2017년 8월 (Vega)

- AMD 라데온 NCU 아키텍처, 베가

AMD 라데온 테크놀로지스 그룹(RTG)의 표현에 의하면 그래픽 코어 넥스트(GCN) 아키텍처의 뒤를 잇는 새로운 개념(Next Generation GPU)으로, 소비자 입장에서는 기존의 라데온 RX 400 / 500 시리즈(Polaris)의 상위 모델이라기 보다는 라데온 Fury / Pro Duo 시리즈(Fiji)의 후속 모델이라는 표현이 좀 더 현실적이라고 볼 수 있습니다.

실제로 베가 아키텍처는 성능 외적으로(...) 많은 면에서 기존 GPU 설계대비 차별화된 기능들이 대거 투입된 기념비적 라인업입니다.

우선 대외적으로 가장 널리 알려진 2세대 고대역 메모리(HBM)을 탑재한 점을 꼽을 수 있습니다. 이미 라데온 Fury 시리즈가 소비자용 그래픽 카드 최초로 1세대 HBM을 탑재한 바 있으니 당연하다면 당연한 발전인 셈 입니다.

심도깊게 파고들면 현 세대 그래픽 프로세싱 유닛으로서 베가의 발전 방향은 경쟁사와 마찬가지로 유연한 메모리 활용(Scalable Memory)을 추구한 설계입니다. 경쟁사가 기존 그래픽 메모리(VRAM)를 보다 효율적으로 활용하는 방향으로 발전해왔다면, 베가 아키텍처는 기존 그래픽 메모리에서 벗어나 연결된 시스템의 모든 주 / 보조 기억 장치(넓은 의미의 메모리)를 활용할 수 있게끔 발전한 것 입니다.

일반 소비자 입장에서 체감할만한 그래픽 컴퓨팅 요소로는 테셀레이션(Tessellation) 성능을 향상시킬 수 있도록 스케줄링 방식을 최적화(Intelligent Workgroup Distributor)하거나, 버텍스와 지오메트리 명령어를 한 스테이지에 끝낼 수 있는 프리미티브 셰이더(Primitive Shder) 추가, 경쟁사에서 먼저 적용한 타일 기반 렌더링(Draw Stream Binning Rasterizer) 도입이 확인되었습니다.

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2016년 6월 (Polaris)

- AMD 라데온 400 / 500 시리즈, 폴라리스

오랫동안 암흑기를 거친 AMD의 그래픽 사업부가 라데온 테크놀로지스 그룹(RTG, Radeon Technology Group)으로 분리된 뒤 처음으로 선보인 아키텍처가 바로 폴라리스입니다. 구조적으로는 GCN 아키텍처 기반의 명령어 세트 설계를 계승했지만, 14nm FinFET 미세공정 전환에 성공해 이전 세대 모델의 편입 없이 모든 라인업을 일신했습니다.

최초의 폴라리스는 두 가지 칩 디자인으로 출시되었고, 이후 최저가 모델을 위한 칩이 추가로 개발되었습니다. 중급기를 담당하는 폴라리스 10(20)은 최대 2304개의 스트리밍 프로세서를 내장한 라데온 RX 480(RX 580) 및 하위 모델로 2048개의 라데온 RX 470(RX 570) 이 출시되었으며, 중국 한정으로 1792개의 스트리밍 프로세서를 탑재한 RX 470D 모델이 출시된 전례가 있습니다.

폴라리스 11(21)은 최대 1024개의 스트리밍 프로세서를 탑재합니다. 최초 출시된 라데온 RX 460의 경우 수율 확보를 위해 896개로 줄인 컷 칩으로 선보였지만, 이후 RX 560으로 전환되는 과정에서 수율이 확보되어 1024개의 풀 칩으로 업데이트 되었습니다.

폴라리스 12는 데스크탑 최저가 시장 및 노트북용으로 개발된 GPU 코어로 폴라리스 11처럼 수율 확보를 위해 최대 640개의 스트리밍 프로세서 중 512개를 사용하는 라데온 RX 550으로 출시되었습니다. 미세공정 수주처인 글로벌 파운드리의 14nm 공정이 LPE(Low Power Early)에서 LPP(Low Power Plus)로 전환되면서 핀펫(FinFET)의 접촉면적이 증가, 수율이 향상되면서 의미있는 클럭 상승분이 발생해 라데온 RX 400 시리즈에서 RX 500 시리즈로 업데이트 되었습니다.

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2015년 6월 (Pirates Islands)

- AMD 라데온 300 시리즈, 파이러츠 아일랜드

중급기 AMD 라데온 R9 285 및 라데온 R9 380 시리즈로 통가(Tonga)가 먼저 출시된 후, 고 대역폭 메모리(HBM)를 지원하는 최상위 라인업 AMD 라데온 R9 Fury 시리즈로 피지(Fiji) 아키텍처가 발표되었습니다.

본격적으로 DirectX^® 12에 비동기 컴퓨트(Asynchronous Compute) 기능이 추가되면서 이를 강화시켜 줄 하드웨어 스케줄러를 탑재하고, 델타 컬러 압축(DCC) 기능을 도입해 그래픽 메모리를 효율적으로 활용하는데 주력한 모습입니다.

