AMD GCN架构七年磨一剑，7nm工艺能质变吗？

跳舞の芒果 · 发表于 2019-6-1 16:26:24

之前的课堂文章中我们介绍了NVIDIA显卡从Kepler架构到Turing架构的演变史，今天这个就是姊妹篇AMD显卡架构演变史了，更准确地说是GCN架构这七年来的变动，因为从2012年推出GCN架构之后AMD就在打磨GCN上停不下来了。

在GCN架构之前，AMD在GPU架构上也探索过了很多方案，这时候AMD已经接管了ATI的GPU研发，2006年收购ATI时AMD有个很重要的梦想就是用GPU弥补CPU计算的不足，有些玩家可能还记得AMD当年大力宣传的异构计算吧，还拉拢了ARM、三星等公司组成了HSA异构运算基金会推CPU+GPU运算。

2011年前AMD GPU架构：TeraScale之VILW5到VLIW4

AMD将2002之前、2002到2006、2007年到2012的GPU发展分为三个阶段，第一阶段是固定单元，专注游戏性能，第二阶段是简单渲染，第三阶段则是并行GPU运算，AMD接受ATI后已经是第三个阶段了。

ATI的绝唱是XT1900系列，HD 2000及之后就是AMD主导了，这个时代直到HD 6000系列，由TeraScale架构主导，其中比较重要的节点有HD 4800系列、HD 5800及HD 6900系列，代号Cypress的HD 5800时代开始上DX11了，代号Barts的HD 6800系列在HD 5800基础上修改，提高能效，而代号Cayman的HD 6950则将TrgeaScale发展到巅峰，核心架构也从之前的VLIW5升级到了VLIW4。

对于这个架构的变化，多年前超能网的评测中也做过详细解释了：
在Cayman核心中，VLIW处理器中的ALU数量被精简到了4个，抛弃了VLIW5处理器中的ALU.trans，我们称Cayman的这种VLIW为VLIW4处理器。应该说Cayman核心是自R600以来，在硬件架构上变动最大的一个。VLIW4回归到了传统ALU的4D模式，只是变成了更灵活的4个1D。对于一个部门来说，显然管理4个人比管理5个人更简单高效，或许AMD也是这么想的。
和VLIW5不同的是，VLIW4中的四个ALU功能都是对等的，可以实现4-way Co-issue操作，原来由ALU.trans完成的特殊函数操作现在也可以交给这四个ALU来完成了，不过一个特殊函数操作需要占据四个指令发射中的3个。
AMD声称，VLIW处理器结构的改变（VLIW5->VLIW4），同样核心面积的条件下能带来10%的性能提升，简化了指令调度和寄存器管理，提升逻辑电路利用率。不过从VLIW5改变到VLIW4，随之而来的是晶体管和功耗的大幅增加，这是不得不付出的代价。

在整个TeraScale时代，可以看出来AMD一直在改进VLIW架构的效率，AMD此前表态VLIW架构非常适合图形运算，但GPU计算不太好，这个判断也会影响后来的架构设计，因为AMD念念不忘的就是GPU计算。

另外，在HD 4800到HD 6900的时候，个人都很喜欢公版AMD显卡的外观设计，那时候AMD显卡的PCB设计及用料也很扎实，虽然涡轮单风扇噪音问题一直有点无解，但总体来看颜值还是很高的。
2012年GCN 1.0问世：图形、计算双冠王
在VLIW架构下折腾了多年，AMD终于在2012年初（2011年底就发布了）推出了HD 7970显卡，核心代号Tahiti塔西提，架构则是Graphic Core Next，GCN架构闪亮登场，距离现在已经7年了，但GCN架构依然是AMD显卡的基础，堪称史上最长寿的GPU架构。

