AMD发布Radeon RX 5700系列显卡 全新RDNA架构简析

美国当地时间10日下午，北京时间今晨，AMD在洛杉矶举行AMD Next Horizon Gaming大会上正式宣布推出Radeon RX 5700系列显卡，该系列共包含两款产品型号，分别为Radeon RX 5700与Radeon RX 5700 XT。

本次Radeon RX 5700系列新品最大的共性特点是采用了全新的RDNA GPU架构，至此，自2012年推出Radeon HD 7000系列显卡起所采用的GCN架构就此终结。

据悉，RDNA架构并非GCN的补丁式升级，而是一个全方位重新设计的GPU架构，属于AMD显卡史上的第五代重要新型架构，该架构研发历时四年，使得AMD耗费了大量的研发精力。

在计算单元组成方面，RDNA架构与GCN架构存在显著差异，在早先的GCN架构上，单个CU里含有4组16个流处理器，共计64个流处理器，并搭配相应的标量、向量单元、调度器与寄存器。而在RDNA架构中，这64个流处理器被分为了两组，每组32个，并配备两倍数量的标量单元，两倍数量的调度器与向量单元。

这意味着，当显卡在运行基于Wave64指令的游戏时，早先的GCN架构需要将指令拆分为四份，整体运行完毕需要四个时钟周期，而RDNA架构凭借着新的流处理器分组形式可以将该指令拆分为两份，并进行同步处理，实现单条Wave64指令一个周期内执行完毕的高效运行，进而将运算单元的执行效率达到100%，无需等待下一个时钟周期，大幅提升了运行性能。

此外，RDNA架构将每两个CU计算单元进行了捆绑，组成一个Work Group处理器，每个CU计算单元的标量解码和发射单元、矢量解码和发射单元、调度器的数量都增加了一倍，指令处理率因此也提升一倍，同时捆绑设计使得可用ALU单元、寄存器数量翻番，缓存带宽更是之前的四倍。RDNA架构还提升了图形流水线的效率，可以通过架构的改进来提升性能，并通过使用时钟门控技术来达成更高的能耗比，减少逻辑电平来达到更高的工作频率。最终在相同功耗、相同流处理器数量的环境下，RDNA架构能获得50%的性能提升。

值得一提的是，RDNA架构对缓存也进行了大幅改进，包括加入128KB、16路L1缓存，将L0缓存与流处理器之间的载入带宽提升了2倍，大幅降低了缓存、显存的延迟。根据官方数据，RDNA架构L0缓存的延迟降低了21％，L1/L2缓存降低24％，内存延迟也降低7％。

同时RDNA架构还内建了四个增强的ACE异步计算引擎，改进了DELTA COLOR COMPRESSION三色压缩技术的算法，着色器可以直接读取或写入压缩色彩数据，显示引擎可以直接读取压缩色彩数据。

总体来看，RDNA架构的亮点集中在执行延迟更低，单线程性能更强，缓存效率更高方面，同时拥有更高带宽、更低功耗，其与GCN架构唯一的相同点是在光线追踪技术上依然通过着色器来实现，由于光线追踪技术目前尚未在游戏产品中大范围普及，所以AMD将于下一代RDNA架构产品上实现硬件加速来提高光线追踪的效能。

根据官方数据，目前Navi核心集成了103亿个晶体管，相比基于GCN架构的Vega 64的125亿个晶体管少了大约18％，而核心面积只有251平方毫米，相比Vega 64的495平方毫米缩减了50%，因此单位面积性能提升了1.3倍，总体性能相比于Vega 64却提升了14％，同时功耗降低了23％，能效比提升达到50％。

采用RDNA架构的Radeon RX 5700系列显卡的核心代号为NAVI，其特点是能够向下兼容GCN，其采用7nm工艺，拥有GDDR6显存，同时支持PCIE 4.0总线，并集成更高解码与编码码率的Radeon媒体引擎和实现3倍无损压缩的Radeon显示引擎，如此一来，凭借着外围规格的提升，RDNA架构可以实现的附加性能跃进。

其中，新的Radeon媒体引擎带来了FreeSync 2 HDR、HDMI 2.0/DisplayPort 1.4 HDR等升级，并针对高分辨率HR显示器优化，可输出4K/240Hz、8K/60Hz，而且都只需一根数据线即可达成，同时还优化了VR头显显示。

Radeon多媒体引擎则大大改进了视频编解码，增加了新的H.265 HDR/WCG编码器，全面支持H.264 1080p600、4K150、8K30解码和1080p360、4K90编码，H.265 1080p360、4K90、8K24解码和1080p360、4K60编码，VP9 4K90、8K24解码，整体编码速度加快40％。

在具体有关Radeon RX 5700系列核心规格方面，Radeon RX 5700拥有36个计算单元、2304个流处理器、144个纹理单元，64个ROP单元，基准频率为1465MHz，游戏频率为1625MHz，极限加速频率可达1725MHz，同时配备256位宽的8GB GDDR6显存，整卡功耗为180W，提供8+6辅助供电。

Radeon RX 5700 XT将计算单元提升到40个，同时流处理器达到2560个，同时拥有256个纹理单元，64个ROP单元，基准频率1605MHZ，游戏频率1755MHz，极限加速频率1905MHz，功耗为225W，同样提供8+6辅助供电。

值得注意的是，Radeon RX 5700系列显卡对于极限加速频率会因为个体略有差异，这与OEM厂商所采用的散热方式以及芯片本身的体质状况有关，公版RX 5700系列显卡设定为7相数字供电，同时拥有GPU石墨烯导热材料，以及高风量和低噪音的涡轮风扇和真空均热板，同时接口为三个DP1.4以及一个HDMI 2.0b。

除了显卡硬件的革新外，Radeon RX 5700系列还拥有Radeon Image Sharpening抗锯齿增强技术，以及Radeon Anti-Lag键鼠低延迟技术，同时全新的FidelityFX画质增强技术也一并亮相，该技术同样基于开源，将面向游戏厂商和开发者提供完整的开发包。

根据AMD官方公布的性能展示数据来看，Radeon RX 5700 XT相比RX Vega 56能够实现同条件下30%左右的性能提升，而相比英伟达的RTX 2070，大部分游戏下均拥有小幅的领先，其中《战地5》领先幅度可达22%，而Radeon RX 5700相比RTX 2060有着基本相同的领先表现。

AMD方面表示，Radeon RX 5700系列显卡将在7月7日发售，售价分别为449美元、379美元，同时新版本的Radeon Adrenalin显卡驱动也将同步支持Radeon RX 5700系列显卡，从而带来更多的卓越附加体验。