7nm Vega20香歸香,但AMD更需要新架構(gòu)!
消息,作為今天凌晨Next Horizon活動(dòng)的一部分,AMD正式公布了基于7nm Vega20 GPU的兩款加速卡,分別為Radeon Instinct MI60和Radeon Instinct MI50,主要針對(duì)企業(yè)加速器市場(chǎng),AMD希望在從HPC到機(jī)器學(xué)習(xí)的各個(gè)方面顯著提高其性能競(jìng)爭(zhēng)力。
這兩款加速卡都是基于AMD的7nm Vega20 GPU,盡管我們此前已經(jīng)得知了如Vega20基于第5代GCN架構(gòu)、是AMD現(xiàn)有Vega10架構(gòu)的改進(jìn)版本等部分消息,但此次Next Horizon活動(dòng)上AMD再次公布了其他一些細(xì)節(jié)。
從芯片的功能模塊而言,7nm Vega20實(shí)際上與現(xiàn)有的14nm Vega 10 GPU非常接近,它們都具有64個(gè)CU(4096流處理器),都使用HBM2顯存。Vega20的核心頻率為1800MHz,單精度浮點(diǎn)(FP32)性能為14.7TFlops,半精度浮點(diǎn)(FP16)性能為29.5TFlpos。
二者的差異主要在于額外的加速器功能,AMD為Vega20增加了加速器市場(chǎng)所必需的以計(jì)算為中心的功能。在加速器功能方面,Vega20 GPU以及MI60/MI50加速卡在幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域上與Vega 10及MI25不同, Vega20的雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算性能是單精度浮點(diǎn)的一半,為7.4TFlops,而Vega 10只有1/16。
此外Vega20也支持INT8和INT4等對(duì)于機(jī)器學(xué)習(xí)推理特別有用的低精度數(shù)據(jù)類型,其INT8性能是FP16性能的2倍,為58.9Tops,INT4性能是FP16性能的4倍,達(dá)到118Tops。不過(guò)從AMD的演示中尚無(wú)法弄清這些新數(shù)據(jù)類型的靈活性以及它們可以使用的指令,這對(duì)于理解新GPU的全部功能非常重要。
AMD還增強(qiáng)了Vega20的顯存系統(tǒng),為GPU增加了另外一對(duì)HBM2顯存控制器,顯存位寬恢復(fù)至Fiji時(shí)代的4096bit,同時(shí)顯存頻率也提升到2Gbps,使GPU的顯存帶寬達(dá)到1TB/s,這甚至超過(guò)了NVIDIA旗艦產(chǎn)品GV100 GPU,為AMD帶來(lái)了優(yōu)勢(shì)。
同時(shí)由于這是一款專注于企業(yè)的GPU,它提供了端到端的ECC校驗(yàn)?zāi)芰σ约翱煽啃?、可訪問(wèn)性和可維護(hù)性(RAS)技術(shù),這對(duì)于大規(guī)模HPC計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要,也標(biāo)志著AMD GPU幾年來(lái)首次提供完整的ECC支持。
另外了解到,Vega20還支持AMD MxGPU技術(shù),這是業(yè)界唯一基于硬件的GPU虛擬化解決方案,基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SR-IOV(單根I/O虛擬化)技術(shù),使黑客難以進(jìn)行硬件級(jí)別的攻擊,有助于為虛擬化云部署提供安全性。
在PCI-E通道方面,AMD已經(jīng)透露Vega20支持最新的PCI-E 4.0標(biāo)準(zhǔn),在同為x16配置下帶寬可比PCI-E 3.0提升一倍,達(dá)到32GB/s。除此之外,AMD還為Vega20設(shè)計(jì)了一對(duì)片外Infinity Fabric鏈路,允許Radeon Instinct卡通過(guò)相干鏈路直接相互連接,每條鏈路均為100GB/s的全雙工帶寬。
值得注意的是,由于每個(gè)GPU只有2條鏈路,因此AMD的拓?fù)溥x項(xiàng)僅限于環(huán)上的變化,4路配置的GPU不能全部直接相互通信。另外,AMD仍堅(jiān)持使用PCI-E顯卡的形式,沒有像NVIDIA一樣的定制夾層式卡,所以這些卡需要通過(guò)頂部的橋接器連接。
得益于7nm工藝,雖然Vega20集成了132.2億晶體管,比目前Vega10的125億個(gè)晶體管增加了6.4%,但面積僅為331 mm2,反而要比Vega10的484 mm2要小很多。MI60和MI50的TDP均為300瓦,在同等功耗下的性能提升超過(guò)25%,同等頻率下功耗降低50%,不過(guò)AMD表示新計(jì)算卡的真正威力在于它們的新功能,而不是與現(xiàn)有MI25計(jì)算卡競(jìng)逐傳統(tǒng)FP16/FP32算力。
