Polaris 30 y Navi Lite

Estos días han empezado a salir los rumores en este sentido.

El último rumor proveniente de AMD Radeon, indica que la marca ya ya tendría preparadas las primeras tarjetas gráficas Polaris 30, como refresco de las actuales gráficas AMD Radeon Polaris 20 que han conformado la espina dorsal de todo el esfuerzo de este fabricante desde el año 2017 hasta la actualidad. De hecho, las nuevas gráficas se podrían lanzar al mercado en octubre.

A todos nos había extrañado mucho que AMD no lanzara al mercado algún tipo de tarjeta  gráfica para su gama media este año. En un principio, todos ya creíamos que lo que AMD iba a hacer era adelantar en lo posible la llegada de los modelos con la arquitectura Navi a este año, para intentar volver a ser competitivos con NVIDIA. Algo que AMD sí ha conseguido ser con su gama media y baja de tarjetas gráficas, durante todo el reinado de las actuales reinas de la categoría, las NVIDIA GeForce GTX serie 1000.

De todas formas, os pedimos que os toméis este rumor con bastante prudencia, porque nos extraña que una noticia tan importante como la llegada de nuevos modelos de tarjetas gráficas al mercado, fuera a pasar desapercibida por completo para todas las posibles fuentes de filtraciones que suelen abundar en Internet. Sin embargo, si seguimos la mentalidad de AMD, que dijo que este año habría un lanzamiento en cada trimestre, podría ser este el perteneciente al último del año.

¿Que es Polaris 30? Se trata de la tercera versión de Polaris (AMD GFX8) que ha sido fábricada bajo el proceso FX-14+ de Global Foundries renombrado como 12nm por motivos de marketing. En realidad tenían que aparecer dos versiones de Vega bajo este nodo a principios de este año pero AMD las cancelo para centrarse en el lanzamiento de Vega 20.

¿Las diferencias entre el nodo 14nm+/12nm y el de 14nm estándar? La reducción en las etapas de fabricación de los chips que permiten reducir el coste de las obleas así como una mejora muy leve en el consumo que le permite alcanzar velocidades de reloj más altas, en este caso un 15% que es lo que los rumores hablan que es la RX 680. ¿Pero de donde sale el uso de Polaris por tercera vez¿

A principios de año AMD hablo de una versión recortada con solo 2 Shader Engines y 1 solo chip HBM2 llamada Vega Mobile.

Vega Mobile se ha utilizado como GPU en las Kaby Lake G de Intel.

Pero tenían que aparecer una serie de tarjetas gráficas por un lado y portátiles por el otro con dicha configuración que no hemos visto por ningún lado. Se rumoreo durante unos meses que podría terminar en los nuevos Macbook Pro de Apple pero al final no ha sido así. ¿Y que tiene que ver con Polaris 30? Pues basicamente Polaris 30 existe por un motivo bien simple, sobre Vega Mobile los ensambladores simplemente dijeron al unisono…

La otra parte de la noticia que comentan es lo del lanzamiento por cada trimestre y si es así… ¿Donde esta Vega 20 en forma de producto comercial? Recordemos que Lisa Su mostro supuestamente el MCM con Vega 20 y su memoria HBM2 hace unos meses como chips ya terminados y listos para la fabricación.¿Se ha retrasado a la primera mitad de2019? No tiene sentido cuando el chip ya estaba completamene terminado y AMD lo anuncio para la segunda mitad del año en el que nos encontramos y ya vamos a mitad de camino, los rumores hablan de que el lanzamiento de Vega 20 es el mes que viene pero hay una historia detrás que merece la pena comentarse que es la historia de Navi.

En el 2016 AMD lanzo Polaris y mostro un mapa de ruta en el que Navi tenía que aparecer este año.

En el 2016 la AMD Vega no era lo que salió al final sino una simple Polaris con 64 CUs y memoria HBM2. La gente desconoce que las GPUs no se diseñan al completo con cada iteración sino que se van mejorando progresivamente las diferentes partes y cuando toca crear una nueva GPU se toma lo más avanzadado funcionalmente dentro de lo disponible y se acaban juntando las diferentes piezas. Una GPU no es un procesador sino que es la unión compleja de varios procesadores y unidades de función fija para crear una infraestructura compleja.