当年HD 7970的首发评测中，我们称其为图形、显卡双冠王，这个标题就是AMD要在GCN架构上实现的目标——不仅要游戏性能强大，还要灵活应对GPU计算时代，要提高GPU的多线程处理能力，优化高性能计算，提高扩展能力和弹性，所以GCN架构的计算性能提升是最明显的，我们当年的首发评测也证实了这方面的进步。
GCN架构中基本的组成单元为“Compute Unit”（简称CU），完整的GCN核心有32个CU单元，每个CU单元又下辖64个ALU单元和4个TF纹理单元，总计有2048个ALU计算单元，128个纹理单元，相比之下HD 6970的流处理器单元只有1536个，纹理单元也只有96个。
前端部分延续了HD 6970显卡所用的“Dual Graphic Engines”双图形引擎结构，有两个ACE（Asynchronous Compute Engines异步计算引擎）和两个Geometry Engines（几何引擎，第9代曲面细分单元）引擎。
HD 7970还有8个后端渲染单元，每周期可以实现32个ROP光栅渲染和128个Z/stencil渲染，这一点与HD 6970倒是没有分别，不过显存位宽加大了，后端处理性能还是有提升的。
32个CU单元之外是6组GDDR5显存控制器，每组64bit，显存位宽为384bit，这也是AMD首次使用384bit显存位宽，再结合1375MHz的高速度，HD 7970的显存带宽达到了264GB/s，显存容量也再上一个台阶，达到了3GB。

与VLIW 4体系的一组SIMD阵列相比，二者的ALU单元总数是相同的，每个CU以及SIMD阵列单元都能执行64个单精度混合乘加运算，好比16*4和4*16都等于64一样，但是区别在于，VLIW 4每次虽然可以执行4个ALU运算，但是每个ALU单元不能独立运算，需要组合成VLIW 4才可以，效率和调度是个问题，而GCN的4 SIMD阵列每周期可以执行1个ALU运算，但是四组SIMD可以互不依赖，只要有进程就一直是100%效率。

内核架构的改进说起来只是GCN架构大变身的一部分，HD 7970显卡身上还有其他闪光点，比如首发支持28nm工艺、PCIe 3.0、改进曲面细分、Eyefinity宽域2.0多屏扩展、HD3D立体显示、UVD视频引擎、ZeroCore功耗管理等等，几乎涉及显卡性能、功耗、发热、显示、视频编码等方方面面，可以说GCN架构加持的HD 7970显卡从内到位都是焕然一新的。

2013年GCN 2.0架构：CU单元扩增，512bit位宽重出江湖
HD 7970显卡一问世就好评不断，不论是对家自家上代旗舰还是NVIDIA当时的旗舰产品都有明显的优势，计算及游戏性能大幅领先，NVIDIA直到3个月后推出GTX 680才算勉强扳平。AMD在第一代GCN架构之后也在不断改进，于2013年10月底的R9 290X显卡上正式推出了新一代GCN架构Hawaii核心。

对于GCN架构的断代，AMD最初的说法是GCN 1.0、GCN 1.1、GCN 1.3等等，这个命名可以看出GCN架构是小幅升级的，但在2016年的Polaris架构中AMD时任GPU老大Raja Koduri大笔一挥，将命名方式改为GCN 1.0、GCN 2.0、GCN 3.0直至Vega的GCN 5.0，这篇文章萨我们就基于最新的官方命名体系，所以原本是GCN 1.1的Hawaii核心就是GCN 2.0架构了。
考虑到HD 7970的GCN 1.0架构打下了足够好的基础，GCN 2.0作为改良版没有大修大建的必要，所以Hawaii核心的官方定性就是GCN架构持续进化，首先是大幅扩增了CU单元数量，从HD 7970的32组CU单元提升到了44组CU单元，它由4组Shader Engine渲染引擎组成，每组渲染引擎又包含11组CU单元，每组CU单元的组成基本不变，这样一来CU单元总数就从原来的32组提高到了44组，流处理器单元数量从2048提高到了2816个，纹理单元则达到了176个。

