電腦達人養成計畫 5-28：歷史總是驚人的相似－AMD GCN 架構 (下)

Fiji 核心

比起 Tonga 核心來說，第三代 GCN 架構當中比較具有可看性的其實是用於取代 Hawaii 的大核心 Fiji，某種程度上來說 Fiji 其實就是 Hawaii 核心的終極擴充版本，再次打破 Hawaii 的紀錄成為 R600 之後 AMD 歷代面積最大的 GPU。

實際上 Fiji 也是截至目前為止 AMD 所推出過面積與規模最大的 GPU 核心，與 NVIDIA 的 GM200 相同，一舉達到了 28 奈米製造工藝下 TSMC 當時所能接單生產的面積上限。

Fiji 核心最主要的特色有三，首先是 Fiji 是 AMD 截至目前為止架構規模最龐大的 GPU 核心，這點可以從密密麻麻的架構圖當中直覺得知，在本篇後半將介紹的第四代 GCN 架構當中沒有任何足以與之匹敵的核心，甚至直到今日目前剛剛推出不久的 VEGA 64 核心也僅僅具備同等的規模而已，Fiji 核心的每組 Shader Engine 可以支援多達 16 組 CU (合計一共有 64 組 CU、4,096 個 SP)，渲染輸出單元的數量則是比照 Hawaii，是剛剛介紹的 Tonga 核心的兩倍，前端元件則是維持與 Hawaii 核心相同的規模。

Fiji 的第二項主要特色則是其為 AMD 第一款採用 High-bandwidth Memory (HBM) 記憶體的產品 (同時也是第一款採用 HBM 的桌上型電腦 GPU)，與以往傳統的顯示記憶體最大的差異在於 HBM 是與 GPU 核心本體封裝在同一塊基板上使其可以大幅降低與 GPU 之間通訊的延遲與大幅提高傳輸頻寬 (以 Fiji 來說一舉突破到 4096-bit 之譜)，而且可以透過堆疊來大幅減少在 PCB 上佈建記憶體顆粒所需要占用的面積。

下圖左側為傳統顯示記憶體在顯示卡 PCB 上配置所需要的空間，右側則為 Fiji 與 HBM 記憶體堆疊之後的大小，比較之下確實可以縮減非常大片的面積，這項技術 AMD 早在 2007 年就已經開始發展，耗費了將近七年時間才加入旗下的 GPU 產品。

得益於 HBM 的超高記憶體頻寬，Fuji 的記憶體傳輸速率是過去的數倍，並且得益於傳輸距離的縮短，延遲也變得更小。

採用 Fiji 核心的產品僅有四款，這四款當中的前三款均屬於當時 AMD Radeon 系列當中定位最高的產品線－R9 Fury，最早發佈的是在 2015 年 06 月宣布的 R9 Fury X (採用 Fiji XT 核心，包含 64 組 CU、4,096 個 SP、提供 4096-bit HBM 記憶體支援，時脈為 1050 MHz)，是系列當中單晶片規格設定最高的版本，採用了由 CoolerMaster 提供的水冷散熱器，是繼 R9 295X2 之後第二款預設搭配水冷散熱的顯示卡。

在次月 AMD 則推出了部分刪減之後的 R9 Fury (採用 Fiji Pro 核心，包含 56 組 CU、3,584 個 SP、提供 4096-bit HBM 記憶體支援，時脈為 1000 MHz)，此款使用的就是一般的風冷散熱器了，不過由於發熱量大，因此並未採用 R9 Fury X 的短卡設計 (因 HBM 記憶體的緣故，Fiji 其實不需要很大的 PCB 面積)。

而在同年八月 AMD 則是推出了 Fiji 核心產品當中 PCB 面積最小的 R9 Nano，截至目前為止仍是世界上單位面積性能最為強大的顯示卡，值得注意的是 R9 Nano 也僅採用風冷散熱器，但使用的可是完整版的 Fiji 核心 (採用 Fiji XT 核心，包含 64 組 CU、4,096 個 SP、提供 4096-bit HBM 記憶體支援，時脈為 1000 MHz)。

將散熱器移除之後便可發現 R9 Nano 的 PCB 面積其實除了 Fiji 核心之外，幾乎是沒有任何空位了。