AMD喜迎50周年 全方位施放「大招」

對於AMD來說，2019年註定是一個不平凡的年份：這可不僅僅是因為這家老牌晶元企業剛剛迎來自己的50周歲生日。更源自於其近年來在產品力上的巨大升級，令無數消費者重新迎來了高性價比、高性能的計算與遊戲體驗，更促進了市場良性競爭環境的重新形成、加速了新技術的更新換代。也正因為如此，大量的電腦愛好者近年來都對AMD「路轉粉」，甚至忍不住要贊上一聲：

AMD，Yes！

平心而論，在我們為Zen架構、為銳龍處理器、為Radeon VII的性能飛躍和良心定價而歡呼的時候，大部分人其實都已經忘記了AMD研發團隊曾經遭受的誤解和批評，更鮮有人知道他們是如何在過去的幾年時間裡默默地積攢著力量，只為了那有朝一日的揚眉吐氣。

E3大展前，當AMD在洛杉磯舉行的 「NEXT HORIZON GAMING」大型活動上，正式披露了第三代銳龍桌面處理器的技術細節，更發布了七年來全新RDNA架構的Radeon RX5700系列顯卡之後。一切的隱忍、長達十年甚至更久的技術積澱、以及那個關於融合計算與遊戲、融合CPU與GPU的偉大規劃，終於全部迎來了它們應有的回報。，現在AMD人終於可以昂著頭說「我們終於拿回了屬於自己的東西」

對於現代圖形處理器（GPU）而言，單純的多邊形生成能力早已不再是唯一的性能指標。一方面來說，內容創作者與遊戲玩家在「計算」與「顯示」需求上的不同側重，迫使GPU設計方向需要同時兼顧兩種不同運算模式的性能表現；而另一方面來說，隨著半導體製造成本的提高和消費者性能需求的持續增長，單純依靠「堆料」實現性能進步的時代早已一去不復返。

而這也就意味著，對於曾在ATi/AMD工作了十四年，領導研發出了從R300到HD7970在內的歷代經典顯卡架構的業界大神Daivid Wang和他現在的團隊來說，擺在他們面前的課題，便是要設計一款既具備在計算和圖形兩方面性能彈性的GPU架構，同時還要保證其具備高能效和和較低的製造成本。

好在，作為受人尊敬的資深從業者，David和他的同事們即便是面臨著極大的壓力，也依然做到了對於用戶戶需求的深刻洞悉和對當今業界前沿技術的再度突破。在緊迫的時間和巨大的市場壓力下，最終呈現在我們面前的，就是全新的、令人感到融合了AMD 過往技術精髓、同時又充分面向未來需求的RDNA顯卡架構，以及我們當前所看到的，首批運用這一新架構的Radeon RX5700系列顯卡。

又一個經典的「小核心大能量」

回顧AMD顯卡的歷史不難發現，高能效、定位精準的小核心設計曾經數次幫助Radeon GPU名利雙收：從最初的HD3870、HD4860到後來的HD6970乃至近年來的RX400、RX500系列，莫不是小核心高性能的優秀代表。

就在不久之前，AMD推出了全球首款採用7nm製程的桌面顯卡Radeon VII，它從某種意義上來說，其實是旗艦Vega大核心在新製程下的「重製增強版」。而相比之下，全新的RX5700系列才是真正繼GCN之後的新架構，同時也是AMD又一次以中小規模的核心作為新技術首發的實例。

RX5700系列的核心有多小？根據AMD公布的官方數據顯示，採用7nm製程的它核心面積僅為251平方毫米，相比之下此前的14nm旗艦RX Vega64核心面積高達495平方毫米，幾乎是前者的兩倍。然而，與老旗艦相比，RX5700XT的絕對性能提高了15%，同時功耗下降了23%。這就意味著它的能效達到了Vega64的150%，而單位面積上的性能更是Vega64的2.3倍之多。

在進一步對比中，RX5700XT能在1440P解析度下達到相當於此前Vega56顯卡在1080P設置下的幀率，甚至還略有領先。正因為如此，AMD驕傲地將全新的Navi10（也就是RX5700系列）稱之為當前最好的1440P解析度遊戲顯卡。

