一、前言出乎所有人预料的RDNA2构架

2020年9月4日,当NVIDIA基于新一代Ampere安培架构的GeForce RTX 30系列显卡发布之时,几乎在所有玩家的内心都默默的宣判了AMD的死刑。

因为此前在流处理器数量同的情况下,同时代的NVIDIA显卡性能是远强于AMD显卡,就算是RDNA构架也不能难幸免。RX 5700 XT无法战胜拥有同2560个流处理器数量的RTX 2070 Super,前者是7nm,后者是12nm。

新一代RTX 3090一上来就宣告拥有10496个流处理器,带来的震撼可想而知!至于传说中的RDNA2,很早之前大家就知道了,它最拥有5120个流处理器。恐怕那时没人会觉得RNDA2会威胁到RTX 3090,甚至RTX 3080都可以高枕无忧。

不过如同Zen3处理器带给大家的震撼一样,10月29日发布的RDNA2 GPU的实际性能表现几乎超出了所有人的预料!

RDNA 2虽然是RDNA架构的新版本,并不是完全重新设计。但在RDNA原有的基础上,RDNA2性能提升1倍,能效提升至少50%,ROP单元翻倍,完整支持DX12 Ultimate等技术特性,支持硬件光线追踪。

以上是RDNA、RDNA 2两代架构图,可以发现整体布局没有太大变化,当然各个功能模块都是调整优化过的,而最突出的,一是增加了独立的Infinity Cache高速缓存,二是在每个计算单元内加入了专用的光追加速器Ray Accelerator。

至于RDNA 2架构的底层细节,比如说计算单元的变化,AMD这次没有给出资料,只是简单提到了几点,包括精简TLB以降低延迟、重新设计32位像素流水线并支持HDR格式、优化几何分派与曲面细分、全方位精细时钟门控、频率树分离与门控、最小化数据转移、重新平衡流水线、高性能库等等,但没有任何图示。

以下是RDNA2构架新技术解析

1、Smart Access Memory (SAM)显存智取技术

在游戏运行的时候,CPU是不能一次性访问全部显存的,比如RTX 3090有24GB显存,而CPU只能访问其中的256MB。于是有大量数据会回到内存后给CPU处理器完成后再转移到显存,此时不仅浪费了带宽也造成了无谓的资源浪费。

Smart Access Memory (SAM)可以让搭载AMD 500系列芯片组在搭载Zen3 CPU和RDNA2 GPU的时候,让Zen3 CPU可以完整访问全部显存,而且带宽还是PCIe 4．0的速度,理论上最可以让游戏性能提升13%。

2、Ray Accelerator单元

在RDNA2构架中,加入了硬件光追单元Ray Accelerator!与NVIDIA的完全专用RT Core比,RDNA2的Ray Accelerator紧密集成到了RNDA2的CU之中,并可以共享很在光追中通常未被充分利用到的现有HW。

这是AMD放出的RNA 2光追渲染效果图,可以看到RDNA2实时光线追踪效果与传统光栅化渲染的差别。

AMD声称,比于软件方案,RDNA 2架构的硬件加速光追性能,可以提升10倍之,同时给出了部分游戏的实际性能,2K分辨率下《使命召唤现代战争》可以跑出95FPS,《孤岛危机重制版》可达90FPS,《战地5》能有70FPS。

3、全局Infinity Cache

在大容量三级缓存的加持下,Zen3的IPC性能获得了巨大的性能提升。如今AMD将这个理念带入了GPU领域。

传统的GPU构架中,一般只有1．5～4MB的缓存,RDNA2除了4MB的L2缓存之外,还加入了128MB的全局Infinity Cache缓存,所有的CU单元均可以访问。

AMD Infinity Cache 作为一个巨大的带宽放大器,其有效带宽可以达到256 位 16 Gbps GDDR6 显存的 4 倍。在Infinity Cache的带动下,512GB/s带宽的RX 6900 XT的性能表现足以媲美936GB/s带宽的RTX 3090。

4、Fidelity FX超分辨率抗锯齿技术

针对NVIDIA DLSS深度学习超采样抗锯齿技术,AMD也提出了超分辨率(FidelityFX Super Resolution),简称FSR。目前这个技术正在开发中,不久之后会在新驱动中提供支持

历代AMD显卡在ROP单元数量上都非常保守,最顶级型号的GPU最就只有64个ROP。这一次AMD非常的激进,RX 6800 XT直接就配备了128个ROP,也是GPU历史上第一款拥有128个ROP的显卡。

二、RX 6800 XT图赏2．5槽厚度 整块均热板散热

采用三风扇设计的AMD公版显卡。

顶部视角图,双8pin供电接口。

“RADEON”LOGO通电后可以发光。

公版在散热方面不计成本,没有用热管取而代之的是大面积的均热板,整个面板就是一个大均热板。

显存以及MosFET部分也贴有导热垫。

PCB裸照,15 2供电电路设计,理论上应付500W的功耗都没问题。

供电电路的钽电容在PCB板背面。

背部的钽电容以及CPU背面高密度的MLCC电容。

Navi 21 GPU核心,芯片面积519mm2,268亿个晶体管。

旁边是三星GDDR6显存颗粒,频率16GHz,单颗容量2GB,一共8颗组成256Bit 16GB,显存带宽达到了512GB/s。