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RDNA (microarquitectura)

Diagrama de bloques genérico de una GPU

RDNA ( Radeon DNA [2] [3] ) es una microarquitectura de unidad de procesamiento gráfico (GPU) y la arquitectura de conjunto de instrucciones que la acompaña desarrollada por AMD . Es el sucesor de su microarquitectura/conjunto de instrucciones Graphics Core Next (GCN). La primera línea de productos que presentó RDNA fue la serie de tarjetas de video Radeon RX 5000 , lanzada el 7 de julio de 2019. [1] [4] La arquitectura también se utiliza en productos móviles. [5] Se fabrica y fabrica con los chips gráficos N7 FinFET de TSMC utilizados en la serie Navi de tarjetas gráficas AMD Radeon. [6]

La segunda iteración de RDNA se presentó por primera vez en las consolas PlayStation 5 [7] [8] y Xbox Series X/S . [9] Ambas consolas utilizan una solución gráfica personalizada basada en RDNA 2 como base para su microarquitectura de GPU. En PC, RDNA 2 se incluye en la serie de tarjetas de video Radeon RX 6000 , que se lanzó por primera vez en noviembre de 2020. [10] RDNA 2 también se incluye en el Exynos 2200 de Samsung como arquitectura gráfica. [11]

La tercera iteración de RDNA se anunció el 3 de noviembre de 2022 y se incluye en la serie Radeon RX 7000 de tarjetas gráficas para dispositivos móviles y de escritorio para consumidores. [12]

ADNr 1

RDNA 1 (también RDNA1 ) [13] [14] es la primera implementación de la microarquitectura RDNA y es el sucesor de la serie Radeon RX Vega . [15] [16] El lanzamiento se produjo el 7 de julio de 2019. [17]

Arquitectura

Imagen de la GPU RDNA de la RX 5500 XT

La arquitectura presenta un nuevo diseño de procesador , aunque los primeros detalles publicados en la presentación de AMD en Computex apuntan a que algunos aspectos de la arquitectura Graphics Core Next (GCN) anterior están presentes por motivos de compatibilidad con versiones anteriores, lo que es especialmente importante para su uso (en forma de RDNA 2) en las principales consolas de juegos de novena generación ( Xbox Series X/S y PlayStation 5 ) para preservar la compatibilidad nativa con sus bibliotecas de juegos de octava generación preexistentes diseñadas para GCN. Cuenta con una jerarquía de caché de varios niveles y una canalización de renderizado mejorada , con soporte para memoria GDDR6 .

Comenzando con la arquitectura en sí, uno de los cambios más grandes para RDNA es el ancho de un frente de onda, el grupo de trabajo fundamental. GCN en todas sus iteraciones tenía 64 hilos de ancho, lo que significa que 64 hilos se agrupaban en un solo frente de onda para su ejecución. RDNA reduce este ancho a 32 hilos nativos. Al mismo tiempo, AMD ha ampliado el ancho de sus SIMD de 16 ranuras a 32 (también conocido como SIMD32), lo que significa que el tamaño de un frente de onda ahora coincide con el tamaño de SIMD. [5] : 2 

RDNA también incorpora sombreadores primitivos funcionales . Si bien esta característica estaba presente en el hardware de la arquitectura Vega, era difícil obtener un aumento de rendimiento en el mundo real y, por lo tanto, AMD nunca la habilitó. Los sombreadores primitivos en RDNA están controlados por el compilador . [5] : 2 

El controlador de pantalla en RDNA se ha actualizado para admitir Display Stream Compression 1.2a, lo que permite una salida en 4K a 240 Hz, HDR 4K a 120 Hz y HDR 8K a 60 Hz. [5] : 2  [18]

Conjunto de instrucciones

El sitio web GPUOpen de AMD alberga un documento PDF cuyo objetivo es describir el entorno, la organización y el estado del programa de los dispositivos RDNA. En él se detallan el conjunto de instrucciones y los formatos de microcódigo nativos de esta familia de procesadores a los que tienen acceso los programadores y compiladores. [19]

Diferencias entre GCN y RDNA

Hay cambios arquitectónicos que afectan cómo se programa el código:

  1. Problema de instrucción de ciclo único:
    • GCN emitió una instrucción por onda una vez cada 4 ciclos.
    • RDNA emite instrucciones en cada ciclo.
  2. Onda32:
    • GCN utilizó un tamaño de frente de onda de 64 subprocesos (elementos de trabajo).
    • RDNA admite tamaños de frente de onda de 32 y 64 subprocesos.
  3. Procesadores de grupo de trabajo:
    • GCN agrupó el hardware del sombreador en "unidades de cómputo" (CU) que contenían ALU escalares y ALU vectoriales, LDS y acceso a memoria. Una CU contiene 4 SIMD16 que comparten una ruta a la memoria.
    • RDNA introdujo el "procesador de grupo de trabajo" ("WGP"). El WGP reemplaza a la unidad de cómputo como la unidad básica de computación/hardware de cómputo de sombreado. Un WGP abarca 2 CU. Esto permite que se dirija significativamente más potencia de cómputo y ancho de banda de memoria a un solo grupo de trabajo.