此外，几何单元和光栅单元也被放到了渲染单元中，Hawaii核心的几何单元数量就从原来的2组变成了4组，而ROP单元从原来的32个暴增到64个。
在Hawaii架构中值得关注的改进还有前端单元，ACE异步计算引擎从之前的2组提高到了8组，而且Hawaii的ACE单元执行能力大幅提升，每周期可管理8个队列，Tahiti核心中的ACE每周期只能管理2个队列，总的管理能力从每周期4队列提升到了每周期64队列。
另一个值得注意的地方是显存位宽，Hawaii核心将成为Radeon HD 2900XT之后另一个采用512bit显存位宽的显卡了，此前包括NVIDIA的GK110和AMD的Tahiti核心在内的一众旗舰显卡都只用了384bit位宽。
AMD设计师解释称他们仔细评估了高频率+低位宽与低频率+高位宽两种显存设计的利弊，认为高位宽+低频率的组合还是要优于前者，通过优化，521bit显存控制器占用的面积反倒比之前384bit位宽更低20%，因此Hawaii选择了512bit位宽，这样一来显存频率不需要太高就能达到极高的带宽。

回头看看当时的首发评测，里面提到代一句话——“Hawaii的8个ACE单元设计跟PS4是一样的，管理能力也是一样的，据说这是索尼建议AMD改进的。”在当时认为AMD官方这么说没什么特别的意思，现在结合去年爆出的信息，可以说AMD之前为索尼、微软设计主机处理器对他们设计桌面GPU的影响很大，现在来看AMD的选择就有一种豁然开朗的感觉了，怪不得AMD GPU上会有一些对PC游戏来说看似没什么用或者说不明所以的设计，根子就是在主机处理器上。

在GCN 2.0架构中还有一个新的技术，那就是TrueAudio音频技术，号称世界首款可编程音频渲染技术，在Hawaii核心里还有一部分电路是给TrueAudio准备的，集成了Tensilica公司的多声道HiFi EP音频DSP单元，支持自定义编程。
AMD认为目前只有10%的CPU性能是用来处理音频的，这限制了游戏开发者进一步提高游戏的音效，而且USB音频驱动带来的也只是虚假的3D音效，而在TrueAudio专用的音效单元中，开发者可以借助可编程音频单元实现更好、更逼真的3D音效，提升了玩家的游戏体验，同时专用的电路也可以降低CPU的负担，解释运算资源。
此外，R9 200系列显卡的GCN 2.0架构还有一些技术值得关注，比如名噪一时的Mantle优化，在DX12/Vulkan没来之前，AMD的Mantle优化了底层硬件的效率，虽然最后AMD也不再推Mantle了，但Mantle使命已达，影响了DX12及Vulkan API的发展，功不可没。
还有就是XDMA交火技术，不需要软桥或者硬桥就能连接多卡，这给玩家省了一笔费用，而友商可是把SLI硬桥当作信仰充值的工具的。

尽管GCN 2.0架构的Hawaii核心技术上亮点不少，性能也很强大，但是R9 290X显卡作为旗舰卡却是翻车了，提升性能的同时功耗也大幅增加了，导致R9 290X散热、噪音表现不佳，94°C的温度让不少玩家望而却步，特别是国内玩家对显卡低温很敏感，再加上4599元的价格，这个价格及其表现吓阻了玩家拥有R9 290X显卡的决心。
2015年GCN首次马甲：R9 300系列换汤不换药
R9 200系列高端显卡的表现不尽如人意，除了导致AMD损失显卡份额之外，也让AMD没动力大幅升级GCN架构了，因为AMD当时还在搞另一件大事，所以2015年的时候AMD让以往4000+高端市场的R9 290系列显卡玩起了马甲战术，变成了3000出头的中高端显卡，推出了R9 300系列显卡，其中R9 390X虽然名义上市新的Grenada核心，但2816个流处理器单元、512bit位宽等规格与R9 290X的Hawaii核心没变，只是GPU核心频率从1000MHz提升到1050MHz，显存容量翻倍到8GB。