통가 아키텍처는 라데온 R9 285(256-bit)로 출시되었을 당시에는 타히티 아키텍처 기반의 R9 280 시리즈(384-bit)에 비해 적은 1792개의 스트리밍 프로세서와 메모리 인터페이스가 줄어든 탓에 큰 인기를 얻지 못했습니다. 물론 델타 컬러 압축 덕분에 성능 차이가 크지 않았고 전력 효율이 크게 늘었음에도 불구하고 절대 성능이 부족하다는 평이 주를 이뤘습니다.

이후 라데온 R9 380 시리즈로 전환되면서 클럭 스피드가 향상되고 2048개의 스트리밍 프로세서를 탑재한 R9 380X 모델이 단종 수순을 밟은 타히티보다 높은 성능을 달성했으며, 최대 4GB GDDR5 메모리를 탑재한 사양이 경쟁 상대(2GB)에 비해 우위를 점하면서 쏠쏠한 인기를 누렸습니다.

피지 아키텍처의 경우 하와이 아키텍처만으로는 커버가 불가능했던 경쟁사의 최상위 라인업을 견제하기 위해 최신 기술을 접목한 설계로 많은 관심을 받았습니다. 비록 성능 경쟁에서 우위를 점하지는 못했지만 GDDR5 메모리 대신 HBM을 도입한 최초의 소비자용 그래픽 카드라는 타이틀을 차지했으며, 라데온 R9 Nano 모델은 가장 작은 하이엔드 그래픽 카드로 집중 조명을 받았습니다.

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2013년 10월 (Volcanic Islands)

- AMD 라데온 200 시리즈, 볼케닉 아일랜드 (Volcanic Islands)

중~보급기인 AMD 라데온 HD 7790으로 보네어(Bonaire)가 먼저 출시된 후, 최상위 모델인 AMD 라데온 R9 290 시리즈로 하와이(Hawaii) 아키텍처가 모습을 드러냈습니다. 오디오까지 동시에 송출할 수 있는 HDMI 및 DP(DisplayPort)를 위한 AMD 트루오디오(TrueAudio) 음장효과가 추가되었고, ACE 스케줄러를 강화시켜 연산 효율을 강화시킨 것이 주요 특징입니다.

또한 1세대와 마찬가지로 시간이 흐르면서 여러가지 기능들이 확장되거나 새롭게 추가되었습니다. 프로그래밍 인터페이스(API)는 DirectX^® 12(Feature Level 12.0) 과 OpenCL™ 2.0 까지 확장되었고, 이후 디스플레이 관련 주요 기능인 프리싱크(FreeSync)와 가상 초고해상도(VSR, Virtual Super Resolution)를 추가로 지원합니다. 동영상의 프레임을 보간해주는 플루이드 모션(Fluid Motion) 기술 또한 2세대 GCN 아키텍처부터 공식적으로 지원되었습니다.

하와이는 최대 2816개, 보네어는 최대 896개의 스트리밍 프로세서를 탑재했습니다. 또한 두 제품 모두 Rx 200 시리즈에서 Rx 300 시리즈로 전환되면서 GDDR5 그래픽 메모리 용량을 두 배로 늘려 4K 초고해상도나 가상현실과 같은 차세대 디스플레이 환경에 대응하는 모습을 보여주기도 했습니다.

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2012년 1월 (Southern Islands)

- AMD 라데온 HD 7000 시리즈, 서던 아일랜드

그래픽 코어 넥스트(GCN) 아키텍처는 16개의 벡터 산술 연산자로 구성된 SIMD(Single Instruction Multi Data) 유닛 4개와 스칼라 유닛 1개 묶음으로 하나의 컴퓨트 유닛(CU)을 이루며, 이를 비동기 컴퓨트 엔진(ACE, Asynchronous Compute Engine)이 관리하는 방식입니다.

라데온 GPU 코어로는 최초로 VLIW 명령어 세트 대신 RISC 명령어 세트를 도입하는 거대한 변화를 성공적으로 이행한 기념비적인 아키텍처라고 볼 수 있겠습니다.

스트리밍 프로세서는 최대 2048개의 타히티 XT 부터 1792개(Tahiti PRO) / 1536개(Tahiti LE) / 1280개(Pitcairn XT) / 1024개(Pitcairn PRO) / 640개(Cape Verde XT) / 512개(Cape Verde PRO) / 384개(Cape Verde LE)에 해당하는 AMD 라데온 HD 7000 시리즈가 최초로 출시되었으며, 일부 모델은 Rx 200 및 Rx 300 시리즈까지 명맥을 이어가기도 했습니다.

출시 당시에는 DirectX^® 11 및 OpenGL 4.2 / OpenCL™ 1.2 버전과 하드웨어 테셀레이션 유닛을 탑재한 것이 주요 특징이었지만 시간이 지나며 DirectX^® 12(Feature Level 11.1) 및 OpenGL 4.5로 확장되었으며, 독자 API 맨틀(Mantle)에서 파생된 벌칸(Vulkan) API와 비동기 셰이더(Asynchronous Compute) 기능을 추가로 지원합니다.

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