“傳統(tǒng)的GPU架構(gòu)限制了人們處理和分析現(xiàn)代云數(shù)據(jù)中心不斷變化的巨大數(shù)據(jù)集的需求。”AMD Radeon技術(shù)集團(tuán)工程高級(jí)副總裁David Wang說(shuō),“AMD全新Radeon Instinct加速卡結(jié)合了世界頂尖的性能和靈活性,配合業(yè)界領(lǐng)先的開放式軟件生態(tài)系統(tǒng)ROCm,將助力于解決當(dāng)今和未來(lái)最困難的云計(jì)算挑戰(zhàn)?!?/p>
AMD一并公布了用于加速計(jì)算的全新ROCm 2.0開放軟件平臺(tái),專為大規(guī)模集群而設(shè)計(jì),允許用戶在開放環(huán)境中部署高性能、高能效的異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)。除了支持新的Radeon Instinct 加速器和AMD Infinity Fabric Link GPU互連技術(shù)外,還為新的DLOPS提供了更新的數(shù)學(xué)庫(kù);支持CentOS、RHEL和Ubuntu等64位Linux操作系統(tǒng);支持TensorFlow 1.11和PyTorch(Caffe2)等最流行的深度學(xué)習(xí)框架的最新版本。
谷歌TensorFlow的工程總監(jiān)Rajat Monga說(shuō):“谷歌相信開源對(duì)每個(gè)人都有好處, 我們已經(jīng)看到它對(duì)開源機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)有多大幫助,很高興看到AMD接受它。通過(guò)ROCm開放軟件平臺(tái),TensorFlow用戶將受益于GPU加速和更強(qiáng)大的開源機(jī)器學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。”
回想此前的Vega10,在與上代Fiji架構(gòu)同為4096流處理器的情況下,顯存從4096bit反砍一刀降至2048bit,晶體管數(shù)量從89億暴增至125億,但其對(duì)應(yīng)的游戲顯卡Vega 64居然打不過(guò)僅有72億晶體管的GP104核心(GTX1080),同頻效能相比Fiji核心的Fury X甚至毫無(wú)提升,使得許多人戲稱AMD“在Vega10里塞了36億電爐絲”。
認(rèn)為,AMD此次公布的Vega20雖然依然保持4096流處理器的規(guī)模,但補(bǔ)完了半速雙精度、INT8、INT4和ECC等HPC加速卡所需的關(guān)鍵元素,讓Vega20方才算是Vega架構(gòu)初次顯露出其真正形態(tài)。
不過(guò),AMD依然需要清晰的認(rèn)識(shí)到,與在CPU領(lǐng)域同Intel的競(jìng)爭(zhēng)一樣,NVIDIA的領(lǐng)先使其有能力從架構(gòu)以及指令集等方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)。近兩年來(lái)AMD在性能、功耗、面積三方面上一直無(wú)法兼顧,長(zhǎng)期處于舍去其一再田忌賽馬的狀況中,Vega20所取得的進(jìn)步成績(jī)完全吃的是7nm制程的紅利。
從目前展示的數(shù)據(jù)來(lái)看,Vega20的性能相比Vega10大約提升了20%,很可能依然不及NVIDIA上代16nm、120億晶體管的GP102核心(1080Ti),300瓦的TDP也不算低,唯一有明顯優(yōu)勢(shì)的也就只有新制程帶來(lái)的面積縮減了。
反觀NVIDIA,在2014年半導(dǎo)體制程受困于28nm節(jié)點(diǎn)時(shí),AMD的GPU止步不前,NVIDIA則拿出了堪稱黑科技的全新Maxwell架構(gòu)。在晶體管數(shù)量從71億縮減至52億、流處理器從2880個(gè)減少至2048個(gè)、TDP從250瓦降低至165瓦的情況下,GM204核心的GTX980性能依然勝過(guò)了上代Kelper架構(gòu)GK110核心的GTX780Ti,再次強(qiáng)調(diào):二者同為28nm。
在NVIDIA如此恐怖的架構(gòu)設(shè)計(jì)面前,AMD這樣依賴制程紅利不但不是長(zhǎng)久之計(jì),更不如說(shuō)是無(wú)異于飲鴆止渴。如果AMD再繼續(xù)固守老舊的GCN架構(gòu)修修補(bǔ)補(bǔ),而不研發(fā)高能效的全新架構(gòu),一旦NVIDIA也使用了7nm工藝,完全可以如Intel一樣將AMD再次一招打回解放前。





