Martes , diciembre 6 2016
Inicio / Tarjetas gráficas / Arquitectura AMD ‘Polaris’ al detalle

Arquitectura AMD ‘Polaris’ al detalle

Las nuevas gpus de AMD bajo la arquitectura ‘Polaris‘ por fin están entre nosotros, y tras analizar el rendimiento de la RX 480, vamos a enfocar éste artículo desde un punto de vista más técnico, alejados de las tradicionales tablas comparativas, números y rendimientos que tan acostumbrados estamos.

amd polaris

No vamos a enrollarnos en exceso y vamos a desglosar este artículo en varias partes. La primera y más importante veremos el nuevo esquema GCN 4.0 con el diagrama de la RX480, hablaremos de su front-end y las modificaciones que ha sufrido, las partes intermedias como Shaders, controladores de memoria etc y finalmente las partes menos importantes pero que poseen su relevancia. Demos comienzo…

Diagrama de RX480. ‘Polaris’ en todo su esplendor.

amd polaris

Tan solo con echar un vistazo, no podemos evitar tener en mente una de las gpus relevantes de la anterior gama media, la R9 380/380X, pues éste esquema es tremendamente similar en composición y ubicación a los elementos que componen la nueva ‘Polaris’.
Mucho se ha discutido acerca del cómputo asíncrono pero todo indica que irá cobrando aun más protagonismo con la realidad virtual (VR en adelante) así como las apis de bajo nivel (Directx 12 y Vulkan), pero éste es otro tema que no venimos a tratar sino que novedades trae ‘Polaris’ y que tendremos con ellas.

Te recomendamos la lectura de nuestra guía de mejores tarjetas gráficas.
El nuevo esquema del front-end dispone de 4 motores de cómputo asíncrono (ACEs) y dos nuevas unidades HWS (Hardware Scheduler), o traducido a nuestro idioma, programadores de hardware.

polaris4

Los HWS tendrán Shaders disponibles en todo momento para una tarea concreta, siendo ésta la que más prioridad tenga en acceder a esos Shaders. Este completo y complejo funcionamiento resulta de vital importancia para las nuevas apis de bajo nivel (DX12 y Vulkan) o para la VR ya que era muy difícil garantizar los recursos disponibles complicando las labores de cómputo, como por ejemplo para el procesamiento de audio, planificar procesos y gestionar el balance de recursos entre tareas de cálculo y gráficos reduciendo la dependencia de la CPU. Cada una de éstas unidades puede acceder a la totalidad de la gpu de forma individual.

polaris6

A estas nuevas unidades se accede vía microcódigo, es decir que son programables pudiendo AMD actualizar su funcionamiento. Paulatinamente irán llegando juegos o software que lo soporten y sean los programadores los aprovechen sus características. Estas unidades están disponibles en la 480, 470 e incluso la 460 sin recortes.

Compute Units y Motores de Geometría.

El sistema de Shaders por Compute Unit sigue siendo el mismo, 64 Shaders por cada uno de ellos. En la RX480 tenemos un esquema de 36 CUs dando un total de 2304 Shaders en total.

polaris5

polaris7

Las mejoras que tenemos son principalmente en las caches y en el prefetch (prelecturas) haciendo el almacenamiento de instrucciones más eficiente. La cache nivel 2 ha ascendido de 768Ks a 2Mb y además de ser más eficiente de acceder ahora también se puede agrupar.

El buffer para guardar las oleadas de instrucciones es mucho mayor, y es el que está a la espera de tareas. Y como novedad tenemos la capacidad nativa de ejecutrar operaciones Fp16 e Int16. Respecto a la arquitectura Hawaii, AMD nos dice que tenemos hasta un 15% más de rendimiento por bloque sobre ésta con Polaris.

polaris3

Por fin, una de las mejoras más esperadas viene de los motores de geometría. Trae consigo el nuevo ‘Primitive Discard Accelerator‘. Esta unidad tiene la simple tarea de no cargar la geometría que está detras de un objeto o que es lo suficientemente pequeña como para no ser  visible, usando su pipeline para descartar rápidamente las tareas que no serán útiles por otras que si lo serán beneficiando siempre la experiencia del usuario, es decir ganando en eficiencia y rendimiento.

Fijándonos en la imagen de más arriba, vemos como se ha añadido un ‘Index Cache’, que básicamente es una pequeña cantidad de memoria para geometría de instancia, es decir para objetos o cosas que se repiten en pantalla una y otra vez, evita que se recurra a la memoria cache L2 pudiendo almacenar de forma local esa información ganando de nuevo en eficiencia y ancho de banda de memoria.

