La GPU Bonaire in dettaglio

Questa nuova GPU, come già accennato, fa parte della famiglia architetturale GCN, Graphics Core Next, che possiamo definire come la quarta era evolutiva dal punto di vista delle architetture, con un taglio netto alla passata generazione. Le novità introdotte con GCN sono state davvero abnormi; abbiamo nuove performance e feature all'avanguardia rispetto alla precedente generazione viste già con il debutto delle Radeon HD 7900 Tahiti: l'introduzione di operazioni computazionali è adesso di tipo multitasking e nel corso degli anni vedremo altre evoluzioni. L'architettura è progettata per migliorare l'efficienza nei consumi, ottimizzata per calcoli computazionali di tipo eterogeno, con massima scalabilità e flessibilità in ottica del concetto Fusion System Architetture.

Ogni unità GCN prende il nome di Compute Unit (CU) ed è composta da 4 SIMD, ciascuno composto da 16 stream processors per un totale di 64 stream processors per ogni Compute Unit ed un Scalar Unit. In ogni unità CU troviamo 4 texture unit, che per la Radeon HD 7790 arrivano fino a 128. Ciascuna SIMD unit, presente in ogni CU, è dotata di un vector register da 64 Kbytes, una memoria di local data share da 64 Kbytes ed un'altra memoria da 4 Kbytes dedicata alla scalar unit per i propri registri.

La nuova architettura, nel modello di punta, è caratterizzata fino a 32 CU GCN e da un doppio Geometry  e Tessellation Engine. Abbiamo la presenza di 8 Render Back-ends composte da 32 Color ROPs e 128 Z/Stencil ROPs, una cache di secondo livello L2 fino a 768 KB in grado di leggere e scrivere i dati. Infine come già detto abbiamo un'interfaccia verso la memoria di tipo a 384 bit e memorie di tipo GDDR5 6.0 Gbps che garantiscono una band width fino a 288 GB/s. In ultimo abbiamo la presenza per la prima volta di un controller di tipo PCI-Express 3.0.

Anche Bonaire riprende nettamente le caratteristiche delle sorelle maggiori, ma in misura più ridotta. La nuova GPU è sempre costruita con un processo produttivo a 28 nm TSMC e vanta questa volta un numero di transistor pari a 2.08 Miliardi ed una superficie del die di soli 160 mm3. Come si può facilmente intuire il chip è di fatto più piccolo di Pitcarin, ma leggermente più grande di Cape Verde. Il clock operazionale è fissato a ben 1 GHz, ma nonostante questo i consumi sono davvero su bassissimi livelli. Bonaire è composto da 14 Compute Unit (CU) che fanno in modo che la GPU risulti con 896 Stream Processors. Come si può capire la presenza di 896 SPs e la frequenza di 1 GHz fanno si che il chip grafico abbia una potenza di calcolo di 1.79 TFLOPs, leggermente più potente di Pitcairn Pro.

Rispetto però a quest'ultima dispone di minori Texture Unit, infatti adesso sono pari a 56  e questo fa in modo che il Texture Fillrate sia molto vicino; 55.04 GTexel/s per la Radeon HD 7850 contro i 56 GTexel/s della Radeon HD 7790. La vera differenza avviene per il numero di ROPs e Z/Stencil che nel caso di Bonaire risulta perfettamente dimezzato rispetto a Pitcairn, infatti abbiamo adesso 16 ROPs e 64 Z/Stencil. Come abbiamo già visto questo modello prevede la presenza di 1 GB di memoria dedicata di tipo molto veloce che uniti ad un semplice controller verso la memoria di 128 bit fanno si che la GPU può usufruire di ben 96 GB/s. Le memorie hanno una frequenza davvero elevata, ossia 6.0 Gbps. Il Chip grafico grazie alle sua architettura miniaturizzata ha un consumo tipico di soli 85 Watt.

La nuova GPU ha subito una rivisitazione per quanto riguarda la tecnologia AMD PowerTune che adesso è diventata ancora più efficiente rispetto alle altre VGA. La corrente implementazione di questa tecnologia prevede nelle altre VGA la presenza di 4 DPM States che abbinano in base alla frequenza della GPU un relativo voltaggio corrispondente. Il primo P-State è quello di Low Voltage, poi abbiamo un Intermediate State, poi ancora un High State ed infine in alcuni modelli un Boost State. In Bonaire c'è stato un ultreriore affinamento dei DPM States che adesso sono ben 8; si passa dallo State 0 a quello 7 con ognuno un Clock ed un Voltage ben specifico, questo fa in modo che la GPU possa avere sempre il giusto ed ottimale voltaggio per tutti i P-State. Lo switch tra uno stato e l'altro avviene in tempi davvero irrisori, si parla di ben 10 ms, inoltre il clock effettivo viene visualizzato dai comuni tool di overclock; il passaggio tra i i P-State dipende dal tipo di operazione che sta svolgendo la GPU, dal TDP limite attuale e da quello del sistema di dissipazione. 

Nella seguente tabella potete osservare sinteticamente le caratteristiche dell'attuale gamma di GPU di AMD che adesso vanta davvero una gamma di prodotti non indifferente.