GPU发展里程碑 AMD非常好的GCN架构

　　GPU架构的发展一直秉承着这样的方向：自由度越来越高;并行度越来越大。前者说明的是GPU从之前的固定管线设备逐渐进化到部分可编程，以及现在的全面可编程，功能特色上令人越来越不可小觑。后者说明的是GPU内部的规格从之前的数个流水管线进化到目前动辄上千个流处理器，整体规模呈现了爆发式的增长，性能也提升到了令人难以想象的地步。在AMD漫长的发展历史中，从诞生GPU开始直到AMD目前非常先进的GCN架构，AMD都牢牢把握住了GPU发展的脉络，实现了GPU发展中一个又一个大跃进。

　　目前AMD最新的GPU架构是GCN，它的全称是Graphic Core Next，这是AMD在充分考量了GPU之前发展和未来趋势的基础上推出的一个全新架构。每一款GCN架构的显卡，都拥有清晰的结构层级和高效率的计算效能。以目前最强大的、代号Hawaii的GPU为例，它的底层是由一个个CU单元组成，每个CU单元拥有着4组、每组16个ALU计算模块，这一共64个ALU单元成为了整个CU的计算核心，接受每个波次64并发的数据，进行快速的计算处理并输出结果。和之前所有的显卡不同的是，AMD的GCN架构拥有非常高的灵活性和极高的计算效率。在之前的VLIW架构的GPU上，数据被绑定处理，每组计算必须根据硬件架构的规格来进行优化和重分配。这样的固定架构设计，使得GPU无法高效率的计算任意时刻的数据。但是全新的GCN架构则不同，它的ALU设计没有绑定，只需要给出适当的任务就能够满载运行，这使得它能在任何时候都以接近100%的高效率处理所有的计算数据，实现了每晶体管效能和每瓦特效能的一次飞跃。

　　GCN架构的优秀设计，使得以其作为基本架构的产品拥有非常出色的架构弹性，GCN的产品规模可以很大，扩展到高达2816个流处理器的超大规模核心，也能在小核心和sweet spot甜点级这样的市场性价比敏感的产品上得以大规模使用。AMD使用GCN架构，扩展出了高端的R9 290系列、R9 280系列和中端市场的R7 270、R7 260等多个系列产品。这些产品都分别在其相对应的市场中获得了非常出色的性能甚至性价比优势，充分说明了AMD GCN架构设计是颇具前瞻性和市场适应性的，这是AMD在GPU架构研发上的有一次里程碑。

　　不仅如此，在硬件上的研发只是一部分，AMD还在图形API上巧妙的突破了微软的DirectX的限制，推出了效能更高、更为优秀的Mantle API，通过和AMD合作并使用Mantle API，AMD的GPU效能得以更深层次的、更为充分的挖掘，系统的工作效率变得更高。根据使用Mantle的游戏来看，Mantle的普遍能带来少则20%，多则80%的游戏效能提升，这是之前所有技术都无法企及的——仅仅依靠软件的更新就能带来这样优秀的效果，充分展示了AMD在软、硬件技术研发上的深厚功力。

　　除了在民用图形市场上树立了GPU发展的标杆外，在专业级市场上，AMD依靠GCN架构也有颇多建树。在GCN显卡推出后，AMD也推出了基于GCN架构的FirePro系列专业显卡，从最优异的FirePor W9100到入门级的FirePro W5000，AMD的专业产品覆盖了数万元到几千元的市场空间，所有的专业用户都能找到自己心仪的产品型号并获得超乎想象的使用体验。目前AMD最优异的FirePro W9100显卡，拥有高达5.24TFLOPS的单精度计算能力和高达16GB GDDR5显存，最大可以支持6个4K显示器，实现最高5000万像素的极致显示。这样非常好的性能和规格，使得AMD在专业图形市场上得到了用户的青睐，成为专业图形市场中最为重要的一员。

　　纵观AMD在GPU上的发展，AMD总是能先人一步提出创新的概念和设计，并将其应用在具体产品上，给消费者带来更优秀的使用体验和更完美的使用感受，这是其他厂商难以达到甚至无法企及的，这是流淌在AMD GPU芯片中创新的基因，也是AMD产品引领图形技术发展的重要原因。GCN架构的成功，使得AMD能够在GPU发展到历史上书写下辉煌的一笔，也使得AMD进一步推动了GPU技术的快速发展。我们有理由相信，AMD还会再这样的道路上，进一步向前大步迈进，走向未来更辉煌、更完美的视觉时代。■