R9 390系列显卡规格

R9 380系列显卡规格
值得一提的是，AMD跟当年的NVIDIA一样，高端显卡的GPU核心不一定有架构升级，但是中端核心可能就会首先尝试新架构，R9 285显卡的Tonga核心就不同于GCN 2.0，在官方认定中它是跟下面的Fiji核心一样是GCN 3.0时代的，只不过不像后者那样用上了HBM显存。
2015年GCN 3.0架构：Fury携HBM以令天下，CU单元上限到了
2015年的时候R9 390系列不再是AMD的旗舰卡了，所以它的价格大幅下滑，因为有比它更厉害的显卡问世了，那就是全新的R9 Fury系列，这些显卡使用的是Fiji核心，跟Tonga核心一样都是GCN 3.0架构的，在这一代中AMD再次扩增了GCN架构的CU单元数量，达到了64组，总计4096个流处理器单元，256个纹理单元，64个ROP单元，核心面积达到了596mm2，晶体管数量则达到了89亿个，比NVIDIA的GM200核心的80亿个还要多。

相对于Hawaii/Grenada核心来说，Fiji前端单元没有变化，同样是8组ACE单元，4组几何单元（曲面细分单元），4组渲染引擎（Shader Engine），但CU计算单元数量增加到了64组，每组渲染引擎单元包含了16组CU单元，之前的Hawaii是每组11个CU单元。
另一个值得注意的变化是显存控制器，Hawaii/Grenada是8组64bit GDDR5主控，总计512bit位宽，而Fiji核心增加了HBM显存支持，所以有4组HBM显存控制器。
实际上HBM显存才是Fiji核心及Fury系列显卡的最大亮点，个人认为这也是显卡多年来变化最大的一次，因为HBM不仅仅是性能更高的显存，还从根本上改变了显卡设计。

对于HBM显存，AMD早在2008年就开始布局研发了，携手ASE、Amkor和UMC联合研发了首个可大批量生产的中介层解决方案，也就是HBM显存。这种方案灵活度也挺大的，一方面可以让显存尽可能地接近逻辑核心，以获得极大的总线位宽和效率、简化通信和时脉，还允许集成不同的技术，未来的新显存技术也能集成到中介层上。

当时GDDR5虽然频率普遍已经达到了1750MHz（实际7000MHz以上），每个封装位宽为32-bit，带宽为28GB/s，每瓦带宽实测10.66GB/s。而第一代HBM频率最高只有500MHz（实际工作频率1000MHz），但是每个封装的总线位宽高达1024-bit，带宽超过100GB/s，电压低至1.3V，每瓦带宽超过35GB/s，实测功耗降低50%以上。

再考虑到空间占用问题，1GB GDDR5需要4颗芯片，而HBM只要一颗7mm×5mm的小芯片，单位容量表面积减少94%，而且因为HBM是和逻辑核心集成在同一块基板上，可以节省更多的空间。虽然PPT上说的只是逻辑核心+显存占据的PCB面积，并非整张显卡PCB的面积，不过可以预见最终显卡也可以做得很短。

在当时AMD一共推出了三款Fiji核心的显卡——R9 Fury X、R9 Fury及R9 Nano，其中Fury X一改之前R9 290X的教训，使用了一体式水冷设计，虽然安装过程麻烦点，但是散热效果非常好，即便是Furmark拷机时，最高温度也只有61°C。至于噪音，这点也无需担心，低负载下风扇转速维持在1000RPM内，最高也不过1300RPM多点，全程都非常安静。

