AMD GCN顯示卡架構

Graphics Core Next (GCN)架構是一種全新的消費類GPU設計方式，性能一流的AMD Radeon™ HD 7000系列顯示卡產品就採用了這一架構。

最重要的是，它是世界上第一款28nm GPU架構，AMD在其中安放了43億個電晶體–GPU的最基本單元；而在以前，大致相同的空間只能安放26億個電晶體。將電晶體密度提高60%以上絕不僅僅是工程師們的傑作，也是世界上最強大、最先進GPU的職責所在。

GCN架構不僅拓寬了DirectX 11遊戲的範圍，而且也是AMD專為一般運算打造的第一款設計。AMD的28nm GPU配有32個計算單元（2048個流處理器），每個單元中包含一個標量協處理器，能夠處理傳統處理器排斥的工作負載和程式語言。GCN架構大量運用了能夠識別GPU的程式語言，例如C++ AMP和OpenCL™，因此它才是真正順應時代潮流而生的架構。

基本介紹

• 中文名：AMD GCN顯示卡架構
• 外文名：Graphics Core Next 
• 簡稱：GCN
• 類型：全新的消費類GPU設計方式

性能

直白地說，增加GPU中的電晶體數量可對顯示卡的潛在性能產生巨大的作用，但是僅增加電晶體是不夠的。只有採用了如GCN架構這樣真正一流的設計，潛能才得到了有效的發揮，才釋放出了實實在在的性能。

以下幾個示例表明了新一代架構是如何完成這一簡單設計目標的：創建世界上最強大的顯示卡。(截止2011年11月30日，AMD Radeon™ HD 7970 GPU的處理能力成績超過了3.5 TeraFLOPs。)

從GPU利用率出發，AMD採取了大量的舉措來確保GCN架構能夠高效地利用它的硬體資源。從構思的角度來說這似乎很簡單，但事實上設計一款頻率頻繁達到最高峰值性能的GPU絕非易事，不過GCN架構能夠輕易化解這一難題。

GCN架構可提高資源利用率，確保GPU善用它的資源，使性能達到最高。

DirectX11曲面細分性能在上一代AMD Radeon™產品的基礎上也有驚人的改進。下圖描繪了AMD Radeon™ HD 7970在32個曲面細分級別上的性能，結果令人驕傲：係數最高提升了350%.(AMD性能實驗室對AMD Radeon™ HD 7970的評估，配置如下：Intel酷睿™ i7-3960X (3.3 GHz)，MSI X79A-GD65，16 GB (4x4 GB) DDR3-1600 9-9-9-24.)下圖右邊描繪了GCN架構有效利用其潛能的能力，結果再次大放異彩：高度細化的遊戲毋庸置疑比以往平均快了79%！

GCN架構也從大幅提升的曲面細分性能獲益匪淺。基於此DirectX11技術的遊戲現在比它們以往在上一代AMD Radeon™產品上的速度更快。

每個遊戲玩家都知道，GPU的時鐘頻率對顯示卡的性能也具有重大影響，GCN架構對此瞭然於心。

但是不為人知的是，每一張顯示卡都能從PC的電源中汲取一定量的電能。我們將這種特性稱為Thermal Design Profile（TDP，總散熱曲線），重要的是，GPU架構能夠充分利用每一度電能。GCN架構之所以具有這種本領，與我們被為“AMD PowerTune”的技術密不可分。

AMD PowerTune是一種智慧型系統，可實時分析用到GPU的遊戲和套用軟體。這樣的軟體以《戰地3》或Furmark為代表。當套用軟體沒有充分運用GPU可用的電能時，AMD PowerTune可以提高該套用軟體的性能，將GPU的時鐘頻率提高多達30%以上！最重要的是，此技術完全自主運行，是專為提升遊戲性能而設計的。

在遊戲中，AMD PowerTune技術能夠自動大幅提升時鐘頻率，所有28nm AMD Radeon™產品都採用了這種技術！

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圖像質量

但是，面對當今挑剔的遊戲玩家，只有性能是不夠的。圖像質量，即紋理和效果的清晰度和準確性，也同樣重要。GCN架構為此配備了三大關鍵技術來大幅提升這方面的水平。

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部分駐存紋理(PRT)

