آشنایی با معماری Polaris – بخش دوم

آشنایی با معماری Polaris – بخش دوم

شرف الشمس

آشنایی با معماری Polaris – بخش دوم

معماری Polaris علاوه بر ویژگی‌ها و فناوری‌های پیش‌تر نامبرده دارای بهره‌وری انرژی بسیار بالایی نیز می‌باشد. بر طبق گفته RTG معماری نامبرده شامل ...

آشنایی با معماری Polaris – بخش دوم

در بخش اول مقاله با معماری Polaris و فناوری ساخت تراشه های مبتنی بر معماری نامبرده به صورت بسیار خلاصه آشنا شدیم. در این بخش از مقاله به صورت بسیار کلی با معماری تراشه های گرافیکی نسل بعد کمپانی قدرتمند AMD آشنا می شویم. همانطور که پیشتر گفته شد امکان نقد و بررسی موشکافانه معماری Polaris به دلیل محدودیت اطلاعات موجود امکانپذیر نمی باشد.

Radeon Technologies Group

یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی که کمپانی قدرتمند AMD و گروه RTG هنگام عرضه کارت‌های گرافیک مبتنی بر معماری GCN با آن روبه‌رو شدند اختصاص نام‌های نامتناقض و معنادار به معماری تراشه‌های گرافیکی جهت جلوگیری از گمراهی رسانه‌های مختلف و عوام بود. حوزه نام‌گذاری تراشه‌های شتاب‌دهنده گرافیکی نه‌تنها برای کمپانی AMD بلکه برای تمامی کمپانی‌های فعال در این زمینه نظیر انویدیا، اینتل و ... نیز از اهمیت بسیار فراوانی برخوردار می‌باشد، زیرا محصولات تولیدی علاوه بر یک نام ظاهری، دارای نام‌های دیگری نظیر نام معماری، نام جزئی و ... نیز می‌باشند. علاوه بر آن تفاوت‌های جزئی معماری در محصولات مشابه و عدم استفاده از تمامی نام‌های اختصاص داده‌شده به محصولات در بین عوام نیز از دیگر ویژگی‌هایی می‌باشند که بر اهمیت نام‌گذاری تراشه‌های گرافیکی و محصولات تولیدی می‌افزایند. کمپانی AMD در نسل فعلی و با انتخاب نام Polaris درصدد تجدیدنظر در نام‌گذاری تراشه‌های گرافیکی خود بوده و باسیاست پیشرو قصد ارائه پیام فنی بسیار واضح‌تری را به مخاطبان خود دارد.

بر طبق گفته کمپانی نامبرده وجود نام Polaris بر روی یک تراشه شتاب‌دهنده گرافیکی به معنای بهره بردن تراشه مذکور از ویژگی‌هایی نظیر طراحی نسل چهارم معماری GCN، بلوک‌های به‌روزرسانی شده رمزنگاری ویدئو، کنترل‌گرهای نسل بعد حافظه، انرژی و ... می‌باشد. هرکدام از ویژگی‌های نامبرده ازنظر گروه RTG به‌صورت یک ویژگی مستقل یادشده و محصول نهایی ممکن است تلفیقی از آن‌ها باشد، به‌عنوان‌مثال تراشه گرافیکی Fiji مبتنی بر معماری GCN 1.2 که برخلاف تراشه گرافیکی Tonga از استاندارد فشرده‌سازی ویدئویی HEVC بهره می‌برد. بر طبق گفته کمپانی AMD انتخاب نام Polaris نمایانگر راندمان انرژی بسیار بالا بوده و به‌صورت مستقیم به فوتون (نور) اشاره دارد که علت آن نیز به کارآمدی بسیار بالای ستاره‌های موجود در آسمان و کهکشان راه شیری در تولید نور ارجاع داده‌شده است (پیکسل‌های تشکیل‌دهنده صفحات نمایشگر نمایانگر ستاره‌های موجود در آسمان می‌باشند).

Introduction-of-polaris

همان‌طور که پیش‌تر گرفته شد اطلاعات رسمی و غیررسمی منتشره در خصوص معماری جدید و تازه‌نفس کمپانی AMD بسیار محدوده می باشند. نقد و بررسی معماری تراشه‌های گرافیکی نیازمند اطلاعات دقیقی در خصوص نوع معماری و سخت‌افزارهای قرارگرفته در دل تراشه‌های شتاب‌دهنده گرافیکی است. اطلاعاتی که در این بخش از مقاله خدمت خوانندگان عزیز و گرامی عرضه می‌شوند تنها یک‌چشم اندازه کلی از برنامه‌های توسعه کمپانی AMD به شمار رفته و معماری نامبرده به‌صورت دقیق و موشکافانه موردبررسی قرار نمی‌گیرد.