全新RDNA架構：訣竅在於給「工頭」減負

RX5700系列的「能量」從何而來？可能很多人首先想到的是7nm的製程紅利。但實際上根據官方資料顯示，在此次新顯卡的性能提升中，來自製程的直接好處只佔了不到30%，來自頻率提升的因素只有10%多一點，而高達60%的性能增長幅度都源自全新的架構設計。而這，自然也就讓人對AMD圖形部門此次隆重推出的全新架構——RDNA，有了更多的好奇心。

RDNA是AMD的第五代Radeon顯卡架構

首先需要明確的是，按照AMD方面的代際劃分，RDNA架構屬於AMD顯卡自誕生以來的第五個大世代。和此前的GCN架構相比，RDNA這一次最大的改變就是它更加註重計算性能，甚至可以說是首次將一塊顯卡的計算能力和圖形顯示能力放到了完全對等的地位上。之所以這麼說，秘密就在於RDNA架構執行單元的大幅改動和它首創的「雙計算單元（Dual Compute Unit）」設計上。

CU內部結構：GCN對比RDNA

七年前，AMD在初代GCN（HD7970）中設計了由一組標量（Scalar）單元和四組矢量（Vector）單元組成的計算單元（Compute Unit）作為架構的「模塊化」構成單位。其中，每一個CU內含一個標量單元和四組矢量單元，每組矢量單元由16個算術邏輯單元（ALU）構成。當然，ALU在我們的俗稱中，就是所謂的「流處理器（SP）」，GCN架構的每個CU含64個SP，就是這麼來的。

這樣的架構有什麼好處呢？通俗地說，理論上GCN架構每個時鐘周期應該能夠同步進行4個線程的16寬度算術邏輯運算。這看起來效率很高，但問題就在於，對於當前的主流通用計算編程而言，很多時候計算寬度需要的是64寬度的運算。一旦遇到這種情況，GCN架構需要將其拆分成4個16寬度（這其實沒有問題）運算來進行指派。但是由於GCN架構的標量單元數量不足（一個標量單元需要對應四組矢量單元），這就可能導致CU內部需要花費四個時鐘周期分別進行任務指派和運算，如此一來，不僅運算耗時變成了四倍，而且每個時鐘周期都有75%的矢量單元處於閑置狀態，效率就相對較低。

相比GCN，RDNA在部分場景下有著四倍的效率

為了解決這個問題，RDNA架構最大的改進之處，就在於將每個CU內部的標量與矢量單元組數量對應關係從原來的1:4改成了2:2——現在，RDNA架構的每個CU還是包含64個流處理器，但是它不再被分為四組，而是被分成了兩組，每組32寬度。與此同時，RDNA架構加倍了每組CU內部的標量單元數量，現在每一個32流處理器構成的矢量單元組都擁有了自己的標量單元。當再次遇到64寬度的運算需求時，兩個標量單元能夠同時將其拆分為兩個32寬度運算，同時交由各自的矢量單元組運行。如此一來，在執行64寬度指令時，RDNA的每一個CU只需要一個時鐘周期就能完成，效率提升了三倍。

打一個通俗的比方的話，以前GCN架構內部的每一個「車間（CU，計算單元）」只有一個工頭（標量單元）指揮四隊共64名工人，而現在的RDNA架構改成了兩個工頭指揮兩隊共64名工人——是不是效率就高很多了呢？

緩存與色彩壓縮改進：不止於2K解析度

在重新優化了計算單元之後，RDNA架構理論上已經擁有了比GCN高得多的計算效率。但是，至少在當前的RX5700系列顯卡中，RDNA架構又面臨著一個新的掣肘：顯存帶寬。

是的，這一次RX5700全系標配了位寬256bit的GDDR6顯存，這讓它在面對潛在對手RTX2070時一點也不虛。但大家都知道，今年年初的Radeon VII可是有著4096bit的HBM2超高帶寬顯存技術加持。就算目前的RDNA新架構顯卡定位並非旗艦，但可想而知的是，AMD顯然還引入了新技術，來讓全新架構在內部緩存帶寬上不至於輸給「前旗艦」。

這個新技術，就是本次RX5700系列全新設計的多級緩存結構。首先，AMD的圖形團隊為RDNA架構增加了一個獨特的L1緩存。不同於傳統多級緩存中L1隻能充當L0（0級緩存）的備份和緩衝作用，RDNA架構的L1緩存既可以被L0緩存讀取和寫入，也能同時直接被ALU（算術邏輯單元）讀取和寫入。這樣一來，就相當於在ALU和L0直接額外多了一個容量更大的緩衝池，變相增加了L0緩存的等效帶寬。

