AMD的殺手锏 "北極星"GPU架構消息匯總

    相對于如今已呈“擠牙膏”般龜速前行的CPU領域，GPU的性能雖然伴隨著產品更新換代而得到了顯著的提升，但在制造工藝方面的前進腳步卻略顯遲緩，直到現在，各位能夠買到的最新一代顯卡產品的GPU依然采用早在2012年就正式量產的28nm工藝。

    時代在發展，技術在進步，盡管28nm工藝已經非常成熟，但它終將走下歷史舞臺。就在今年（2016年），AMD、NVIDIA這兩位GPU行業巨頭的新一代GPU產品都將采用更新的制造工藝。就在今年年初，AMD展示“革命性”的北極星GPU架構時，就確認基于“北極星”架構的GPU將采用14nm工藝打造。 

    得益于AMD的高調以及“北極星”架構與產品的相關信息頻繁現身于近期國內外眾多媒體的頁面上，它在近期獲得了明顯高于其最主要競爭對手——NVIDIA“帕斯卡”許多的關注度，成為了當前最受關注的GPU產品，因為NVIDIA“帕斯卡”近期的曝光度相對于AMD“北極星”而言就要遜色許多了。

    基于AMD“北極星”獲得了如此高關注度這一狀況，我們收集并整理了自AMD北極星GPU架構公布至今（截止1月26日0：00）的主要相關信息，以便于各位網友能夠更便捷的了解AMD“北極星”架構。（本文的內容來源于各媒體的爆料與AMD的官方PPT）

    （一）什么是AMD“北極星”架構？

    在剛剛過去的2015年里，我們看到AMD推出了三款隸屬R9 Fury系列的高端顯卡，雖然其GPU規格變得更為強大，但它們自身搭載的“Fiji”核心在架構上相對于上代優異GPU“Hawaii”而言變化并不大，只是在顯存控制器、CU總量上有所不同。

    但根據AMD于2016年年初公布的AMD“北極星”架構相關信息來看，“北極星”是AMD為第四代GCN架構——GCN 4.0專門取的一個新名字，因為AMD“北極星”架構（GCN 4.0）與前兩代GCN架構相比變化很大，是全方位的提升。其中最顯著的改變，就是采用了全新的1xnm FinFET制造工藝。全新的14nm FinFET工藝，將帶給AMD“北極星”架構GPU更高的性能、更低的漏電流以及更低的耗電量。

14nm FinFET工藝帶來的好處——更高的性能、更低的耗電量

    PS：關于“北極星”這個名字的由來，AMD是這么解釋的：“我們的目標是在每一臺設備上高效率地驅動每一個像素。星星是我們宇宙中最高效率的光子生成器。這種效率就是我們生成每一個像素的靈感來源?！?/p>

“煥然一新”的GCN 4.0——AMD“北極星”架構

    基于AMD“北極星”架構的GPU產品，不僅會采用全新的14nm FinFET工藝，“北極星”架構的細節層面還會得到全面翻新，包括顯示核心、計算引擎、指令調度器、幾何處理器、多媒體核心、顯示引擎、二級緩存、顯存控制器等等，幾乎每個單元都是煥然一新。根據AMD已公開的資料來看，基于AMD“北極星”架構的GPU核心主要增加了原語丟棄加速器(Primitive Discard Accelerator)、硬件調度器、指令預取、高效著色器、顯存壓縮等等，其中最后一個可在不改變顯存位寬和頻率的前提下，有效提升顯存帶寬。

AMD“北極星”架構的特點

    多媒體方面則加入了4K H.265 Main10硬件解碼、4K H.265 60FPS硬件編碼，完整支持4K超高清體驗。顯示引擎方面，正式支持HDMI 2.0a、DisplayPort 1.3兩大最新輸出標準，同樣為4K體驗打好了基礎。

    至于顯存配備方面，搭載AMD“北極星”架構GPU的新一代AMD顯卡并不會全部采用HBM高帶寬顯存。盡管三星已經推出了4GB容量的第二代HBM顯存，但基于去年HBM顯存的缺貨導致R9 Fury系列顯卡產能不足這一狀況，AMD對于是否全線配備HBM顯存這事變得相當謹慎，再加上采用HBM顯存會影響到產品的成本，在距離HBM顯存普及還有數年時間的前提下，也許只有旗艦級別的AMD“北極星”GPU才會搭配第二代HBM顯存，而面向主流的產品或許會繼續沿用已經成熟許久的GDDR5顯存，或者搭配美光力推的GDDR5X顯存。

AMD“北極星”架構能夠帶來更出色的性能功耗比表現

    受益于細節層面的全面翻新以及全新14nm FinFET工藝的助力，采用AMD“北極星”架構的GPU產品將會在“性能功耗比”（簡稱能耗比）方面帶來非常出色的表現，與之前的產品相比更是可以用“歷史性的飛躍”來形容。