Así pues AMD se puso las pilas y replanteo Vega no como una versión mejorada de Polaris sino que hizo cambios muy radicales a nivel arquitectural con Vega. La versión inicial de Vega era llamada Greenland y entraba dentro de las nomenclaturas de las Artic Islands que era el antiguo nombre a las serie 400. Greenland evoluciono de ser una GFX8 a ser una GFX9 internamente en AMD. ¿Las consecuencias de ello? Buena parte de la I+D de Navi se fue a Vega y en 2017 lo que tenía que ser Navi internamente en AMD estaba en pañales. Fijaos como inicialmente en el 2016 no habia separación entre Vega 10 y Vega 20… Fue en 2017 con la aparición de Vega 10 que AMD anuncio su versión mejorada para la segunda mitad de 2018 en forma de Vega 20, pero no como una nueva arquitectura sino un port a un nuevo nodo de fabricación de la GPU recien lanzada con algunos cambios sutiles.

Es decir, Vega 20 es lo que en el 2016 AMD había planteado como Navi, pero AMD en el 2016 planteo Navi no con memoria HBM2 sino con memoria HBM3 que pensaban que estaría disponible en 2018. Esa es la famosa Nexgen memory, la mejora de la memoria HBM2 que al final no llego en combinación con el uso de un nuevo nodo de fabricación.

El gráfico de 2016 no iba sobre potencia sino sobre rendimiento/consumo realmente, cuando la HBM de tercera generación desaparecio del mapa de ruta para moverse unos años fue cuando el planteamiento inicial de Navi dejo de tener sentido y AMD la reemplazo por Vega 20.

En Julio de 2017, aparecieron una serie de rumores sobre Navi (GFX10)  en una lista de correos de drivers para Linux (que es donde se suele probar el nuevo hardware o al menos los prototipos). Se hácía la siguiente referencia:

WARNING]: Should use –pci when using create_asic_from_script() new_chip.gfx10.mmSUPER_SECRET => 0x12345670 new_chip.gfx10.mmSUPER_SECRET.enable[0:0]

Teniendo en cuenta que GFX9 es Vega entonces GFX10 tenía que estar relacionado con Navi según los medios, pero Phoronix desmonto por completo el rumor.

Where the «gfx10 mmSUPER_SECRET» comes from isn’t even any code for the UMR debugger itself, rather just code added to a demo file for showing off and testing the new functionality for UMR. Funny, the demo code even calls it «Fakerizo» as a play on a «fake» Carrizo APU. Further reinforcing the fake/demo code is the 0x12345670 address.

So AMD Navi wasn’t exactly spotted within the AMD Linux driver at all.

El trabajo interno en AMD no era la creación de Navi como he comentado antes sino que ellos van creando y mejorando las diferentes piezas. En el 2017 buena parte de los recursos empezarón a moverse en masa hacía lo que son los contratos semi-custom con Sony y Microsoft, pero internamente por mucho que los medios lo digan en AMD estaban muy enfrascados en mejorar los diferentes elementos de la GPU, pero especialmente uno que el departamento de marketing de AMD había anunciado en Vega y que no se había podido ejecutar.

El llamado Next Generation Geometry Pipeline, lo que tiene que ver con los cancelados Primitive Shaders.

Su relación es con la unidad Super-SIMD que ya os comente hace unas entradas y se penso para lo que inicialmente era Navi en 2016, cuando AMD monto Vega las unidades Super-SIMD no estaban terminadas y tomaron como unidad la variación sobre la CU que habían diseñado para la GPU de PS4 Pro, la capaicidad de utilizar una ALU y sus registros de 32 bits como 2 ALUs de 16 bits y sus conjuntos de registros correspondientes. El llamado Rapid Packet Math pero no era la Compute Unit creada para el NGG por lo que internamente en AMD desde entonces paso a llamar GFX10 a la GPU con unidad Super-SIMD en sus CU.

