AMD的杀手锏 "北极星"GPU架构消息汇总

    相对于如今已呈“挤牙膏”般龟速前行的CPU领域，GPU的性能虽然伴随着产品更新换代而得到了显著的提升，但在制造工艺方面的前进脚步却略显迟缓，直到现在，各位能够买到的最新一代显卡产品的GPU依然采用早在2012年就正式量产的28nm工艺。

    时代在发展，技术在进步，尽管28nm工艺已经非常成熟，但它终将走下历史舞台。就在今年（2016年），AMD、NVIDIA这两位GPU行业巨头的新一代GPU产品都将采用更新的制造工艺。就在今年年初，AMD展示“革命性”的北极星GPU架构时，就确认基于“北极星”架构的GPU将采用14nm工艺打造。 

    得益于AMD的高调以及“北极星”架构与产品的相关信息频繁现身于近期国内外众多媒体的页面上，它在近期获得了明显高于其最主要竞争对手——NVIDIA“帕斯卡”许多的关注度，成为了当前最受关注的GPU产品，因为NVIDIA“帕斯卡”近期的曝光度相对于AMD“北极星”而言就要逊色许多了。

    基于AMD“北极星”获得了如此高关注度这一状况，我们收集并整理了自AMD北极星GPU架构公布至今（截止1月26日0：00）的主要相关信息，以便于各位网友能够更便捷的了解AMD“北极星”架构。（本文的内容来源于各媒体的爆料与AMD的官方PPT）

    （一）什么是AMD“北极星”架构？

    在刚刚过去的2015年里，我们看到AMD推出了三款隶属R9 Fury系列的高端显卡，虽然其GPU规格变得更为强大，但它们自身搭载的“Fiji”核心在架构上相对于上代优异GPU“Hawaii”而言变化并不大，只是在显存控制器、CU总量上有所不同。

    但根据AMD于2016年年初公布的AMD“北极星”架构相关信息来看，“北极星”是AMD为第四代GCN架构——GCN 4.0专门取的一个新名字，因为AMD“北极星”架构（GCN 4.0）与前两代GCN架构相比变化很大，是全方位的提升。其中最显著的改变，就是采用了全新的1xnm FinFET制造工艺。全新的14nm FinFET工艺，将带给AMD“北极星”架构GPU更高的性能、更低的漏电流以及更低的耗电量。

14nm FinFET工艺带来的好处——更高的性能、更低的耗电量

    PS：关于“北极星”这个名字的由来，AMD是这么解释的：“我们的目标是在每一台设备上高效率地驱动每一个像素。星星是我们宇宙中最高效率的光子生成器。这种效率就是我们生成每一个像素的灵感来源。”

“焕然一新”的GCN 4.0——AMD“北极星”架构

    基于AMD“北极星”架构的GPU产品，不仅会采用全新的14nm FinFET工艺，“北极星”架构的细节层面还会得到全面翻新，包括显示核心、计算引擎、指令调度器、几何处理器、多媒体核心、显示引擎、二级缓存、显存控制器等等，几乎每个单元都是焕然一新。根据AMD已公开的资料来看，基于AMD“北极星”架构的GPU核心主要增加了原语丢弃加速器(Primitive Discard Accelerator)、硬件调度器、指令预取、高效着色器、显存压缩等等，其中最后一个可在不改变显存位宽和频率的前提下，有效提升显存带宽。

AMD“北极星”架构的特点

    多媒体方面则加入了4K H.265 Main10硬件解码、4K H.265 60FPS硬件编码，完整支持4K超高清体验。显示引擎方面，正式支持HDMI 2.0a、DisplayPort 1.3两大最新输出标准，同样为4K体验打好了基础。

    至于显存配备方面，搭载AMD“北极星”架构GPU的新一代AMD显卡并不会全部采用HBM高带宽显存。尽管三星已经推出了4GB容量的第二代HBM显存，但基于去年HBM显存的缺货导致R9 Fury系列显卡产能不足这一状况，AMD对于是否全线配备HBM显存这事变得相当谨慎，再加上采用HBM显存会影响到产品的成本，在距离HBM显存普及还有数年时间的前提下，也许只有旗舰级别的AMD“北极星”GPU才会搭配第二代HBM显存，而面向主流的产品或许会继续沿用已经成熟许久的GDDR5显存，或者搭配美光力推的GDDR5X显存。

AMD“北极星”架构能够带来更出色的性能功耗比表现

    受益于细节层面的全面翻新以及全新14nm FinFET工艺的助力，采用AMD“北极星”架构的GPU产品将会在“性能功耗比”（简称能耗比）方面带来非常出色的表现，与之前的产品相比更是可以用“历史性的飞跃”来形容。

