认为Cypress其实是“双核”架构，不过是两个RV770封装在一起而已。事实上当然没这么简单，AMD表示如此布局只是因为核心规模过于庞大。试想：如果AMD掌握了如此程度的二合一封装技术，何必还要再搞个单卡双芯的Radeon HD 5870 X2呢？ 再看看如下方式的RV770和Cypress的架构示意图就更清楚了：
ROP光栅化单元数量同样翻倍，现已有32个，目的也是为了满足所有SIMD的需要。除了数量上的变化，ROP单元本身也进行了大幅增强以提高性能，必须现在可以更快地执行色彩清理(Color Clear)，因为很多游戏在两帧之间需要进行数百次这种操作；另外它们还要处理一部分AMD重新引入的超级采样反锯齿(SSAA)，这个后边再细说。 最后是所谓的图形引擎(graphics engine)，主要是为了兼容DX11。AMD(ATI)推广多年而未普及的Tessellation已经纳入DX11范畴，Tessellator也成为DX11流水线的一部分，具备Hull Shader和Domain Shader能力，还有减少细分曲面残影的新算法。此外光栅(Rasterizer)也增加了一个，目的还是为了满足SIMD。 |
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