¿A nivel oficial AMD ha continuado manteniendo durante un largo tiempo que Navi es una arquitectura a continuación de Vega o al menos un sub-paso adicional que debería venir justo a continuación. Las malas lenguas dicen que con la cancelación del nodo FX-7 lo que era originalmente Navi esta cancelada, no obstante hay referencias en drivers a una GPU llamada «Navi Lite». ¿Y que es el enlace? Un archivo de configuración de una… ¡GFX9! Es decir, de Vega. En realidad es de un componente llamado Gfx9_Pal donde se hacen referencias a una GPU con las referencias GFX10 o NAVI10-LITE. Las referencias del documento son sobre una nueva unidad SDMA y de un Render Backend Mejorado soportando Delta Color Compression en superficies UAV. En realidad ambas son piezas de función fija, mejoras menores que no marcan un cambio completo de arquitectura pèro que el marketing de AMD puede vender como un cambio de arquitectura menor.

El caso es que dicha referencia es muy reciente y el hecho de que sea la unidad RBE la mencionada es cuanto menos significativo ya que la unidad RBE es de toda la GPU la que esta junto a la Cache L2 conectada a la interfaz física de la memoria. ¿Que sentido tiene sacar una Vega con las unidades RBE/ROPS de Navi? El uso de memoria GDDR6 por lo que «Navi Lite» acabará siendo una versión GDDR6 de la AMD Vega. Es por tanto la solución más rápida que tienen para tener algo a corto-medio plazo en el mercado que tenga cara y ojos. Sobre dicha unidad y sus mejoras potenciales hare una entrada aparte. Hay que tener en cuenta que Navi10-Lite es una GPU con una entaja en costes frente la AMD Vega 20 por el reemplazo de la HBM2 por memoria GDDR6 que es mucho más barata y por tanto deja muy mal a la inminente pero aún no lanzada Vega 20.

El coste de la memoria GDDR6 esta por ahora un poco más alta que la GDDR5 pero se pondra al mismo nivel de esta. La HBM2 es sumamente cara y no ha bajado de precio desde su introducción y su uso ha impedido a AMD ser más competitiva y tener mayores márgenes con Vega pero el uso de la memoria GDDR6 permite alcanzar densidades y rendimientos iguales a los de la HBM2 pero con un coste mucho menor. ¿Entonces como es que van a lanzar Vega 20? Pues por el hecho que Vega 20 la han planteado para el mercado de computación de alto rendimiento mientras que Navi Lite estará pensada para el mercado doméstico y es más bien una Vega 64 cambiando la HBM2 por GDDR6 y con los cambios explicados en los RBE y la unidad SDMA, aparte de un nuevo un nuevo Multimedia Engine para la codifación/descodificación de «8K» 60.

Ante todo esto… ¿Que sentido tiene para AMD re-lanzar Polaris ahora cuando a esa gama de precio hay GPUs de la competencia mucho mejores en relación calidad-precio? AMD sabe muy bien que Nvidia tiene en el mapa de ruta la TU206 que es la versión bajo el proceso de 10nm de la TU106 (GeForce RTX 2070) que será lanzada como la RTX 2060 a principios del año que viene. AMD no puede lanzar ahora una Polaris 30 porque se tendrá que comer su stock unos meses. El sentido que tiene es que de tu a tu contra la Geforce GTX 1060 la RX 580 esta compitiendo muy bien y una versión levemente mejorada para un semestre antes de la aparición de «Navi» tiene sentido, pero esta Navi va a ser la Navi Lite que realmente no es Navi desde que no es GFX10 al no llevar una CU con una unidad Super-SIMD y por tanto no soportara el Next Generation Geometry Pipeline pero eso será para la verdadera GFX10, la cual pertenece ahora a lo que en el mapa de ruta llaman «Next Gen».

¿Entonces porque no sacar la Navi completa o GFX10? Pues porque al igual que paso con Sea Islands/GCN 1.1/GCN2 donde primero se lanzo para consolas aquí tenemos la misma situación, GFX10 siendo terminada primero para consolas para luego ser portada a PC. Navi tenia que ser la versión para el nodo N7 de TSMC de la GFX10, no una GFX9 con mejoras leves y de ahí que diga que esta cancelada. Por otro lado, la fabricación de la GFX10 real y los SoC de las consolas por motivos de coste y consumo se ha movido al nodo N7+.

Eso es todo, si tenéis alguna duda al Discord o a los Comentarios de esta misma entrada.