華碩為AMD推出的世界首款支持DSC壓縮技術的大尺寸4K遊戲顯示器

其次，雖然AMD聲稱如今的RX5700系列是為2K解析度遊戲設計，但他們還是在新架構的多級緩存、顯存、顯示引擎和光柵化單元間大量運用了DCC色彩壓縮演算法。這意味著RX5700系列表面上看起來「只有」256bit位寬的GDDR6顯存，在實際使用中卻能發揮出超常規的吞吐量，從而輕鬆支撐起4K、高幀率、HDR遊戲所需的顯示帶寬。

硬體也得軟體配：這次AMD又良心了

有了全新設計的第五代圖形計算架構作為支撐，AMD這次可不僅僅只是推出了全新的中高端「小鋼炮」這麼簡單。要知道，與新硬體伴生的，當然還有全新的軟體和功能體驗。

頗為有趣的是，儘管AMD用了很大篇幅在數天的發布會裡強調RDNA新架構的計算性能，但畢竟這是在E3展前，AMD自然懂得遊戲玩家們希望看到的是什麼。因此，與Radeon RX5700共同宣布的，還有AMD全新的三大遊戲黑科技：AMD Fidelity FX開源圖像質量工具包、Radeon Image Sharpening遊戲後處理銳化演算法以及Radeon Anti-Lag遊戲抗延遲技術。

Image Sharpening的對比效果

其中，Fidelity FX和Image Sharpening都旨在改善遊戲畫面對比度和清晰度，只不過一個是供開發者使用的特效，而另一個則屬於後期著色技術，將會直接集成在未來的Radeon ADRENALIN 19.7.1驅動中，讓廣大玩家們體驗不會降低幀率，只需一鍵開啟，遊戲立刻「高清化」的神奇效果。

相比之下，Radeon Anti-Lag遊戲抗延遲技術想必會讓電競選手們歡呼雀躍：從原理上來說，它有點像是CPU和GPU之間的「垂直同步」——通過調整CPU對於鍵鼠點擊操作的相應節奏使其與顯卡的渲染同步， Anti-Lag技術能將鍵鼠輸入到屏幕顯示的延遲降低30%以上。這是什麼概念呢 ？它其實就有點類似我們手機、平板上的「觸摸跟手度」—那種即點即開、指哪打哪的感覺，說不定甚至比換一套更好的鍵鼠帶來的改變都還要更加明顯。當然，如果說有了Radeon Anti-Lag，玩遊戲還是感覺不跟手，那或許就真的意味著你該換一套鍵鼠，或者換一顆更好的CPU了～

第三代銳龍處理器，新架構更勝新製程

說到CPU，就不得不提到AMD如今備受關注的第三代銳龍桌面處理器了。在此前的台北電腦展上，我們已經見識到了全新銳龍處理器大為進步的多核心規格、真正追平甚至反超競爭對手的單核心性能。不過，在這次的NEXT HORIZON GAMING活動期間，我們還是首次得以一窺全新Zen2架構的諸多技術細節。

一個CCD Die，也就是八核心型號

兩個，自然就是最大十六核心了

比如說，相比於此前的Zen與Zen+架構，Zen2最大的特徵在於其將CPU的計算模塊與包含內存控制器、PCIE通道控制器、CPU模塊間互聯控制器等在內的IO模塊進行了物理上的分割。其中計算模塊以最新的7nm工藝製造，換來雙倍的密度和相同性能下大降50%的功耗水準（當然這也就意味著更高的主頻成為了可能）。而IO模塊則採用12nm打造，從而使這些原本就不需要高頻率的功能組件成本得到有效控制，自然也就使得新款CPU的性價比更上一層樓了。

當然，對PC技術敏銳的朋友們可能看出來了——把包含內存控制器的IO模塊從CPU里「拿」出來，這不就是許多年前的北橋晶元嗎？事實上，早在台北電腦展之後，就曾有媒體好奇Zen2架構的外置內存控制器設計是否會對CPU的延遲性能造成影響。針對這一點，AMD此次也終於做出了明確的解答：事實上，得益於大大增加的匯流排帶寬和翻倍的三級緩存，如今的三代銳龍處理器不僅內存延遲大為減少，甚至就連此前一直表現欠佳的內存超頻潛力也實現了大翻身。據官方數據顯示，三代銳龍的內存控制器可以輕鬆支持到DDR4 5100MHz以上的超高頻率，而如果是對延遲敏感的用戶，AMD則建議搭配DDR4 3200 C14或者DDR4 3600 C16的內存來使用。這在過去都是只有少數旗艦主板才能勉強達到的高頻率，如今隨著三代銳龍台式機處理器的推出，也有望成為一般消費者都能享受到的性能表現了。

