FPGA實時光追演示:Artix平台效能是銳龍R9-4900H CPU軟解的50倍
儘管在傳統硬件仿真領域,“可編程邏輯門陣列”(FPGA)的名氣要更高一些。但近期一些成功的FPGA 光追遊戲運算演示,再次吸引了許多人的目光,因為這通常是圖形處理器(GPU)的優勢領域。TechSpot 報導稱,來自兩位開發者的新工作流工具,使得一枚普通的FPGA、能夠實現較傳統x86 處理器更驚人的效率提升,為多個行業的節能運營開闢了新經驗。
Arty A7 FPGA開發板資料圖
本次演示選擇了一個在棋盤上彈跳的閃亮球形物體,且它用到了實時光線追踪功能—— 之前沒人指望過一款中型FPGA 芯片能夠輕鬆應對此類應用。
不過更值得稱道的,還是FPGA 運行遊戲所消耗的能量,遠低於功能更強大的AMD筆記本電腦處理器。
在Artix 7 100T 硬件上,Victor Suarez Rovere 和Julian Kemmerer 借助他們的CflexHDL / PipelineC 工具,用C 語言構建了這一演示所需的FPGA 固件代碼。
作為比較,兩位開發者搬來了AMD 銳龍R9-4900H 平台、並編譯了基於CPU 軟解(不使用集成的核顯)的相同演示。
兩者均在1080p 下以大約60 FPS 的幀速率運行遊戲,但需要截然不同的性能配置文件來完成任務。
Sphery vs. Shapes – Victor Suarez Rovere(通過)
據悉,Artix 平台採用了28nm 節點工藝的FPGA 芯片,主頻為148 MHz、具有約10 萬個邏輯元件。
相比之下,銳龍R9-4900H 是一款8C / 16T 的7nm 處理器。開發人員在4.2 GHz 的加速頻率附近,調用了該芯片的所有核心線程。
Rovere 和Kemmerer 估計,Artix 的晶體管數量,大約只有這枚銳龍移動芯片的1 / 15 。
儘管硬件規模上存在相當大的差距,但FPGA 演示僅消耗了660 mW 的功率。而且就算沒用到主動式散熱解決方案,該芯片仍“幾乎沒有發熱”。
另一方面,x86 架構的銳龍R9-4900H 的功耗達到了33 W —— 不僅50 倍於FPGA,風扇也在88℃ 的高溫下猛轉以實現相同的性能。
Rovere 和Kemmerer 據此推測,7nm FPGA 芯片可進一步將能效差距擴大至6 倍、同時功耗低至銳龍R9-4900H 的1/300 。
當然,我們不該徹底無視APU 上的核芯顯卡、或在搭配專用獨顯(GPU 加速卡)下可實現的更高效能。
但這麼做仍無法消除與Artix 平台的差距,更別提採用更先進的FPGA 解決方案來發起挑戰了。
最後,感興趣的朋友,可移步至PipelineC-Graphics 的GitHub 項目主頁(白皮書),以獲知更多細節。