甚至在玩最新的遊戲時，遊戲玩家們也可能會注意到，遊戲經常重複或反覆使用紋理，特別是地面或背景布景的紋理，例如青山或綠樹。這是因為增加遊戲中紋理的物理尺寸或數量會對GPU的性能產生負面影響。PRT就是有望破解這一難題的全新技術。

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PRT可以使用超大的紋理檔案，最大可達32GB，但對性能的影響微乎其微。PRT的方法是將這些龐大的紋理分成小塊，然後在需要時把它們送到GPU中，為兼容的遊戲源源不斷地供應獨一無二的紋理數據，以便將它們運用到遊戲世界中。28nm AMD Radeon™產品中的GCN架構是第一款在硬體中運用了這種技術的GPU設計。

部分駐存紋理(PRT)可以讓未來的遊戲使用超高解析度的紋理，而它需要的性能與當今細小而通常反覆的紋理不相上下。

改進的各向異性過濾能力(AF)

現代的每一個GPU都採用了各向異性過濾技術；這種技術用於協助GPU確保遊戲中的紋理保持高度清晰，甚至遠景也能清晰瞭然。當今大多數遊戲具備運用這種技術的能力，AMD Catalyst™驅動程式套件長期以來一直為遊戲玩家提供為他們所有遊戲強制啟用各向異性過濾的選項。

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然而，每一款GPU設計的差別在於各向異性過濾的具體執行方式。GCN架構經過專門的最佳化，當啟用了各向異性過濾功能時，可產生出色的效果。

如AMD Radeon™ HD 7900 Series等產品中的改進型各向異性過濾功能在啟用狀態下可確保遊戲玩家獲得更加清晰、優異的紋理。

改進的DirectX 11曲面細分

隨著DirectX 11遊戲的日漸成熟，遊戲開發商自然而然地開始推進遊戲的逼真化，利用特殊的渲染效果營造更加真實的場景。其中一個效果就是曲面細分，它可以在運行過程中動態地豐富遊戲場景的細節。

《塵埃 3》中拉力賽車穿越水幕的線框場景。注意左邊沒有漣漪。右邊經過曲面細分後，遊戲中呈現出了全新的動態細節。

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與各向異性過濾一樣，曲面細分對於GPU來說並不陌生，但曲面細分的執行方式對遊戲體驗能產生巨大的影響。正因如此，GCN架構再一次進行了最佳化，在重度曲面細分的遊戲中，性能最高是AMD Radeon™ HD 6000系列的4倍。

效率

最後，值得一提的是，卓越的性能和一流的圖像質量並不是以高昂的電費為代價。與AMD Radeon™ HD 6000系列相比，基於GCN架構的產品在“空閒狀態”（指在完成桌面工作時的狀態）下的能耗更低。但能力遠不止於此。

AMD ZeroCore Power技術

AMD ZeroCore Power技術利用AMD在筆記本電源效率方面的領先優勢，為我們的台式機GPU賦予了在顯示器關閉時（又稱為“長期空閒狀態”）切斷電源的能力。(某些AMD Radeon™產品採用了AMD ZeroCore Power、AMD PowerPlay™ 和AMD PowerTune 技術，這些技術可回響某些GPU負載狀態，智慧型管理GPU功耗。並非所有產品都支持所有的技術，有關具體的型號性能和支持的技術，請諮詢組件或系統製造商。 )

當您離開您的PC去接聽電話、觀看電視或跑到商店購物時，這一技術非常有用。另外，AMD ZeroCore Power技術還允許AMD CrossFire™技術配置中的附加GPU在不用時甚至風扇停止運轉時關閉！

AMD ZeroCore Power技術是AMD的獨有技術，可確保不用或空閒的 GPU 保持儘可能高的效率。

甚至使用AMD CrossFire™多GPU配置的最忠實遊戲玩家也能從AMD ZeroCore電源技術獲益。不用或空閒的GPU會在不需要時關閉，達到省電的目的。

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