    通过上面这部AMD在CES 2016大会上现场演示视频来看，在以Core i7-4790K处理器、16GB DDR3-1600内存与120GB固态硬盘为主搭建的测试平台上，以1080P分辨率、开启60Fps垂直同步的情况下测试《星球大战：前线》 游戏，无论是搭载用于演示的AMD“北极星”显卡，还是搭配基于Maxwell架构的GTX 950，两款参测显卡都可以维持每秒60帧的画面。但在功耗方面，搭载GTX 950显卡对应的平台功耗在150W左右，而配备北极星架构显卡平台仅为85W左右，可以认为在负载与性能表现接近的情况下，AMD“北极星”显卡的表现无疑要更为优秀。

    （二）基于AMD“北极星”架构的GPU都有那些？

    AMD公布基于14nm FinFET工艺的“北极星”架构之后不久， AMD首席架构师，Radeon事业部老大Raja Koduri在接受外媒采访时就表示，基于“北极星”架构的新GPU有2个，分别为Polaris 11、Polaris 10，其中之一为旗舰级产品，它将接替AMD目前的最优异GPU——用于R9 Fury系列显卡上的“Fiji”核心，而另一个则是“小核心”。关于它们的命名方式是否会像之前泄露的那样被定为格陵兰岛、巴芬岛等等，AMD方面并没有给出明确的资讯。

    但是，就在HWiNFO软件升级日志中，有媒体发现该软件已经初步支持AMD三款GPU——Ellesmere埃尔斯米尔、Baffin巴芬岛及Greenland格陵兰岛。结合之前Raja Koduri说目前在研的两款“北极星”架构GPU为Polaris 11、Polaris 10这条消息，这就有点让人摸不着头脑。

    不过我们再结合以前的爆料——即“AMD新一代GPU共有3款，分别为面向旗舰级的Greenland格陵兰岛，面向高端的Baffin巴芬岛，与面向主流级的Ellesmere埃尔斯米尔”这则爆料，有媒体得出了面的推断：

    目前已知的AMD“北极星”架构GPU一共有三款：其中Greenland格陵兰岛对应的是Polaris 11，是面向新一代旗舰显卡的优异GPU，将取代“Fiji”的旗舰地位；而Ellesmere埃尔斯米尔、Baffin巴芬岛则对应的Polaris 10，它们将通过配备不同的显存来区分彼此，比如Baffin将配备第二代HBM或者GDDR5X，而Ellesmere则会搭配GDDR5X或GDDR5，原因就是这两座“岛屿”都属于加拿大，它们俩的GPU很有可能都是Polaris 10。

    （三）AMD“北极星”架构产品何时才能到来？

    除去AMD“北极星”架构本身以及采用该架构的GPU产品，AMD“北极星”何时能够正式发布，也是包括笔者在内的众多DIY爱好者所关注的重点内容。根据AMD之前放出的消息与各媒体的爆料来看，基于AMD“北极星”架构的GPU产品预计将会在今年年中（7月-9月）开始出货，在此期间内各位将看到AMD正式推出面向桌面级平台的“北极星”独显与面向移动平台的笔记本显卡产品。也就是说，各位至少还得耐心等待半年。

    到此，目前已知的AMD“北极星”架构主要相关信息的收集整理到此就告一段落了。虽然上述内容只是AMD“北极星”架构完整内容中的一小部分，未来几个月中还会出现更多、更详细的AMD“北极星”相关爆料。但我们却可从中看出AMD“北极星”架构抱有极大的期望，因为在刚刚过去不久的2015年中，AMD过得并不怎么顺心。因为AMD在与NVIDIA的交锋中似乎落了下风，尽管黑科技HBM显存与ITX卡皇R9 Nano赢得不少好评，R9 380X也压制住了NVIDIA中高端主打显卡GTX 960。

    所以，作为AMD在GPU领域中的“杀手锏”，AMD希望“北极星”架构及其相关GPU产品能够重新夺回AMD在GPU市场中失去的份额，扭转当前不利于AMD的市场局面。希望AMD重振雄风的粉丝们也很愿意看到“北极星”帮助AMD重振雄风甚至力压NVIDIA成为GPU领域的领头羊。但是，AMD要想凭借“北极星”获得成功似乎并不容易，因为它的最大竞争对手，基于NVIDIA帕斯卡架构的产品也将在今年年中到来，鹿死谁手，尚未可知，毕竟只有看上去很美妙的PPT可是远远不够的。■