从Cayman架构改进看下一代AMD显卡发展

　　● 四代产品延续同一架构

　　从AMD Radeon HD 2000开始，直到Radeon HD 5000最后一款产品发布结束，我们看到的GPU单元核心架构始终是一成不变的——一个UDTP线程分配仲裁器、一个几何单元、每个线程处理器包含5个1D ALU、5个1D ALU以VLIW超长指令字打包方式和外界进行通讯。

　　GPU全局：

　　Radeon HD 2000标志着AMD也跟随NVIDIA的脚步进入了DirectX 10和统一渲染GPU架构元年。实际上在2005年AMD已经设计出了XBOX使用的统一渲染Xenos处理器。第一代R600处理器包括了前端的UDTP仲裁器、几何处理器、统一执行GS/VS/PS的线程处理器，数量充足的纹理单元和后端单元。

AMD统一渲染架构图示

　　其中硬件Tessellator单元和统一线程处理器是整个架构的设计亮点，显存控制器从RingBus环形总线发展到CorssBar交叉总线，而纹理和后端部分到今天为止，NVIDIA和AMD方面都没有出现飞跃性的改进。

　　几何部分：

　　GPU前端最主要的单元是Command Processor（指令处理器）、Graphics Engine（图形装配引擎）、Ultra-Threaded Dispatch Processor（超线程分配处理器）。

AMD GPU几何处理器

　　其中Graphics Engine部分的设计，从R600开始到现在，几何处理器之中有很多模块，包括Tessellator（镶嵌器）、Vertex Assembler（顶点装配器）、Geometry Assembler（几何装配器）、Rasterizer（光栅器）、Hierarchial-Z（多级Z缓冲模块）等。

　　仲裁部分：

　　AMD在R520时代ATI开始引入Ultra Threaded Dispatch Processor单元，UTDP为不同的shader类型提供了专门的命令队列窗口，这些窗口内塞满了等待执行的线程，每个线程都是若干条对输入数据处理的指令。

Ultra-Threaded Dispatch Processor（PCinlife网站制图）

　　UTDP属于GPU前端逻辑。Ultra-Threaded Dispatch Processor，也被译为超级线程分配器，如字面意思，负责GPU全局线程分配，既然是“全局”，就应该一个GPU只有一个。

　　线程处理器：

    ATI将这些ALU称作streaming processing unit，因而，ATI宣称R600拥有320个SPU。我们考虑R600的每个流处理器，它每个周期只能执行一条指令，但是流处理器中却拥有5个1D ALU。

R600时代的320个ALU阵列或者说64个线程处理器

　　ATI为了提高ALU利用率，采用了VLIW体系(Very Large Instruction Word)设计。将多个短指令合并成为一组长的指令交给流处理器去执行。例如，R600可以5条1D指令合并为一组5DVLIW指令。