Papas fritas

GPU discretas:

ADNr 2

RDNA 2 [20] (también RDNA2 ) [21] es el sucesor de la microarquitectura RDNA. Se anunció públicamente por primera vez a principios de 2020 con un lanzamiento proyectado para el cuarto trimestre de 2020. [21] [22] Según declaraciones de AMD, RDNA 2 sería una " actualización " de la arquitectura RDNA. [23]

Se hizo pública más información sobre RDNA 2 en el Financial Analyst Day de AMD el 5 de marzo de 2020. [24] [22] [25] AMD afirmó que proporcionaría una mejora del 50% en el rendimiento por vatio sobre RDNA, con aumentos en la velocidad de reloj e instrucciones por reloj . [26] Las características adicionales confirmadas por AMD incluyen trazado de rayos acelerado por hardware en tiempo real , "Infinity Cache", sombreadores de malla, retroalimentación del muestreador y sombreado de velocidad variable. [26] [10] La compañía anunció que RDNA 2 se usaría en consolas de juegos de próxima generación y tarjetas gráficas para PC [26] con el nombre en código "Navi 2X" y también apodado como "Big Navi". [26]

AMD presentó la serie Radeon RX 6000 , sus tarjetas gráficas RDNA 2 de próxima generación en un evento en línea el 28 de octubre de 2020. [27] [28] La línea inicialmente constaba de RX 6800, RX 6800 XT y RX 6900 XT. [29] [30] Las RX 6800 y 6800 XT se lanzaron el 18 de noviembre de 2020, y la RX 6900 XT se lanzó el 8 de diciembre de 2020. [10] Otras variantes incluyen una serie Radeon RX 6700 (XT) basada en Navi 22, lanzada posteriormente el 18 de marzo de 2021. [31] [32] [33] [34]

El 31 de mayo de 2021, AMD lanzó la serie RX 6000M de GPU diseñadas para computadoras portátiles. [35] [36] Estas incluyen RX 6600M, RX 6700M y RX 6800M. Estas estuvieron disponibles a partir del 1 de junio de 2021. [35]

El 1 de junio de 2021, la directora ejecutiva de AMD, la Dra. Lisa Su, y el director ejecutivo de Tesla, Inc., Elon Musk, confirmaron que los sistemas de entretenimiento de los nuevos Model S y Model X de Tesla funcionan con RDNA 2. [37] También se anunció que se utilizaría la misma microarquitectura para un próximo SoC insignia Samsung Exynos , [38] presentado más tarde en enero de 2022 como Exynos 2200, que utiliza una GPU Xclipse 920 personalizada con 3 procesadores de grupo de trabajo. [39] [40]

Una GPU RDNA 2 integrada con 2 unidades de cómputo está incluida en la matriz de E/S de las CPU Ryzen Serie 7000 basadas en Zen 4 de AMD. [41] [42] Según AMD, los gráficos RDNA 2 integrados en Ryzen 7000 no están pensados ​​para juegos, sino para fines de diagnóstico y para ofrecer capacidades de codificación y decodificación de vídeo. [43]

Papas fritas

GPU discretas:

Integrado en APU/CPU:

Uso en consolas de videojuegos

En las consolas PlayStation 5 [7] [44] de Sony , Xbox Series X y Series S [9] de Microsoft se utilizan configuraciones personalizadas de la microarquitectura gráfica RDNA 2 , con ajustes propios y diferentes modificaciones de GPU en la implementación de cada sistema. Valve anunció el 15 de julio de 2021 que su Steam Deck contaría con la arquitectura RDNA 2. Steam Deck se lanzó en febrero de 2022. [45]

ADNr 3

RDNA 3 (también RDNA3 ) es el sucesor de la microarquitectura RDNA 2 y se proyectó para un lanzamiento en el cuarto trimestre de 2022 según la hoja de ruta de GPU para juegos de AMD. [46] [47] [48] En un evento de presentación del 29 de agosto para las CPU de la serie Ryzen 7000, la directora ejecutiva de AMD, Lisa Su, adelantó RDNA 3 y reveló que utilizaría chiplets construidos en el nodo N5 de TSMC . [49] El 19 de septiembre de 2022, Sam Naffziger, el actual vicepresidente senior de AMD, declaró en una publicación de blog que las mejoras realizadas en la microarquitectura RDNA 3 permiten ganancias considerables de rendimiento y eficiencia, con un aumento estimado del 50% en el rendimiento por vatio en comparación con la microarquitectura RDNA 2. [50] Además, la arquitectura RDNA 3 cuenta con la próxima generación de Infinity Cache, una tubería de gráficos modificada, administración de energía adaptativa y unidades de cómputo rediseñadas, lo que genera una mejora general sólida en el rendimiento de rasterización y trazado de rayos en comparación con la arquitectura de consumo anterior. [51]

El 3 de noviembre de 2022, AMD presentó las tarjetas gráficas RX 7900 XTX y RX 7900 XT, basadas en la microarquitectura RDNA 3. Se trata de las primeras GPU comerciales basadas en el diseño de módulos multichip (MCM). [52]

Papas fritas

GPU discretas:

Integrado en APU/CPU:

Comparación de chips RDNA

Véase también

Referencias

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Enlaces externos