GCN架构回顾杂谈 一个伟大的架构(2)

R600
在2005年AMD发布了R600架构，AMD自R600以来一直坚持VLIW模式，VLIW(超长指令字)顾名思义就是可以把多条指令连在一起，建成一个超长指令，促使GPU的运算单元可以一次启动连续执行，省去了好多调度指令、等待周期，参考而提高运算效率。但VLIW在多个流处理器并行性上存在多数难以预料的逻辑缺陷，在GPU这种规模越来越大的并行处理器上，数千个流处理器的整体吞吐率反而受到影响。再加上DirectX 11需要GPU架构拥存在更好的灵活度和通用计算能力，而非很多意义上的单纯吞吐能力。总之VLIW模式有高吞吐低灵活性的特点，但是在通用计算可以图形计算的今天可以显得跟不上节奏了。（用R600架构做比较是因为从R600到有GCN之前都是用VLIW模式，本人觉得这样更好比较）

接下来然我们了解GCN架构：AMD对GCN架构的定义为“Non-VLIW ISA With Scalar Vector Unint”——使用标量和矢量单元的非VLIW体系，GPU的组成单元不会是SIMD阵列，而是被称为“Compute Unit”的计算单元(简称CU)。拿HD7970来说，HD7970有2048个流处理器，分成32个计算单元，在芯片高负荷时，每个计算单元都可以分配到任务，架构的使用率和吞吐量很高更适合处理多线程多任务并行计算。（科学计算，挖比特币，高显卡负荷的游戏，总之这个架构是个抖M）在这32个并行计算单元中，每个单元拥有64个流处理器，64个流处理器组成4个矢量单元，每个矢量单元搭配64KB矢量寄存器。每个计算单元内部还具备数据寄存器和多数辅助性功能模块，共同组成了一个完整的运算中枢。
再通过新指令集，促使每个计算单元总能同时领取、执行指令，众多计算单元并行处理能力很高，促使计算单元的使用率和指令吞吐量反而比VLIW更高。