除了外置IO模塊之外，本次的三代銳龍處理器在計算核心本身的架構上也同樣進行了大刀闊斧的改動。其中，最顯著的便是引入了近年來學術界熱門的TAGE（TAgged GEometric history length）分支預測器，作為CPU設計領域的前沿技術，TAGE預測器僅需要少量增加晶元面積，便能換來大幅度的性能和功耗改善。而三代銳龍處理器本身有著7nm的新製程「撐腰」，用起這一技術自然是毫無顧忌。再加上新增對AVX256浮點指令的支持，使得這一次的銳龍處理器在專業多媒體處理性能上也有極大幅度的提升，配合改進的超線程能力（算術邏輯單元與地址生成單元的比例從4:2增加到了4:3），最終令Zen2架構的三代銳龍處理器收穫了高達15%的每時鐘周期性能提升。

事實上，AMD對於這一次的CPU架構革新也十分滿意，以至於他們認為在本次Zen 2架構的性能提升中，新製程所作出的貢獻，還遠遠比不上新架構帶來的改變。換句話說，無論是理論分析還是實際性能，都再一次批駁了那些認為AMD的新產品僅僅只是得益於「製程紅利」的觀點。

50周年的AMD，正在全方位地「放大招」

在本次AMD NEXT HORIZON GAMING活動的伊始，被中國網民們昵稱「蘇媽」的AMD CEO蘇姿豐博士便驕傲地宣稱，AMD是當前唯一一家能同時在PC、主機、雲端和移動市場領導遊戲技術發展方向的企業。

事實上，關注AMD的朋友們可能都知道，就在前不久，AMD接連收穫了包括索尼次世代主機PS5、谷歌雲遊戲服務、三星未來移動GPU項目在內的多個大單，充分證明了其技術的先進性與產品的高性價比。

就在本次活動上，作為50周年大慶的「獻禮」，AMD一口氣拿出了多款意料之外的重磅產品，包括限定的Radeon RX5700XT 50周年紀念版顯卡，此前一直深藏不露的16核32線程銳龍9 3950X旗艦處理器，換用金屬導熱材質、支持全新自動超頻技術的銳龍5 3400G APU等硬體新品，以及給消費者帶來進一步免費福利的Radeon Image Sharpening遊戲畫質提升技術、Radeon Anti-Lag遊戲抗延遲技術、帶有更多專業超頻功能、且不限定主板品牌的全新BIOS等等軟體功能和應用。

除此之外，伴隨著AMD銳龍處理器、Radeon GPU如今在個人電腦與數據中心市場的高速成長，它們也收穫了比過去更多的合作夥伴。就在前不久，微軟剛剛全面推送了Windows 10 的2019年五月版更新，它其中的一個隱藏屬性，便是針對AMD銳龍處理器進行了大量優化工作：包括更快速精準的主頻控制、更智能的CCX核心調度策略等。單此一次系統更新，便可以讓銳龍處理器在部分遊戲中的幀率提高15%，多個應用打開的速度加快6%……而這一切，都反映出了當前AMD產品競爭力越來越強，大有逐漸掌控主流市場技術方向的趨勢。

43年前（1976年），AMD與Intel達成專利相互授權，從此打下了「雙強鼎立」的基礎；38年前（1981年），AMD製造的晶元進入太空梭，創業不過12年的企業得到了最高級別的質量認可；20年前，初代速龍處理器發布，性能逆襲的神話由此展開；13年前，AMD收購ATi，艱難的融合之道自此開啟；2年前，初代Ryzen（銳龍）處理器發布，AMD吹響了技術與市場雙重反攻的號角……而現在，當曾經的矽谷叛逆者們已然成長為一家有著50年輝煌歷史，產品線覆蓋幾乎所有電子娛樂領域的技術巨頭時，AMD卻依然沒有放鬆進取的步伐。截止至本文截稿，AMD股價再次回到歷史最高位區域的33.23美元，我們三易生活也見證了蘇媽擔任CEO以來AMD股價狂飆20倍的奇蹟，也不由得在心裡默默喊出「AMD, YES!」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！