AMD 7nm Radeon Instinct計算卡解析:遊戲卡明年見
AMD遊戲顯卡這幾年被嚴重壓制,不過新的大招正在醞釀之中。現在,AMD顯卡率先進入了7nm工藝世代,首先用於Radeon Instinct專業計算卡,新的遊戲卡也將在明年和我們見面。7nm Radeon Instinct系列首發兩款產品,型號分別是MI60、MI50,主打機器學習訓練、高性能領域,也可用於虛擬化、機器學習推理,將在今年底出貨,相關係統和應用明年問世,2020年還有下一代產品。
Radeon Instinct MI60、MI50仍舊基於Vega GPU核心架構,但是一方面升級新工藝,另一方面也針對數據中心應用做了調整優化,包括計算單元、顯存、PCI-E 4.0等等。
14nm Vega 10核心擁有125億個晶體管,核心面積484平方毫米,7nm Vega則增至132億個晶體管(增幅6.4%),面積卻縮小到331平方毫米(幅度31.6%),同時只相當於對手( 815平方米的12nm GV100)的大約40%。
新核心對基礎的計算單元進行了針對性的調整增強,比如矢量ALU單元支持16/32/64位操作,同時所有模塊都支持ECC。
它還是世界上第一個顯存帶寬達到1TB/s的GPU,最多32GB HBM2。
架構優化加上頻率提升(具體未公開),MI60相比於MI25在流處理器相同的情況下,性能提升幅度十分驚人,比如FP16浮點性能快了20%,INT8、INT4整數性能分別快了140%、380%,還有新的指令集,更適合執行機器學習應用。
如果只是進行矩陣乘法運算,MI60只會提升25%以上,但對於Resnet-50這樣的特定應用,提升幅度最高可達2.8倍,非常驚人。
TensorFlow FP32提升幅度在25-50%之間,而且憑藉Infinity Fabric,MI60還支持近乎線性提升的多路擴展,比如四路性能就幾乎是單路的整整4倍。
Vega、EPYC現在都支持PCI-E 4.0,但是平台尚未構建完成,所以八路並行在PCI-E 3.0下性能提升會受到一定的限制,未來都換到PCI-E 4.0還有望更猛。
PCI-E 4.0,7nm Vega是第一個支持的GPU,Rome EPYC則是第一個支持的CPU,二者互相配合,雙向帶寬可達64GB/s,最多可以四塊並行。
Infinity Fabric總線則可以在不同顯卡之間提供200GB/s的帶寬,是PCI-E 3.0的足足6倍,不過注意這裡用了硬件橋接方式互連,目的是更方便地處理超大傳輸數據量。
而得益於對硬件虛擬化的支持(唯一哦),MI60/56還可以最多八塊卡並行,但實現方式略有不同,每四塊通過Infinity Fabric高速互聯,然後兩組四塊卡再通過PCI-E總線互連。
如果不需要這麼多卡,也可以一塊、兩塊、四塊各自組成虛擬機再並聯於同一個系統內,但注意必須是完全同一型號的卡,不能混用。
MI60是個完全體,集成64個計算單元、4096個流處理器,峰值整數性能INT4 118Tops、INT8 59Tops,峰值浮點性能FP16 29.5TFlops、FP32 14.7TFlops、FP64 7.4TFlops,技術特性支持全芯片ECC錯誤校驗、RAS、PCI-E 4.0、雙鏈路Infinity Fabric,顯存搭配4096-bit 32GB HBM2,帶寬1TB/s,熱設計功耗300W。
MI50精簡到60個計算單元、3840個流處理器,性能降低約9.5%,顯存容量減半至16GB,其他完全同上。