معماری Polaris علاوه بر ویژگی‌ها و فناوری‌های پیش‌تر نامبرده دارای بهره‌وری انرژی بسیار بالایی نیز می‌باشد. بر طبق گفته RTG معماری نامبرده شامل بزرگ‌ترین جهش در حوزه انرژی مصرفی نسبت به بازده خروجی در تاریخ محصولات Radeon تاکنون می‏‌باشد. در قلب تراشه‌های شتاب‌دهنده گرافیکی مبتنی بر معماری پولاریس طراحی نسل چهارم معماری GCN قرارگرفته است. این خود بدان معنی است که فونداسیون تراشه‌های گرافیکی مبتنی بر معماری پولاریس بر پایه معماری GCN بوده و کمپانی AMD برخلاف رقیب برخی از بخش‌های تراشه‌های شتاب‌دهنده گرافیکی خود را به‌منظور افزایش پتانسیل و کاهش انرژی مصرفی از بین نبرده است.

گروه RTG بهینه‌سازی‌های بسیاری را در طراحی نسخه چهارم معماری GCN به‌منظور بهبود کارایی و افزایش راندمان تراشه های گرافیکی از دیدگاه‌هایی نظیر توان عملیاتی و توان قدرتی پیاده کرده است. همان‌طور که پیش‌تر گفته شد نسخه چهارم معماری GCN به نیاکان خود شباهت بسیاری دارد، این خود بدان معنی است که واحدهای برداری SIMD با پهنای باند 16 بیت ممکن است در این نسخه از معماری نیز به‌عنوان عنصر پایه مورد استفاده قرار گیرند (ذکر این نکته ضروری است که اطلاعات منتشره در این خصوص بسیار محدوده بوده و توضیحات بر پایه حدس و گمان می‌باشند). افزایش تعداد سخت‌افزارهای قرارگرفته در دل تراشه شتاب‌دهنده گرافیکی نمونه‌ای از مهم‌ترین استراتژی‌های کمپانی AMD به‌منظور افزایش توان عملیاتی محصولات خود در گذشته به شمار می‌رود که ازجمله نکات منفی آن می‌توان به افزایش انرژی مصرفی و افزایش دمای تولیدی محصول نهایی اشاره کرد، اما افزایش تعداد واحدهای عملیاتی و سخت‌افزاری به‌کاررفته در تراشه گرافیکی به تنهای کافی نبوده و استفاده از حداکثر پتانسیل تراشه گرافیکی نیازمند به‌کارگیری صحیح تمامی واحدهای عملیاتی تراشه‌های نامبرده می‌باشد. استراتژی ناصحیح فوق به‌صورت واضح در پرچمداران فعلی کمپانی AMD قابل‌مشاهده می‌باشد که کارت گرافیک Fury باوجود تعداد هسته‌های جریانی کمتر در عملکرد و کارایی در تعقیب برادر بزرگتر خود یعنی Fury X می باشد. عرضه رابط‌های برنامه‌نویسی سطح پایین نظیر منتل، DX 12 ،Vulkan و فناوری‌هایی نظیر پردازش‌های ناهمگام نیز در آشکارسازی عدم بهره‌وری حداکثری پتانسیل تراشه‌های گرافیکی مبتنی بر معماری GCN دخیل می‌باشند. همان‌طور که مستحضر هستید کارت‌های گرافیک نسل قبل کمپانی AMD در قدرت و عملکرد پا به‌ پای کارت‌های گرافیک مبتنی بر معماری فعلی رقیب در حال پیشروی بوده و بعضاً قویتر نیز ظاهرشده‌اند. افزایش قدرت تراشه‌های شتاب‌دهنده گرافیکی نسل قبل کمپانی AMD به کمک رابط‌های برنامه‌نویسی سطح پایین و فناوری‌هایی نظیر پردازش‌های ناهمگام و ... حاصل‌شده‌اند که این نکته نیز مجدداً به ناکارآمد بودن استراتژی به کارگرفته شده توسط کمپانی نامبرده مبنی برافزایش توان عملیاتی محصولات خود اشاره دارد (رابط‌های برنامه‌نویسی سطح پایین و فناوری‌های مختلف به کمپانی AMD اجازه می‌دهند تا در بهینه‌سازی عملکرد واحدهای قرارگرفته در دل تراشه‌های گرافیکی خود نظیر هسته‌های جریانی اقدام کرده که این خود به افزایش پتانسیل محصولات فعلی منتهی می‌شوند).