Fury X很好很强大，不过要说我个人最喜欢的显卡还是非R9 Nano莫属，HBM显存带来的高性能、小面积优势在这个显卡上完全体现出来了，真正的ITX小钢炮，而且与Fury显卡相比，AMD在R9 Nano显卡上的功耗调校完全不是一个级别的，频率降至1GHz之内GCN架构的能效还是有一定优势的。

在GCN 3.0的Fiji时代，AMD用HBM显存震惊了业界，但是成也萧何败萧何，HBM显存量产在技术上是一次突破，但尝鲜的代价也不低，别说4年多之前了，迄今为止HBM显存都是高价的代名词，产能、成本都是个问题，导致了Fury系列显卡初期供应并不太好，而且价格也降不下来，那时候面对NVIDIA的Maxwell显卡能效上还是没优势的。
2016年GCN 4.0架构：Polaris升级14nm工艺，能效提升
Fiji核心是AMD 28nm工艺节点的绝唱，各项规格也达到了AMD当时的顶峰，但是AMD GCN架构的能效问题越来越严重了，特别是后来NVIDIA推出了Maxwell架构，同样是28nm工艺，能效可是大幅进步的，导致AMD亚历山大，也不得不重视能效问题了，所以他们准备的新方案就是GCN 4.0架构的Polaris核心，升级到了14nm工艺。

根据AMD所示，Polaris除了关注性能提升之外，重点就是优化能效，每瓦性能是前代的2.8x了。

对于Polaris核心显卡，AMD的定位也不一样了，它不再是竞争旗舰级市场，命名也变成了Radeon RX 400系列，其中RX 480具备36组CU单元，远不如Fiji的64组甚至不如Hawaii核心的44组CU单元，而且这36组CU单元中还有4组CU单元是给TrueAudio单元预留的，实际用于图形运算的只有32组CU单元，这就回到了初代GCN的水平了。
不过GCN 4.0架构改进了几何单元、提升了渲染器效率、改进了色彩压缩、L2缓存容量翻倍等等，因此与前代R9 290X显卡相比，其CU计算单元性能提升了15%。

除了GCN 4.0核心架构改进之外，Polaris还改进了视频输出，RX 480显卡支持DP 1.3、HDMI 2.0，并预先支持DP 1.4接口。视频解码编码方面，Polaris架构也做了改进，H.264编码支持4K 30Hz编码，HEVC/H.265则可以支持到4K 60Hz编码。

工艺方面，Polaris也是一次重要的变化，此前AMD的GPU都是TSMC代工的，CPU是GF代工的。从14nm工艺开始，AMD的GPU也有GF公司代工了，最初的说法是AMD会同时使用TSMC 16nm及GF 14nm工艺，但实际上他们只使用了GF 14nm工艺，GPU不再由TSMC台积电代工了。
根据官方资料，14nm工艺使得显卡运行电压降低了150mV，功耗降低了30%，所以Polaris架构使用的14nm工艺相比28工艺能提升70%的每瓦性能比，但在AMD优化之后，新显卡的能效比最终达到了前代水平的2.8倍。

综合RX 480显卡的表现来看，在1999元的售价下它的竞争力还是不错，整机功耗比R9 380X还要低，比NVIDIA的GTX 980/970显卡能效还有一定距离，但已经不是代差了，毕竟他们的价格也差了一大截。

2017年GCN 5.0架构：RX Vega横空出世，HBM2再冲高端市场
2017年AMD又推出了第二款14nm工艺的显卡，也就是RX 500系列，实际上它也就是14nm Polaris显卡的马甲，主要是提升了频率，RX 580由原来RX 480默认频率的1120MHz提升至1257MHz，boost频率上限增至1340MHz。RX 570也相应提升至1120-1266MHz水平，预期性能增幅9-10%。
2017年真正的新品是RX Vega系列，这一次AMD直接用新核心做为显卡命名，并一直沿用到了现在。虽然我们习惯说是GCN 5.0架构，不过这个说法AMD官方没有提，他们用的说法是NCU计算单元，不过这里出于统一的习惯还是称其为GCN 5.0。

