AMD가 라데온 GPU 마이크로아키텍쳐의 게이머에게 와트 당 성능 향상으로 이익이 되는 내용에 대한 공식 블로그를 게시하였습니다.
★ 작성자 : AMD 기업 연구원 및 제품 기술 설계자 겸 수석 부사장, Sam Naffziger
(1) AMD의 GPU 마이크로아키텍쳐 전력 소모량의 효율성에 대한 투자 시작
- 몰입감 및 사실적 게임 경험과 레이 트레이싱 및 가변 레이트 쉐이딩, 고급 업스케일링 기술 등 같은 기능을 지원하기 위해서 지속적으로 기술의 한계의 도약과 향상을 주도하는데, 이러한 개선된 경험을 반도체 설계, 마이크로아키텍쳐의 지속적 발전은 끊임 없는 성능 개선과 함께
높은 전력 소모량을 유발함.
- GPU의 소모 전력은 400W 이상으로 빠르게 넘었고, 동시에 전력 소모량은 전 세계적으로 에너지 가격이 치솟고 있을 뿐만 아니라, 게이머 및 사용자가 점점 증가하는 발열과 높은 전력으로 인한 고성능 쿨링 솔루션의 필요성으로 인한 더 큰 시스템과 씨름해야 한다는 것을 의미하는
주요 관심사로 떠오름
- 반도체의 설계의 기본은 기능 추가 및 주파수 증가를 통하여 성능을 끌어올리는 것이 더 까다로운 게임의 요구 사항을 충족하는 방법으로 성능과 함께 초선형적으로 전력을 증가시키는 것이지만, 혁신적이고 배려가 깊은 엔지니어링을 통한 개선으로 엄청난 전력 예산을 필요하지 않으면서도 전체 비용과 발열 및 소음을 낮추면서 혁신적 경험과 높은 성능을 구현할 수 있음
- AMD는 핵심 반도체의 마이크로아키텍쳐를 처음부터 생각하고 혁신하고자 '설계 및 에너지 효율성 개선'을 목적으로 몇 가지 부분에 투자를 시작하였고, 모든 제품 라인에서 의미 있는 방식으로 성과를 거두었을 뿐만 아니라 슈퍼컴퓨터 부문에서는 '효율적인 고성능 슈퍼컴퓨터'의
상위 4대에서 주도함.
① 와트 당 최고의 성능과
② 잠재적으로 더 낮은 에너지 비용
③ 조용하고 슬림한 시스템
④ 소형화된 물리적 공간 형태
(2) AMD의 게이밍 산업에서의 와트 당 업계의 최고 성능을 구현
- AMD는 그래픽 및 게이밍 분야에서 최고의 성능을 제공하고자 효율적이고 강력한 반도체 디자인에 대해서 우선 순위를 두고 있음.
① 1st RDNA GPU(라데온 RX 5000 시리즈) : 2019년에 7nm 제조공정 기반으로 도입발표한 이후 레거시 GCN 마이크로아키텍쳐의 비교 대비 평균 50% 이상 성능 향상을 구현함(이는 동일 전력에서 '톰 클랜시의 디비전 2'의 게임 구현 시 프레임 속도가 최대 50% 더 높은 구현값과
같음)
② 2nd RDNA GPU(라데온 RX 6000 시리즈) : 2020년에 출시했을 때, 1st RDNA GPU와 비교 대비했을 대 최대 65% 더 우수한 와트당 성능 향상을 제공함.
★ 이로 인하여 2nd RDNA GPU(라데온 RX 6000 시리즈) 스택 전반에 걸쳐서 경쟁력 있는 프로세서 당 성능 위치에 놓이게 되었고, 강력한 효율적 컴퓨팅에 대한 AMD의 의지를 다시 한번 선보임
(3) 와트당 성능의 중요성
- 게이머의 최고의 와트당 성능은 장기간에 걸친 고성능 제공과 발열 및 전력 소모량을 줄일 수 있는 것
★ 현재 라데온 RX 6000 시리즈 및 지포스 RTX 3000(일부 GTX 모델 포함) 시리즈의 제품 라인업 대비 발열 설계 전력 비교표(위) 참조
(4) 전력의 효율성을 둔 설계를 디자인 및 구축하는 것은 AMD의 DNA에 존재함
- AMD는 오늘날 고성능 CPU 및 GPU를 동시에 개발할 수 있는 유일한 회사로서 중앙 엔지니어링 팀 전체에서 학습한 내용을 활용하고 제품
포트폴리오에서 최고의 반도체 IP를 활용할 수 있는 독보적 위치에 있음.