polaris-architecture

کمپانی AMD در معماری پولاریس (نسخه چهارم معماری GCN) قصد سنت‌شکنی داشته و برخلاف گذشته تصمیم بر بهینه‌سازی پتانسیل تراشه‌های گرافیکی خود دارد. بهبود کارایی و راندمان هسته‌های جریانیT شیدرها و ... در استراتژی‌های جدید AMD کاملاً بدیهی می‌باشند. بر طبق گفته RTG نسخه چهارم معماری GCN حاوی سخت‌افزاری جهت زمان‌بندی اجرای عملیات و قابلیت واکشی اولیه دستورات می‌باشد که در بهبود توان عملیاتی تراشه‌های گرافیکی دخیل می‌باشد. از دیگر ویژگی‌های نسخه چهارم معماری مذکور می‌توان به واحد شتاب‌دهنده‌ای جهت پنهان سازی و جلوگیری از پردازش چند ضلعی هایی که در معرض دید نیستند اشاره کرد. نسخه جدید فناوری فشرده‌سازی حافظه از دیگر ویژگی‌های نسخه چهارم معماری فوق می‌باشد. فناوری نامبرده در نسخه سوم معماری (GCN 1.2) به حداکثر کارایی و پتانسیل خود رسیده و اکنون نسخه به‌کاررفته در معماری پولاریس مجدداً مورد بهینه‌سازی قرارگرفته و افزایش خیره‌کننده کارایی را به خود دیده است.

همان‌طور که پیش‌تر گفته شد و ذکر آن مجدداً خالی از لطف نیست راندمان بالای انرژی از دیگر ویژگی های مثبت معماری پولاریس به شمار می رود. اگر به خاطر داشته باشید در بخش اول مقاله "آشنایی با معماری Polaris" خاطرنشان شد که بخش اعظم راندمان بالای انرژی محصولات مبتنی بر معماری پولاریس به لطف ترانزیستورهای FinFET حاصل‌شده است، اما نادیده گرفتن بهینه‌سازی‌های انجام‌شده در معماری به‌منظور کاهش انرژی مصرفی کم‌لطفی می‌باشد. بر طبق گفته کمپانی AMD کاهش اندازه نودهای به‌کاررفته در تراشه‌های گرافیکی در مقایسه با بهبودهای انجام‌گرفته در معماری از اهمیت بیشتری برخوردار می‌باشد، اما کاهش اندازه نودها در وابستگی تراشه گرافیکی به حجم پردازش‌های لازمه بسیار تأثیرگذار است. به‌منظور مرتفع سازی مشکل نامبرده تیم طراحی بسیار سخت‌کوشانه فعالیت کرده و با شبیه‌سازی حجوم کاری مختلف و بهینه سازی های گوناگون جهت پردازش حجوم کاری شبیه سازی شده درصدد بهبود معماری فوق می باشند.

معماری پولاریس علاوه بر تمامی ویژگی‌های نامبرده در حوزه فناوری های صوتی و تصویری نیز دارای نکات مثبت فراوانی می‌باشد. نمونه‌ای از ویژگی‌های مثبت حوزه نامبرده پشتیبانی از اخیرترین فناوری‌های پورت‌های HDMI و Display Port، کنترل‌گر مالتی مدیا باقابلیت‌هایی نظیر پشتیبانی از قالب‌های HEVC 8-bit و ... اشاره کرد.

Radeon Technologies Group-2

محصولات مبتنی بر معماری پولاریس در بخش حافظه اصلی از فناوری‌های HBM و GDDR5X بهره می‌برند و کمپانی AMD تنها یک نوع به خصوصی از تراشه‌های حافظه را در محصولات خود به کار نگرفته است. همان‌طور که مطلع هستید فناوری HBM برخلاف تراشه‌های سنتی نظیر GDDR5 هنوز در ابتدای راه بوده و نسبت به حافظه‌های دیگر از قیمت بیشتری نیز برخوردار می‌باشد. کمپانی AMD به‌منظور کاهش قیمت تمام‌شده محصولات رده ارزان‌قیمت از حافظه‌های GDDR5X در محصولات خود استفاده کرده است و تراشه‌های حافظه HBM بر طبق گفته کمپانی مذکور تنها در محصولات رده گران‌قیمت و High-End مورداستفاده قرار می‌گیرند.

  • ۷ بهمن ۱۳۹۴
مطالب مشابه

کانال تلگرامی طومار

۰ دیدگاه
دیدگاه ها
دعا و طلسم
هاروس
×