AMD Vega Grafikkarte

Eines der wichtigsten Bauteile im Personal Computer ist die Grafikkarte. Nicht nur für Spiele, sondern für eine Vielzahl weiterer Anwendungen wird eine leistungsfähige Grafikverarbeitung benötigt. Die Komponenten einer guten Grafikkarte sind aufeinander abgestimmt und bieten neben einem großzügigen Speicher einen schnellen Grafikprozessor, der alle gängigen Grafikmodi und Schnittstellen unterstützt. Die neue AMD Vega Karte dient zur schnellen Grafikverarbeitung und kann auch zur Nachrüstung auf PCs eingesetzt werden. Laut Hersteller wird diese Architektur auch im mobilen Segment zum Einsatz kommen und wird mit 4 oder 8 GB Speicher ausgestattet sein. Für diesen Grafikchip wird das 14-nm-Fertigungsverfahren eingesetzt. Dieser neue Grafikchipsatz soll in dem ersten Halbjahr 2017 erscheinen.

AMD Radeon RX Vega Grafikkarte

Die High-End-Grafikkarte in der fünften Generation der Grafikarchitektur “Graphics Core Next” (GCN) bietet eine umfangreiche Unterstützung von DirectX 12. Diese neue umfangreiche API gibt Programmierern viele neue Funktionen an die Hand, um effiziente, beeindruckende Visualisierungen auf den Bildschirm zu bringen. Insgesamt sind mit dieser Technologie einige Leistungsgewinne möglich. Es gibt neue Möglichkeiten zur Grafikgestaltung und einige Einschränkungen wurden entfernt. Auch gewisse Einzelaufgaben wurden vereinfacht. Ganze komplexe virtuelle Welten können mit diesem neuen Grafikchip dargestellt werden. Besonders gelungen ist die Berechnung von detailreichen Strukturen in Realzeit. Unmittelbare Entscheidungen sind möglich auf Basis von Exabytes an Daten. Verschiedene Arbeitsbereiche können von der Grafikeinheit übernommen werden. Darunter fallen Aufgaben wie physikalisch basiertes Rendering, die physische Modellierung, Darstellung einer Virtuellen Realität und die Generierung von Hi-Res HDR Inhalten. Eine weitere Aufgabe neben dieser Workstation Funktionalität ist die Berechnung von komplexen Aufgaben, wie beispielsweise das maschinelle Lernen, Bilderkennung und Computer Vision, sowie die Verarbeitung von natürlichen Daten. Darüber hinaus gibt es die Gaming-Funktionalität mit 4K Virtual Reality, Konsolen, New Rendering, Pipelines, neuen APIs und mit eSports. Die konventionellen Architekturen konnten bislang nicht für die aktuellen Anforderungen skalieren und daher wurde die skalierfähigste GPU Speicherarchitektur mit diesem Grafikchip vorgestellt. Dieser Chip vereint viele Vorteile und ist speziell für rechenintensive und speicheraufwändige Bildberechnungsverfahren optimiert. Mit einem High Bandwidth Cache und dem zugehörigen High Bandwidth Cache Controller (HBCC) kann die Anzahl darstellbarer Bilder pro Sekunde signifikant erhöht werden. Der HBCC ist mit dem NV RAM und mit dem System DRAM verbunden und mit dem Netzwerk Speicher. Beeindruckend ist der mögliche, große virtuelle Adressspeicher, der bis zu 512 TB Daten adressieren kann. Damit sind adaptive, fein-granulierte Datenbewegungen möglich. Neu ist die programmierbare Geometrie-Pipeline. Pro Takt ist damit doppelt so viel maximaler Durchsatz möglich. Es gibt Primitive / Vertex und Geometrie Shader. Wichtig ist das Load Balancing, das die Arbeitsverteilung berechnet und das die verschiedenen Geometrie, Berechnungs- und Pixel-Engines ansteuert. Die Compute Engine der nächsten Generation kann 512 8-Bit Operationen pro Takt oder 256 16-Bit Operationen per Takt oder 128 32-Bit Operationen pro Takt berechnen. Damit ist diese Compute Engine flexibel und leistungsstark. Es kommen bei dieser Vega-Architektur 64 Compute Units zum Einsatz und diese haben 4.096 Shader. Diese rechnen mit etwa 1.500 bis 1.600 MHz. Damit punktet die Karte mit höherer Geschwindigkeit als vergleichbare Grafiklösungen. Es werden insgesamt 4.096 Stream-Prozessoren verwendet und die maximale Leistung ist bei 12,5 TFlops im Mixed Precision Computing. Diese Grafiklösung hat ein 2.048 Bit breites Speicher-Interface für die zwei HBM2-Stacks und eine Speicherbandbreite von 409,6 GB/s. Einige Architekturverbesserungen können beträchtliche Leistungssteigerungen erreichen. Eine Ausführung auf einem Interposer gibt es mit HBM2, der einen Durchsatz von bis zu 256 GB/s pro einzelnem Stack ermöglicht. Der HBM2 Speicher soll 8 GB betragen. Die integrierte GPU setzt auf Vega-IP in Raven Ridge. Die Next-Gen Compute Units (NCU) sind optimiert für höhere Taktraten und höhere IPC. Das Entwicklerteam hat bereits Jahre lang an einer Reduzierung des Verbrauchs der Speicherbandbreite gearbeitet mit HiZ, FastZ Clear und Textur- und Farbkompression. Hervorzuheben ist ebenfalls die Next Generation Pixel Engine, die das “Draw Stream Binning Rasterisierungsverfahren” nutzt und die die Leistung insgesamt steigern kann und dabei gleichzeitig Energie einspart. So werden einzelne Pixel aussortiert, die von Objekten stammen, die später in der Szene gar nicht dargestellt werden müssen. Es wird eine intelligente vereinfachte Rasterisierung “on-chip” auf dem “bin cache” vorgenommen, bei dem Daten einmal geholt werden. Dabei gibt es eine Legacy Architektur, die die Kompatibilität gewährleistet. Damit gibt es nicht-kohärente Pixel und Textur-Speicherzugriffe. Back-Ends für das Rendering gibt es mit einem L2-Cache zur Beschleunigung der Berechnungen. Im Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten ergibt sich eine deutliche Leistungssteigerung. Die Vega-Architektur unterstützt eine intuitive, immersive Computerberechnung mit revolutionärem “High Bandwidth Cache”, einer neuen programmierbaren Geometrie-Pipeline, der Next-Gen Compute Unit und der Advanced Pixel Engine. Es gibt bereits eine Ankündigung darüber, dass die Vega-GPUs ebenfalls zur Virtualisierung von Online-Gaming genutzt werden könnnen über die Hardware-Encoding-Einheit.

Fazit

Eine der leistungsstärksten Grafikkartenchips erscheint noch im ersten Halbjahr 2017 auf dem Markt. Durch eine intelligente Architektur konnte noch mehr Performance erreicht werden. Damit setzt dieser Grafikchip neue Maßstäbe und ist vor allem für Gamer interessant.

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