GPU Xbox 720 – просто Radeon нового поколения?

Один из самых интересных вопросов, окружающих новое поколение игровых консолей – какой графический процессор в них будет. На этот раз все три производителя, по слухам, используют технологию AMD.

Чем же Durango отличается от графического ядра семейства AMD Radeon HD 7000?

Если слухи верны, графический процессор  Durango будет состоять из 12 “SC” блоков – аналоги CU (Compute Unit – вычислительный блок) от AMD. Каждый SC/CU четыре SIMD, каждый SIMD содержит 16-канальный единичный вектор. Получается 768 шейдерных процессоров, или чуть менее 40% от их количества в Radeon 7970. Каждый SIMD содержит 256 регистров общего назначения (vGPR) и 512 скалярных регистров общего назначения.

Текстуры единиц (TMU) и растровые выходы (ROP), как представляется, выполнены в подобной манере. Durango, как говорят, способна выводить 16 пикселей за такт. С графическим процессоров, работающим на частоте 800 МГц, это дает ядру скорость заполнения 12.8 GPixels/s. Билинейная скорость выборки текстур Durango задается в 38,4 Gtexels/s при получении данных из основной памяти и 153.6 ГБ/с при чтении из 32-МБ кэша ESRAM.

В чем же разница?

Предположив, что эта информация является точной, основное различие между Durango и стандартными GCN (графические процессоры семейства Southern Islands) находится в кэше структуры. Современные видеокарты Radeon имеют 16К кэша L1 с четырехканальной ассоциативностью и общей кэш-памятью L2 с 16-канальный ассоциативностью. Также возможно, что Durango обладает 64-канальным ассоциативным кэшем L1 (еще на 16К) и 8-канальным ассоциативным кэшем L2.

Почему это  важно. Кэш CPU / GPU имеет две цели: во-первых, он должен предоставлять данные процессору как можно быстрее. Во-вторых, он должен быть точным. Увеличение ассоциативности кэша увеличивает вероятность того, что процессор найдет данные, которые он ищет - но это также увеличивает время поиска.

Другое важное различие между GCN и Durango - это количество кэша L2 на SC/CU. Radeon 7970 имеет 32 вычислительных блоков(CU) и 768 К из L2 общей кэш-памяти, разделенной на шесть 128K блоков. Durango имеет 12 вычислительных блоков и 512 Кбайт кэша L2, разбитых на четыре 128K блоков. Пропорционально, гораздо лучше выглядит больший кэш L2, обслуживающий каждую CU в Durango.

GCN и Durango также имеют различные структуры памяти. Современные видеокарты имеют буферы на 1-2 ГБ - как правило, высокоскоростные GDDR5. Xbox следующего поколения придерживает его для 32-МБ кэш-памяти ESRAM и общей пропускной способности оперативной памяти. На первый взгляд, это похоже на Xbox 360 - но все же ситуация здесь несколько иная.

Буфер 10 МБ EDRAM внутри 360 обеспечивает Xenos GPU, используя огромное количество трафика (256/с), но сравнительно небольшой объем памяти. Это существенно сократило количество GPU трафика, который мог бы в противном случае быть перенесены через системную шину.

А теперь взглянем на Xbox следующего поколения. По просочившимся спецификациям консоль предложит 8 Гб оперативной памяти и 68 ГБ / с пропускной способности памяти. Представим это наглядно: процессор Intel Sandy Bridge-E, с поддержкой четырехканальной памяти, предлагают только до 51.2 ГБ/с пропускной способности, используя DDR3-1600. Единственным способом достичь 68 ГБ/с является использование четырехканального контроллера памяти и DDR3-2133. Возможно ли это технически? Совершенно верно. Но учитывая, что консоль производителей, как сообщается, будет стоит $ 399 и $ 499 на старте, это удивительно агрессивные цели.

Имея такой объем пропускной способности системы, Durango бы не так зависела от небольшого высокоскоростного кэша данных для достижения целей производительности, и это, вероятно, создает дополнительные возможности для программистов. Вероятно, выгоды от кэша 32 МБ ESRAM связаны с задержками, а не пропускной способностью, что имеет смысл, учитывая цифры, которые мы видели.

Выводы и неизвестные

Было бы легко, читая эту информацию, сделать вывод, что GPU Xbox Дуранго - обычный Radeon 7770, и принять его производительность как то, что мы уже видели.

Легко - и неправильно.

Мы не знаем, как выглядит часть уравнения со стороны процессора, или до какой степени Durango сможет использовать архитектуру Fusion от AMD. Пока не ясно, имеет ли GPU прямой доступ к кэшу процессора (как у GPU  в Xbox 360 Xeno) или нет. GCN был разработан для использования 4 КБ страниц виртуальной памяти и 64 б строк кэша из-за стандартов x86. Вполне возможно, что Durango в дальнейшем объединит эти возможности.

Даже если бы мы знали, что аппаратная конфигурация именно такая, спекулировать  на производительности было бы глупо. Названия консолям даются гораздо ближе к их базовым аппаратным обеспечением, чем их компьютерных эквивалентов. Нет необходимости проверять работу фоновых процессов на игровой консоли - вся мощь платформы идет на конкретную задачу.

Если же имеющиеся сведения являются точными, Durango получит в 5-6 раз больше GFLOP, чем в Xbox 360, и получит доступ к 4 ГБ выделенной памяти системы по сравнению с 512 в его предшественнике. Это достаточно мощно, чтобы возглавить новое поколение игр и стимулировать распространение DX11 во всей отрасли. Будет ли Durango такой же мощной, как PS4​​? Пока сказать невозможно. Если прошлое поколение что-то доказало, так это то, что разработчикам удалось сохранить и Xbox 360, и PS3 примерно равными, а различие в основном составляли конкретные игры в пользу то одной платформы, то другой.