AMD当时的RTG部门主管Raja Koduri在PPT中对Vega的重大改进做了详细介绍，看官方资料绝对是各种鸡血，当时也确实这样的，因为前几年AMD在高端显卡市场就已经乏力了，GCN架构不论性能还是能效相对Maxwell、Pascal都没优势了，大家都希望Vega能够重振AMD高端市场雄风。

从官方资料来看，Vega使用的GCN 5.0架构变化还真不少，主要涉及Vega显卡新一代显存架构、Vega显卡新一代几何渲染管线、Vega显卡新一代NCU单元、Vega显卡新一代像素引擎等，而且这一次AMD又把新一代HBM显存技术用于消费级显卡了（NVIDIA在AMD之前率先在Tesla P100上用了HBM2显存了，但消费级没有大规模推）。
Vega核心虽然还是64组CU单元总计4096个流处理器单元，但内部单元做了改进，AMD宣称是优化了IPC性能，并提高了运算单元的灵活性。
在计算性能上，Vega首度引入了紧缩的半精度计算支持，Vega的微架构被称为“NCU（下一代计算单元）”，每个NCU中拥有64个ALU，它可以灵活地执行紧缩数学操作指令，如每个周期可以进行512个8位数学计算，或者256个16位计算，或者128个32位计算。这不仅充分利用了硬件资源，也大幅度提升Vega在深度学习计算的性能。效果也非常显著，在之前公布的Radeon Instinct MI25计算卡就是基于Vega架构的，其FP32单精度浮点性能12.5TFLOPS，而半精度FP16性能直接翻倍到25TFLOPS。

除了 NCU内核的改进，Vega的重点还是围绕HBM2显存来的，但是这一代的HBM2显存为了减少成本，只用了2颗堆栈，等效位宽从上代Fury X的4096bit降至2048bit，通过频率提升到1890MHz实现了484GB/s的带宽，但比Fury X的512GB/s实际上降低了。

不过AMD为了弥补这个问题，开发了HBCC高带宽缓存控制器，除了显存自身之外，可以连接显卡PCB接入的SSD（Radeon Pro SSG那种）、网络存储、系统DRAM等不同形式的片外存储器件，甚至可以将HBM 2显存作为最后一级缓存使用，将片外存储器件的寻址页面保存在显存中，方便GPU调取外部数据时快速寻址，减少延迟。
在《杀出重围：人类分裂》中，启用了HBCC高带宽缓存控制后，GPU的显存寻址效率提升明显，对应所需的显存大小需求更小，从而提升了游戏画面速度。在帧率优化演示中，启用了HBCC后，游戏平均帧数提升了50%，最小帧率提升一倍，游戏画面非常流畅。

Vega显卡的GCN 5.0/NCU架构纸面上很强大，实际性能也不弱，水冷版RX Vega 64能战GTX 1080显卡，不过RX Vega系列三款显卡整体的表现依然不尽如人意，最高性能拼不过NVIDIA的GTX 1080 Ti等显卡，能效依然是个短板，而且HBM2显存依然是产能低、成本高，让AMD再次吃尽了苦头。
所以说从最初的Fury X到RX Vega，AMD在HBM技术上可以说是先锋，但在商业策略上谈不上成功，反而深受其害。
2018-2019年GCN架构：RX 590打磨12nm，7nm浴火重生？
虽然RX Vega在游戏市场失利，但是AMD幸运地遇到了2017-2018年初的数字货币热潮，而RX Vega及RX 480/580等显卡用于挖矿不错，所以AMD当年并不愁卖，由于挖矿商人们的大肆收购，曾经RX 480、RX 580等热门显卡一票难求，而且大幅涨价到3000元以上。
不过2018年下半年开始，矿卡市场又崩了，留给AMD及NVIDIA一堆库存问题，所以2018年AMD实在出不了新架构显卡了，年底的时候才推出了12nm工艺的RX 590显卡，今年1月初还推出了7nm工艺的Radeon VII显卡，不过大家都知道今年的重点是7nm Navi显卡。