Memoria y Delta Color Compression.

Tal y como sucedió con la veterana R9 285, se estrenó un sistema de compresión de color para así ahorrar ancho de banda de memoria, técnica ideal para gpus con ‘poco’ ancho de banda o no tan grande como en modelos superiores.

amd polaris amd polaris

polaris52

La nueva RX 480 dispone de un total de 256Gb/s de ancho de banda, cifra bastante superior a las encontradas dentro de su mismo segmento en las pasadas generaciones, como la 380X que rondan los 180Gb/s pero que a su vez es una cifra inferior a la 290 donde AMD nos indica que ‘Polaris’ es más eficiente y posee un ancho de banda en la práctica más efectivo debido al aumento de ancho de banda y la compresión de color. Esta diferencia llegaría hasta un 40% de ahorro de energía de acuerdo con AMD.

Esto es debido al aumento de memoria cache L2 y de su nuevo proceso de fabricación en 14nm Fin Fet pero realmente es por su nuevo sistema de compresión, teniendo un ratio de 2/4/8:1. Cada vez que pueden ser comprimidos los datos, éstos se almacenan en la cache en menor medida ahorrando energía, además de ser compatible con altas cantidades de memoria como los 8Gb gDDR5 que posee.

Conectividad y vídeo.

polaris22

 

Tanto la arquitectura de Nvidia ‘Pascal’ como la nueva ‘Polaris’ de AMD  han puesto al día toda la conectividad de sus tarjetas, disponiendo de hasta 3 puertos DisplayPort y un HDMi 2.0 rev.B compatible con vídeo HDR (High Dynamic Range), un ancho de banda disponible de hasta 18Gbps y con una resolución máxima de 4K@60Hz, resolución 4 veces mayor que el estándar actual.

En cuanto a audio es capaz de sacar 32 canales para una mayor inmersión espacial.

polaris29 polaris28

 

Los DisplayPorts se actualizan a la versión 1.4 para garantiar un mejor color utilizando Display Stream Compression y llevar así altísimas resoluciones como 8K con una tasa de refresco de hasta 60Hz y llevando los 120Hz a pantallas 4K con soporte HDR.

Toda la gama ‘Polaris’ soporta HDR, algo realmente importante para mostrar mejores píxeles, un rango de color más amplio y contraste. A lo largo de 2016 y sobre todo 2017 irán llegando al mercado monitores y TV con soporte para ésta tecnología, de caracter importante sobre todo para los amantes del cine ya que el estándar Ultra HD Bluray llegará junto a ellos siendo también compatible con HDR.

polaris24

No sólo los cinéfilos disfrutarán de ésta tecnología sino que también llega para los gamers más exigentes!.

En resumen, tenemos una puesta al día de la más que conocida y todoterreno arquitectura Graphic Core Next, actualizando las partes más críticas como las unidades de geometría que se encargan del teselado, las unidades HWS más precisas para cómputo asíncrono en lugar de poner tantos ACEs así como ahorrar en ancho de banda. Es una gpu con mucho potencial y un precio asequible para lo que suelen ser éste tipo de tarjetas, que empezaremos a ver próximamente el auténtico desempeño de la misma con drivers maduros que puedan sacar partido a las tecnologías aquí descritas y la llegada masiva de modelos ‘custom’.

 

Estos son los apartados que más nos han gustado y esperamos que muchas de las incógnitas os queden resueltas, pero os dejamos una galería de imágenes con toda la presentación de la arquitectura para que tengáis mayor detalle de lo analizado hasta aquí.

Recuerda puedes dar tu opinión a nuestra review de la AMD Radeon RX 480, el nuevo bombazo de AMD en tarjetas gráficas de gama media y alta.

¡Hasta pronto!

Sobre Ivan Moreno Mendoza

Músico aficionado, jugador empedernido, estudiante de programación web ... Persona que adora la informática y el hardware principalmente, y con ganas de seguir aprendiendo toda mi vida!.

Te recomendamos

amd-zen

AMD Zen vendria con frecuencias de 3.2 @ 3.5GHz

Los procesadores AMD Zen se están acercando a nosotros y con el paso de los …

  • Mario Alberto Morales

    Muy interesante realmento espero que los AMD crimson incluyan un convertidor de video capas de aprobechar las caracteristicas de la grafica por que practicamente ningun programa soporta las caracteristicas de amd y VCE es realmente genial.