由於篇幅過長因此站長後來決定將本文拆分為上、下二篇,本篇為「下篇」,接續上篇談完 Terascale 2 架構之後要談的 Terascale 2 代內更新 (北方群島家族),也就是 HD 6000 系列的部分以及 Terascale 架構的尾聲-Terascale 3 系列 (同樣是北方群島家族)。

AMD Terascale 2 (代內更新)

  • 推出日期:2010 年 12 月 (Barts)
  • 所屬系列編成:HD 6000 系列、HD 7000 系列、HD 8000 系列、Rx 200 系列
  • API 支援:DirectX 11.0、OpenGL 4.4、OpenCL 1.2
  • Shader Model 支援:SM 5.0

北方群島家族

在看完全部的 Evergreen 家族核心之後,接下來要登場的就是北方群島 (Northern Islands) 系列了,之所以要在這裡介紹,是因為北方群島家族的成員當中超過 3/4 其實都仍然沿用了 Terascale 2 架構的關係,接下來還有南方群島家族的中低階產品線也同樣繼續沿用了這套架構,至於北方群島家族的高階產品所使用的 Terascale 3 架構則會在最後介紹。

北方群島家族實際上就是後來的 HD 6000 系列,一共有 Antilles、Cayman、Barts、Juniper (對,就是剛剛那個 Juniper)、Turks、Caicos、Cedar (同樣是剛剛介紹過的 Cedar) 七種核心,除了 Antilles 與 Cayman 之外都是沿用 Terascale 2 架構而來。

ATI 品牌走入歷史

在開始談北方群島家族的架構之前,我想先特別提一下 AMD 在當時進行的一次品牌轉換。我們都知道 AMD 在 2006 年把 ATI 給併購了,而在那之後有好一段時間 AMD 的顯示卡部門繼續獨立使用 ATI 這個品牌,推出各個世代與各系列的 ATI Radeon、ATI FireGL 等系列產品並持續與 NVIDIA 對況形成了雙強鼎立的情勢 (其實 AMD 在當年併購 ATI 時就曾經以會續用 ATI 品牌來安撫 ATI 的支持者)。

這樣的情況一直持續到 2009 年的 HD 5000 系列為止,然而就在 2010 年的八月底,AMD 無預警的向各合作廠商與媒體正式宣布將徹底放棄 ATI 品牌,並將原先在 ATI 品牌下推出的產品全部改名為 AMD 品牌標誌 (像是 AMD Radeon),理由是他們在市場調查中認為人們對 AMD 品牌的辨識度比 ATI 品牌來得高上許多,而且 Radeon 這品牌的價值幾乎跟 AMD 本身公司的名稱相等。

這就是為什麼今天你只會聽到 AMD 顯示卡,而不太會聽到 ATI 這老品牌的原因,接下來就讓我們繼續研究北方群島系列的各款產品吧。

更徹底的策略轉彎

從同樣的架構繼續沿用這點看來其實就可以大致上預期北方群島系列當中大多數型號不會比 HD 5000 (Evergreen 家族) 長進太多,實際上說出來可能會讓人有點驚訝,其實在性能上北方群島家族這一世代相比 Evergreen 而言不僅沒有成長,甚至同級產品反而有「倒退」的情況 (注意看下圖,有發現同型號結尾的產品位置都下移了一點嗎?)。

你說 AMD 瘋了嗎?完全沒有。實際上這只不過是從 RV770 開始推的「小核心戰略」發揮到極致的結果,還記得我們在談小核心戰略的時候有提到一點:「不再專注於跟 NVIDIA 爭奪性能王座」,對吧?現在 AMD 的團隊在意的已經不是產品能不能從性能上絕對的壓倒對方,而是更在意能不能在市場最大的中階主流客群當中以超高性價比殺出一條血路,甚至逼迫 NVIDIA 跟進降價來讓 NVIDIA 無從獲利 (NVIDIA 的大核心相對來說成本很高)。

Terascale 2 代內更新

在這一世代的產品當中 AMD 在意的反而不是性能提升,而是把現有產品的成本壓榨到最低,並把零售價格盡可能壓縮到極限 (其實某種程度上是在賭 NVIDIA 的 Fermi 成本壓不下來),所以引入了一個神奇的新概念「More performance per mm2」,意味著在相同的晶片面積底下追求更高的表現。

我們都知道半導體晶片的成本主要可分為設計與製造兩個部分,設計的部分基本上沒甚麼好談的,這是半導體產業最主要的成本也是核心資產,所以主要可以壓縮成本的地方就在於製造這部分,而要壓低晶片的製造成本基本上有三條路徑:

  • 提升良率
    如果晶圓上壞掉的晶片盡可能少,意味著廠商一次生產之後能夠拿來賣的產品就多,也就表示廠商付出一次成本之後可以得到的收穫更多,意味著成本的下降。
  • 縮小面積
    晶圓的面積固定的狀況下,意味著單一晶圓可以切割出的晶片數量就越多,也就表示廠商付出一次成本之後可以得到的收穫更多,意味著成本的下降。
  • 提升製程
    晶圓面積固定,電路所需要的東西差不多的狀況下,製程越小意味著晶片面積的縮小,因此會產生同上的效果。

而在 Evergreen 世代的後期基本上良率問題已經大致解決了 (40 奈米製程很成熟了),而新製程也還沒出生 (台積電當時決定跳過 32 奈米製程),所以這代要達成壓低成本的目標主要得從縮小面積著手。

Barts 核心

由於這只是代內更新,架構上沒有明顯變動,所以我就直接從產品開始講起吧,北方群島系列採用 Terascale 2 架構的核心當中最完整的是這款 Barts,以下是 Barts 與 Cypress 的架構圖:

乍看之下看不太出差別在哪,對吧?實際上仔細看中間就會發現,Barts 的 SIMD Engine 數量「變少了」,這在當年推出的時候確實造成了市場的一片嘩然,畢竟在架構沒有太大改變的狀況下,繪圖管線當中的核心減少其實就暗示著性能可能其實有下降,而從 Cypress 的 20 組 SIMD Engine 下降到 Barts 的 14 組顯然不是甚麼小幅度的減少,聽到這裡,一般人應該會覺得「豈有新世代輸給舊世代的道理,誰要買啊」吧?

  • Windtmac

    總結寫得漂亮,簡要的道出 ATI/AMD 那個十年的興衰。

    有一處 typo, 請站長確認一下:

    原文 = “不過比較可惜的是 Cypress 與其他中低階產品一樣” —— Barts 與 Cypress 比較, p2

    這裡談「為降低晶片面積,而將雙精度浮點運算單元取消」,應該指的 Barts 才是吧!您似乎誤植成 Cypress.