예시(1) 'ZEN' CPU 마이크로아키텍쳐 기반 라이젠(RYZEN) 데스크탑 및 모바일 CPU(APU)의 개발에 성공하여 얻은 내용을 엔지니어링 팀과 협력하여 라데온 RX GPU 마이크로아키텍쳐에 적용하여 2nd RDNA GPU(라데온 RX 6000 시리즈)를 효율적인 GPU로 개발함.
예시(2) 'ZEN' CPU 마이크로아키텍쳐의 접근 방식 및 설계 방법론을 그래픽 파이프라인에 통합하여 반도체 다이의 물리적 구성 및 공간을 간소화시켜 높은 클럭 및 주파수를 실현시킴.(고밀도의 CPU 내 L3 캐시 메모리를 활용하여, 고밀도 저전력 캐시인 'AMD 인피니티 캐시'를 구현하여 게임 워크로드에서 자주 사용하는 데이터를 쉽게 액세스하여 메모리 및 대기 시간 감소를 실현시킴)
- 2nd RDNA GPU(라데온 RX 6000 시리즈) 마이크로아키텍쳐를 더욱 정교하고 개선시켜 효율성 및 성능을 향상시키고자 3가지의 주요 변경사항을 구현함
① 최적화한 스위칭 : 마이크로아키텍쳐의 기본 설계를 개선하여, 모든 게이트의 스위칭화하여 전체 클럭이 전환되어 성능에 직접 기여하도록 하였고, 불필요한 활동 및 과도한 라우팅을 제거하여 그래픽 파이프라인을 최적화
② 고주파수 설계 : 높은 클럭 속도에 맞춘 설계를 조정하여 1st RDNA GPU 주파수보다 2nd RDNA GPU 주파수를 최대 30% 향상시켜서 GPU가 더 낮은 전압에서 실행하여 신규 마이크로아키텍쳐의 낮은 전력을 동일한 클럭 속도로 유지화.
③ 스마트한 전력 관리 체계 : GPU 내에서 지능형 전력 관리를 구현하여 더 높은 주파수를 활용할 수 있는 최상의 기회를 식별하고 성능을 직접적으로 개선한 다음 백다운을 줄여서 과도한 에너지 사용을 제거.
(4) AMD의 차세대 GPU 마이크로아키텍쳐의 미래
- AMD의 3rd RDNA GPU 마이크로아키텍쳐는 최초로 5nm 제조공정 및 칩렛 패키징 제조기술을 적용한 GPU 마이크로아키텍쳐임
- 기존 2nd RDNA GPU(라데온 RX 6000 시리즈) 마이크로아키텍쳐보다 50% 이상 향상된 와트당 성능을 제공하여 시원하면서도 조용함과
에너지를 고려하여 설계된 디자인으로 게이머에게 최고의 게임 성능을 제공함.
- AMD의 3rd RDNA GPU 마이크로아키텍쳐는 에너지 절약형 설계에 기여하고, 기존 2nd RDNA GPU(라데온 RX 6000 시리즈) 마이크로아키텍쳐의 적응형 전력 관리 기술을 개선하여 워크로드별 작동 지점을 설정하여 GPU의 각 구성 요소가 최적 성능을 위하여 필요한 전력만
사용하도록 보장함
- 또한 차세대 'AMD 인피니티 캐시'를 도입하여, GPU 메모리의 전력 요구량 감소 및 높은 고밀도, 저전력 캐시를 제공할 것으로 예상되고,
3rd RDNA GPU의 진정한 효율성의 선두업체로 굳히는 데 도움이 될 것임.
Neons
