对身临其境、逼真的游戏体验的需求使得图形技术不断突破技术界限,推动以支持光线追踪、可变速率着色和各项图形技术的发展。这些改进的需要通过芯片设计和架构的不断进步来改进性能,反过来又会推高显卡的功耗。目前桌面独立显卡的功耗已达到400W或以上,需要更大的散热解决方案,加上近期飞涨的能源价格,使得功耗和散热成为了不少玩家关注的话题。
AMD发表了新的博客文章,AMD高级副总裁、企业研究员兼产品技术架构师SamNaffziger介绍了过去三代Radeon显卡在每瓦性能方面取得的提升,称2019年推出RDNA架构和基于7nm工艺的RadeonRX5000系列GPU的时候,每瓦性能相比GCN架构平均提升了50%;2020年发布的RDNA2架构和RadeonRX6000系列GPU,每瓦性能在同样基于7nm工艺的情况下,提升了65%;RDNA3架构将采用5nm工艺和小芯片设计,RadeonRX7000系列将是其首款采用MCM多芯片封装的消费级GPU,每瓦性能相比RDNA2架构提高50%以上。
在今年6月,SamNaffziger曾接受采访,表示下一代GPU的总功耗将增加,效率的提升是为了在此基础上最大限度地提高性能。SamNaffziger已经在AMD工作了16年,曾负责多个产品领域,专注于推动每瓦性能的提升,以提高AMD在CPU和GPU上的竞争力,同时也是AMD小芯片架构背后的主要推动者之一,类似的思路已经在Ryzen和EPYC系列CPU上取得了成功。
SamNaffziger称AMD作为当今唯一一家开发高性能CPU和GPU的公司,具有独特的优势,可以利用工程团队的学习成果,并在旗下产品组合中利用最好的IP。目前AMD将CPU微架构的一些设计方法整合到GPU设计中,比如简化芯片的物理构成,使更高的频率成为可能,InfinityCache就是利用CPU的L3缓存设计思路实现。InfinityCache是一种高密度、低功耗的缓存,使游戏工作负载中的常用数据更易于访问,从而显着增加带宽,同时降低内存所需的功率和减少延迟。
为了进一步完善和改进RDNA2架构,提供更高的效率和性能提升,开发团队进行了几项关键的改进,包括:
优化切换-改进架构的基本设计,消除任何多余的操作和布线,以优化图形管道。
高频设计-针对高频调整设计,使得RDNA2架构比RDNA架构提高30%以上,同时GPU能够以更低的电压运行,以确保新架构保持相同频率的时候有较低的功耗。
更智能的电源管理-在GPU中实施智能电源管理,确定利用更高频率的最佳机会,并且仅在直接提高性能时这样做,减少回退,从而减少功耗。
SamNaffziger展望了即将到来的RDNA3架构,将推动更高效的游戏,重申了在5nm工艺和小芯片设计加持下,RDNA3架构将比RDNA2架构提高50%以上的性能,为游戏玩家提供一流的游戏性能,并带来安静和节能的设计。
RDNA3架构改进了RDNA2架构的自适应电源管理技术,以设置特定于工作负载的操作点,确保GPU的每个组件仅使用实现最佳性能所需的功率。新架构还引入了新一代InfinityCache,预计将提供更高密度、更低功耗的缓存,可降低显存的功耗需求,帮助RDNA3架构实现领先的能耗表现。