    通過上面這部AMD在CES 2016大會上現場演示視頻來看，在以Core i7-4790K處理器、16GB DDR3-1600內存與120GB固態硬盤為主搭建的測試平臺上，以1080P分辨率、開啟60Fps垂直同步的情況下測試《星球大戰：前線》 游戲，無論是搭載用于演示的AMD“北極星”顯卡，還是搭配基于Maxwell架構的GTX 950，兩款參測顯卡都可以維持每秒60幀的畫面。但在功耗方面，搭載GTX 950顯卡對應的平臺功耗在150W左右，而配備北極星架構顯卡平臺僅為85W左右，可以認為在負載與性能表現接近的情況下，AMD“北極星”顯卡的表現無疑要更為優秀。

    （二）基于AMD“北極星”架構的GPU都有那些？

    AMD公布基于14nm FinFET工藝的“北極星”架構之后不久， AMD首席架構師，Radeon事業部老大Raja Koduri在接受外媒采訪時就表示，基于“北極星”架構的新GPU有2個，分別為Polaris 11、Polaris 10，其中之一為旗艦級產品，它將接替AMD目前的最優異GPU——用于R9 Fury系列顯卡上的“Fiji”核心，而另一個則是“小核心”。關于它們的命名方式是否會像之前泄露的那樣被定為格陵蘭島、巴芬島等等，AMD方面并沒有給出明確的資訊。

    但是，就在HWiNFO軟件升級日志中，有媒體發現該軟件已經初步支持AMD三款GPU——Ellesmere埃爾斯米爾、Baffin巴芬島及Greenland格陵蘭島。結合之前Raja Koduri說目前在研的兩款“北極星”架構GPU為Polaris 11、Polaris 10這條消息，這就有點讓人摸不著頭腦。

    不過我們再結合以前的爆料——即“AMD新一代GPU共有3款，分別為面向旗艦級的Greenland格陵蘭島，面向高端的Baffin巴芬島，與面向主流級的Ellesmere埃爾斯米爾”這則爆料，有媒體得出了面的推斷：

    目前已知的AMD“北極星”架構GPU一共有三款：其中Greenland格陵蘭島對應的是Polaris 11，是面向新一代旗艦顯卡的優異GPU，將取代“Fiji”的旗艦地位；而Ellesmere埃爾斯米爾、Baffin巴芬島則對應的Polaris 10，它們將通過配備不同的顯存來區分彼此，比如Baffin將配備第二代HBM或者GDDR5X，而Ellesmere則會搭配GDDR5X或GDDR5，原因就是這兩座“島嶼”都屬于加拿大，它們倆的GPU很有可能都是Polaris 10。

    （三）AMD“北極星”架構產品何時才能到來？

    除去AMD“北極星”架構本身以及采用該架構的GPU產品，AMD“北極星”何時能夠正式發布，也是包括筆者在內的眾多DIY愛好者所關注的重點內容。根據AMD之前放出的消息與各媒體的爆料來看，基于AMD“北極星”架構的GPU產品預計將會在今年年中（7月-9月）開始出貨，在此期間內各位將看到AMD正式推出面向桌面級平臺的“北極星”獨顯與面向移動平臺的筆記本顯卡產品。也就是說，各位至少還得耐心等待半年。

    到此，目前已知的AMD“北極星”架構主要相關信息的收集整理到此就告一段落了。雖然上述內容只是AMD“北極星”架構完整內容中的一小部分，未來幾個月中還會出現更多、更詳細的AMD“北極星”相關爆料。但我們卻可從中看出AMD“北極星”架構抱有極大的期望，因為在剛剛過去不久的2015年中，AMD過得并不怎么順心。因為AMD在與NVIDIA的交鋒中似乎落了下風，盡管黑科技HBM顯存與ITX卡皇R9 Nano贏得不少好評，R9 380X也壓制住了NVIDIA中高端主打顯卡GTX 960。

    所以，作為AMD在GPU領域中的“殺手锏”，AMD希望“北極星”架構及其相關GPU產品能夠重新奪回AMD在GPU市場中失去的份額，扭轉當前不利于AMD的市場局面。希望AMD重振雄風的粉絲們也很愿意看到“北極星”幫助AMD重振雄風甚至力壓NVIDIA成為GPU領域的領頭羊。但是，AMD要想憑借“北極星”獲得成功似乎并不容易，因為它的最大競爭對手，基于NVIDIA帕斯卡架構的產品也將在今年年中到來，鹿死誰手，尚未可知，畢竟只有看上去很美妙的PPT可是遠遠不夠的。■