对RX 590来说，其核心及架构都没什么变化的，依然是Polaris那一套的，第四代GCN架构，36组CU单元，36×64=2304个SP流处理器，144个纹理单元，32个ROP光栅单元。显存也同样保持一样的规格，位宽256bit，显存频率8GHz，带宽256GB/s，TDP提升到225W。

最明显的提升就是频率上的变化，RX 580已经由RX 480的1120MHz提升至1257MHz，RX 590再次提升至1545MHz。RX 580到RX 590频率提升在15%左右，可见RX 590性能提升也应当在15%上下。

至于Radeon VII显卡，它使用的依然是Vega核心，不过制程工艺升级到了台积电7nm，14nm Vega显卡核心面积为495mm2，7nm Vega核显面积下降到331mm2，面积缩小了33%，同时晶体管数目也略微增长了5.6%。
此外，Radeon VII最高频率达到了1800MHz，都快追上NVIDIA显卡水平，上一代RX Vega 64风冷版也只有可怜的1546MHz，频率提升幅度在16.5%，这部分频率红利会直接反应到性能表现上。
至于核心架构，第二代Vega架构也没有大动作的变动，主要是做了额外的优化，针对计算增加了一些新的指令集，提高深度学习性能，还有就是提高NCU单元的工作频率、减少传输延迟、增加光栅单元的交互带宽，以此换取更好的游戏性能。

在HBM2显存上，Radeon VII也补全了之前的遗憾，不仅容量翻倍到16GB，而且还是全速4096bit位宽，带宽高达1024GB/s，这样的性能已经超出了游戏卡范畴，所以AMD也一直在强调友商11GB显存的显卡不够用了，16GB才能更好地应付游戏、内容创作等需求。
凭借7nm工艺带来的频率红利及16GB HBM2显存的优势，Radeon VII显卡的性能达到了GTX 2080级别，给AMD 7nm GPU家族开了个好头，不过这样做的代价也不小，功耗、能效依然是AMD的痛，7nm Vega并没有质的改变。

大家期待的关键还是7nm Navi了，这个才是针对主流游戏市场的，本月底的台北电脑展我们就能看到它了。
总结
2012年初GCN架问世时可以说光芒万丈，各项技术指标都要领先AMD及NVIDIA当时的旗舰卡，实现了AMD追求的图形、计算双双突破的目标。如今7年过去了，GCN架构依然是AMD GPU的主力架构，尽管官方表示迭代升级了GCN 2.0、GCN 3.0、GCN 4.0、Vgea NCU等等，但AMD显卡这7年来的核心变化并不多，SIMD阵列64个ALU单元的基本组成没变。
在NVIDIA推出Maxwell、Pascal显卡之后，AMD的GCN架构在能效上的劣势愈发明显，以后来者的眼光来看，GCN这几年来遇到的瓶颈有两部分，一个是CU单元规模，目前依然没有超过2015年的Fiji核心的4096个，Vega也是如此，而另一个瓶颈就是频率，AMD是最早突破1GHz GPU频率的，但是NVIDIA在Pascal架构上可以轻松实现2GHz频率了，可AMD GCN显卡在频率超过1.5GHz之后功耗大增，能效更差了，双方因为架构、代工工艺的选择早已经分道扬镳了。
对AMD及AMD粉丝来说，7nm Navi已经成为今年最大的期待及筹码了，在Fiji、14nm Vega、7nm Vega让人失望之后，Navi的售价及性能将成为AMD显卡今年翻身与否的关键了，可以确定的是它还会使用GCN架构，就看AMD如何改进了。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0M9ucISh
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AMD GCN架构七年磨一剑，7nm工艺能质变吗？

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