详细解读Vega织女星GPU架构，AMD的翻身神器？

万年老二AMD在本次CES上也没有闲着，除了拿出了代号Zen的Ryzen桌面处理器展示机之外，还出乎意料的公布了下一代图形处理器的不少架构细节。从AMD透露的资料看，代号Vega织女星的GPU图形处理芯片完全重新设计了架构，准备和NVIDIA Pascal GP10x甚至是下一代Volta正面对决。

从消失的格陵兰（Greenland）开始

早在 2014 年年末时，AMD 已经开始在一些内部会议中透露代号名为 Greenland 的新 GPU 微架构，根据当时寥寥数字的介绍，这个 Greenland 采用 14 纳米制程，设计散热功耗是 250 瓦级别，双精度性能耗电比是当时的 Hawaii （Radeon R9 290 系列）两倍以上。

随着时间的推移，人们发现这个神秘的 Greenland 并未如期而至，在 2015 年，AMD 卖的依然是 28 纳米制程的重命名 GPU，相较之下，NVIDIA 则是推出了虽然依然是 28 纳米但是在效率更好、基于 Maxwell 微架构的中端 GPU GM204，它被用于 GeForce GTX 960 这片显卡上，针对的是 1000 到 2000 元人民币市场。凭借 Maxwell 良好的性能耗电优势和整体强劲的营销能力，NVIDIA 已经将 AMD 的 GPU 产品线逼到死角。

AMD 在 2015 年年末和 2016 年年中分别推出了基于 HBM1 的 Fiji 和 GDDR5 的 Polaris 微架构 GPU，它们的内部其实都是属于上一代的 Tango 就采用的 GCN 1.2 图形内核，只是 Fiji 方面采用了 HBM1 有高内存带宽、小体积的卖点，但是并未完全摆脱性能耗电一般的问题。

所幸的是，AMD 在 GCN 1.x 引入的 ACE 异步计算引擎在进入 DX12 世代后开始显现威力，在 DX12 和 Vulkans 游戏中，Polaris 挽回了不少颜面，这也是 AMD 得以在 16 年份额开始回升的重要因素。

当前，AMD GPU 存在的问题其实大家都很清楚，这里列举几个常见同时也是我们认为比较致命的问题：

性能耗电比较低：基于14纳米制程 Polaris GPU并没有完全体现出制程进步带来的功耗降低优势。除去格罗方德（GF）14纳米制程本身问题外，Polaris微架构效率同样不尽人意。

部分指标存在明显短板：基于 Polaris 的 RX480，像素填充率是 35.8GPixl/s，而 NVIDIA 基于 Pascal 的 GTX 1060 是 72.3GPix/s，像素填充率这个指标涉及到多样本输出性能，MSAA 等效果的性能都和像素填充率相关。由于理论性能存在巨大差异，直接导致了Polaris在实际测试项目中存在明显性能短板。

缺乏可以和 NVIDIA 抗衡的高端产品：高端产品能显著提升市场的话语权，消费者看性能测试图表的时候，是很难无视排名第一的产品，谁是第一，谁就是最强，选择强者在任何情况下都是最简单最可靠的选择。真指望每个消费者都根据媒体的引导来分析 DX12 之类的优势吗？

没有什么事情是时间解决不了的，如果有，就花两倍时间。去年从 AMD 分离出来由前苹果首席视觉设计师拉加·库德里（Raja Koduri）领导的RTG（Radeon Technologies Group）部门已完全掌控 GPU 的发展战略，在经历了 Fiji、和 Polaris 的回血后，RTG 在本届 CES 上首次公布了代号 Vega GPU 的下一代微架构部分资料，我们得以藉此对让人期待的Vega GPU GPU管中规豹。

全面改进的织女星存储架构

AMD 的 Fiji 是全球首个采用 HBM（高带宽）显存的 GPU，在 2015 年发布时HBM的确很震撼--在一枚 GPU 芯片上，GPU 的管芯（Die）和 HBM 内存的管芯都焊在同一基片上，显卡 的 PCB 上没有内存芯片，只有供电电路和输出接口器件，可以轻松放进 ITX 的机箱里，这可是当时的高端显卡。彻底颠覆了传统旗舰卡动辄超长超大的定论。

上一代AMD Radeon R9 GPU与HBM显存

不过 Fiji 搭配的 HBM 显存是第一代 HBM，存在难以克服的容量问题。所以即便是旗舰定位的Radeon Fury X也不过是4GiB显存容量。而在同一时期，AMD 自己的 R9 390 系列都已做到了 8GiB。在游戏中高分辨率、高特效设置的时候，游戏所需显存会轻易超过 4GiB ，所以搭配HBM显存的Fiji其实是有些尴尬的，它定位高端，但是在一定程度上来说，Fiji 就是中端和高端之间的先锋产品。

AMD Vega GPU与HBM2显存

而这次的 Vega GPU 则采用了 HBM2，容量上可以做到 8GiB、16GiB 等多种规格，不仅涵盖了游戏领域，甚至连对存储容量有较高要求的高性能计算也不在话下，不会再在容量上受人诟病。

和上代产品相比，Vega GPU还几乎完全重新设计了显存控制器。AMD 将 Vega GPU 上的 HBM2 称作 HBC（高带宽缓存），将Vega GPU GPU的显存控制逻辑称作 HBCC（高带宽高速缓存控制器），而不是显存控制器这样的传统称谓。这样的命名在一定程度上是因为