AMD Radeon: Vega-GPU mit neuen Shadern, höherer IPC und HBM2

AMD spricht zum ersten Mal ausführlicher über die zukünftige GPU-Architektur Vega. Sie bietet erstmals seit 2011 wieder massive Umbauten an der Technik, weswegen AMD von „Next Generation GPU Architecture“ spricht. Alle bekannten Neuerungen im Überblick.

Vega ist der erste große Umbruch seit GCN

Seit der Einführung der Kepler-GPU im Jahr 2012 hat Nvidia die Architektur zwei Mal deutlich überarbeitet. Vor allem Maxwell war ein großer Sprung: Der Datendurchsatz pro Takt und die Energieeffizienz wurden bei gleichbleibendem Fertigungsprozess massiv verbessert. Dagegen war Pascal bei der Architektur nur Fein-Tuning, der eigentliche Fortschritt war das neue Fertigungsverfahren.

Hinweis: Am Montag, den 14. August 2017, ist der Test zu Radeon RX Vega 64 und 56 auf ComputerBase erschienen.

AMD hat Graphics Core Next seit der Einführung im Jahr 2011 hingegen nur geringfügig angepasst. Heute hält die Architektur nur im unteren und mittleren Leistungssegment noch mit und selbst dort zeigt Polaris immer größer werdende Lücken bezüglich Energieeffizienz und Performance pro Shadereinheit. Eine große Überarbeitung muss her und sie kommt und hat einen Namen: Vega.

Vega ist der erste große Umbruch seit Graphics Core Next

Mit Vega will AMD die altbekannte Graphics-Core-Next-Architektur massiv überarbeitet haben. Neue Shadereinheiten, überarbeitete Geometrieeinheiten, eine verbesserte Einheitenauslastung, eine bessere Nutzung von HBM, eine höhere IPC und ein höherer Takt sollen neben 200 weiteren Neuigkeiten dafür sorgen, dass GPUs von AMD auch am oberen Leistungslimit wieder mit der Konkurrenz gleichziehen.

Raja Koduri, Leiter der Radeon Technologies Group, hatte bereits Anfang Dezember gegenüber ComputerBase und anderen Medien auf dem AMD Tech Summit in den USA zum ersten Mal ausführlich über Vega gesprochen. Heute nun, parallel zur Bekanntgabe der Details durch AMD auf der Webseite ve.ga, darf über diese Veranstaltung berichtet werden. Viele Fragen werden geklärt, aber viele weitere bleiben auch am Ende der dritten Seite noch offen.

Was genau ist Vega überhaupt?

Offensichtlich benutzt AMD den Namen Vega derzeit für verschiedene Dinge. So hört die Architektur selbst aber auch die „GPUs“ auf den Namen. Bis jetzt hat AMD allerdings immer nur von einer GPU gesprochen und auch nur diese gezeigt. Dabei handelt es sich um das GPU-Flaggschiff für dieses Jahr. Die genaue Bezeichnung für die GPU wurde nicht genannt. Der Gerüchteküche und der Logik bei Polaris folgend, handelt es sich um „Vega 10“. Dieses Jahr wird es voraussichtlich auch noch eine kleinere Variante namens Vega 11 geben. Nächstes Jahr soll angeblich Vega 20 folgen. Es darf davon ausgegangen werden, dass AMD ab sofort bei jeder neu entwickelten und nicht nur überarbeiteten GPU die Vega-Architektur nutzen wird.

Vermutungen, AMD Radeon Vega könnte Radeon Fury ablösen, hat AMD heute auf ve.ga hingegen vorerst entkräftet. Auf der Webseite stellt AMD klar, dass es Vega in Produkten der Serien Radeon RX , Radeon Pro und Radeon Instinct geben wird.

Die Vega-GPU ist groß und noch jung

Bevor AMD auf dem Tech Summit Details über Vega verraten hat, wurde die GPU, nicht unüblich, für Fotos kurz hoch gehalten. Am Ende der Veranstaltung ging Koduri noch einmal kurz durch die Reihen, um detaillierte Fotos zu ermöglichen. Und die zeigen erste interessante Details.

Auch wenn AMD nie explizit davon gesprochen hat, dass die gezeigte GPU das zukünftige Flaggschiff wird, deutet die Größe des Die darauf hin: Der vermutlich Vega 10 genannte Chip ist groß – überraschend groß. Die Perspektive und die nicht perfekt sichtbaren Konturen machen eine exakte Analyse zwar unmöglich, ComputerBase geht aber von einer Fläche zwischen 520 bis 530 mm² aus. Dabei ist die GPU annähernd quadratisch. Damit wäre Vega nicht nur deutlich größer als Polaris 10, sondern auch größer als Nvidias GP104 mit 314 mm² und GP102 mit 471 mm². Einzig GP100 ist mit 610 mm² noch größer – größere GPUs lassen sich aktuell nicht produzieren.

	Vega (10)	GP 104	GP 102	GP100
Größe des Die	~ 520 – 530 mm²	314 mm²	471 mm²	610 mm²

Vega in groß kommt mit zwei HBM2-Stacks daher

Ebenfalls gut zu sehen auf den Fotos ist der Speicher vom Typ HBM2. Die große Vega-GPU setzt auf zwei HBM2-Stacks und damit zwei weniger als Fiji, der allerdings die erste Iteration des neuen Speichers nutzt. Details auf der nächsten Seite.

Die Vega-GPU ist noch sehr jung. Auf dem Event Anfang Dezember sprach Koduri davon, dass die Chips erst wenige Wochen alt gewesen sind. Die GPU war auf einer von AMD nicht gezeigten Grafikkarte allerdings lauffähig – in Anwendungen und dem Spiel Doom.

Noch eine große Baustelle waren vor einem Monat allerdings die Treiber, die zu einem großen Teil neu geschrieben werden müssen. Auch benötigt Vega einen neuen Compiler, was Zeit braucht.

Ein Fragezeichen beim Fertigungsprozess

Angefangen hat die Entwicklung von Vega schon vor langer Zeit. Die ersten Gedanken über Vega habe man sich vor fünf Jahren gemacht, so Koduri. Offen bleibt noch die Frage, auf welche Fertigung Vega setzt. Denkbar sind entweder wie bei Polaris 14-nm-FinFET bei Globalfoundries oder das konkurrierende 16-nm-FinFET von TSMC.