从身世到技术特点，全面解读AMD翻身神器Vega GPU构架

一直以来，AMD给我们的印象就是其产品相对对手英特尔、NVIDIA而言较为廉价，还有就是它的PPT一向作风高调，而等到实际产品时却给用户很大的落差。同时由于它的CPU性能显著落后于英特尔，而且在近十年的漫长时光里毫无追赶的起色；GPU领域也是长时间落后于NVIDIA，难于翻身，所以在业界就有许多人将AMD戏称为"万年老二"。

而最近，在CPU领域，我们看到了AMD的强势崛起，代号为"Zen"的锐龙Ryzen系列处理器如期上市，强悍的性能已经可以和英特尔分挺抗礼，而更低的功耗、显著的价格优势以及强大的后续潜力，感觉都会让英特尔有点措手不及。AMD可谓是打了一个翻身仗，重新回到了微处理器的一线，扬眉吐气了一把。

2017年，AMD也将在图形领域发力，代号为"Vega（织女星）"的新一代GPU架构即将降临，同样给图形市场带来较大的悬念。

Vega架构的前世今生
虽然顶级GPU价格昂贵，用户不多，但NVIDIA和AMD都竞相追逐"性能王座"的光环。比如，NVIDIA在大芯片、高性能的方向上一路到黑--原因很简单，高性能具有指标性意义，用户并不会对技术了解太多、也大多不会综合考虑，通常会简单地选择性能最强的一家，因为这么做肯定不会出错。

在前面的几年，AMD一度以多芯片、注重性价比的方式为产品哲学，但事实是它的市场份额一路下跌，在2015年三季度，它在独立图形市场的占有率惨跌到只有20%，出现NVIDIA一家独大，AMD濒临出局的局面。

在这一阶段，AMD境况糟糕，幸亏它接连拿下索尼、微软、任天堂三家游戏主机的图形芯片定制业务，这更多是有赖于灵活的方案定制和性价比优势，而NVIDIA则放弃了这个市场，它走向更广阔的通用计算领域，并成为挑战英特尔的重要力量。另一方面，AMD与微软和业界建立了良好的关系，与英伟达封闭的方案不同，AMD倡导建立起开放性的OpenCL通用加速方案，并获得业界的广泛支持，它所欠缺的是，是一款能够具有与对手顶级产品匹敌的利器。

痛定思痛，AMD决意在新一代架构中另起炉灶，重新回到高性能的正确轨道上来，只是这个旅程并不顺利。早在2014年末，AMD在一些内部会议中就透露在开发一款名为"格陵兰（Greenland）"的新一代GPU架构，这款芯片将采用14纳米，TDP热设计功耗在250W级别，而它的每瓦性能达到Hawii（夏威夷，Radeon R9 290 系列）的两倍以上！不过在后来，我们并没有看到格陵兰的消息。当年底AMD带来的是代号为"Tonga（汤加）"的新核心，内核架构从夏威夷的GCN 1.1提升到GCN 1.2版，但这也只是小幅度的改良，并没有涉及架构的深度改变，很多用户就将"汤加"理解为"夏威夷"的换名马甲版。

2015年末，AMD推出代号为Fiji（斐济）的核心，它的内核依然是"汤加"，只是改用HBM1高带宽显存、减小了体积，内核架构提升到GCN 1.2+，但性能依然提升不大，且功耗较大的毛病并没有克服。直到2016年中，AMD接着推出持续改良的"Polaris"架构，而这时DirectX 12开始在新一代游戏中获得应用，Polaris的良好支持让它在新游戏中增色不少，也得益于此，AMD在图形市场的份额才小幅度提升到接近30%左右。

而在这期间，NVIDIA先后凭借Maxwell（麦克斯韦，2014年）、Pascal（帕斯卡，2016年）架构不仅占领了性能王座，更是凭借良好的性能功耗优势、通用计算性能以及强势的整体营销，获得市场的绝对主导权。

第一，毫无疑问就是相对孱弱的架构性能。比如Polaris架构的RX480处理器，像素渲染速度只有35.8GPixl/s，而同期NVIDIA基于"帕斯卡"的GTX1060处理器比它快了一倍、渲染速度高达72.3GPix/s。在如此巨大的性能差异面前，AMD自然无力推出能够与NVIDIA抗衡的旗舰产品，退出了对显卡性能风向标的角逐，用户的选择天平不可避免朝向NVIDIA倾斜；

第二，GPU功耗的偏高、每瓦性能指标偏低，即便Polaris改用格罗方德（GF）的14纳米工艺，功耗表现也并没有提高多少。显然，这主要是Polaris架构、或者说AMD GCN显卡架构存在的根本问题-我们很容易联想到，AMD在CPU架构上也是同样的表现。

既然如此，AMD要想在图形市场打一场翻身仗，除了推出下一代高性能的微架构与英伟达硬碰硬以外，没有别的捷径好走。而它接下来要推出的，代号为Vega的能否承担这样的使命，给外界留下了很大的悬念。

Vega架构的四大特点
Vega架构是拉加·库德里（Raja Koduri）回炉AMD的首期之作。拉加·库德的职业生涯始于大名鼎鼎的S3 Graphics，后来进入ATI公司并成为图形技术的领军者之一。2009年AMD并购ATI，给业界带来很大的波动，拉加·库德里此时担任图形业务的首席技术官，不过并购不久就被乔布斯挖走、为苹果公司研发新一代图形处理器。不过在2013年4月，他重新又回到了AMD、重新执掌图形技术部门，负责新一代产品的开发-值得一提的是，AMD现时大火的Ryzen处理器架构，主导者也是从苹果重新回炉的Jim Keller，而当年他是K7和K8架构的架构设计者，一手打造了AMD处理器的辉煌时代（遗憾的是，Jim Keller已于2015年9月从AMD二度离职）。

拉加·库德里回到AMD之后，被任命为视觉计算企业副总裁(Corporate Vice President of Visual Computing)，同时负责GPU的硬件开发以及软件平台设计。之后的Fijii、Polaris两代改良架构都是在他的领导下进行，我们也得见此后AMD的图形业务缓慢回升，缩小了与对手的差距-但GCN架构使然，难以有根本性的改观。因此，新一代的Vega架构让外界报以很高的期望。