GPU煉金試驗(yàn)室 揭秘HD7800強(qiáng)勁性能之謎

    ● 與設(shè)計(jì)師的靈魂的再次對(duì)話　

    我們?cè)��?jīng)提到過(guò)，每一款GPU芯片都是辛勤汗水的結(jié)晶，它們凝聚著設(shè)計(jì)者靈魂的力量。透過(guò)GPU芯片的特性以及表現(xiàn)的全面了解，我們可以從不同角度體會(huì)到設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)芯片時(shí)的想法以及希望表達(dá)的意圖。

    要想掌握Tahiti以及Pitcairn在邏輯結(jié)構(gòu)上的差異所帶來(lái)的影響，我們必須避開(kāi)圖形過(guò)程其他步驟所帶來(lái)的各種干擾，收集到“純凈”的Tahiti以及Pitcairn構(gòu)架的底層性能，只有這樣才能直達(dá)AMD工程師的內(nèi)心深處。

    圖形處理的本質(zhì)其實(shí)就是GPU各單元對(duì)各種數(shù)學(xué)過(guò)程進(jìn)行執(zhí)行的集合，常規(guī)的圖形化測(cè)試方法之所以無(wú)法避開(kāi)各種干擾，是因?yàn)樗鼈兇蠖嗑心嘤凇皥D形化”的形式當(dāng)中，無(wú)論測(cè)試過(guò)程還是結(jié)果都包含在了一個(gè)完整的圖形化處理和輸出過(guò)程中。比如說(shuō)要測(cè)試材質(zhì)填充率，我們必須經(jīng)歷完整的幾何處理、光柵化、像素處理、材質(zhì)填充以及輸出過(guò)程，這讓常規(guī)圖形測(cè)試的幾何關(guān)聯(lián)達(dá)到了對(duì)結(jié)果來(lái)說(shuō)無(wú)法忽略的地步。所以，只要繞開(kāi)這層幾何關(guān)聯(lián)，直接測(cè)試構(gòu)架底層單元執(zhí)行對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)過(guò)程的能力，就可以避開(kāi)其他單元以及圖形化本身對(duì)測(cè)試的干擾了。

    GPCBenchmark是一款基于Open CL的GPU通用性能測(cè)試軟件，它不僅使用最為通用的函數(shù)庫(kù)及API接口進(jìn)行編寫(xiě)，并未對(duì)任何構(gòu)架進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，所有測(cè)試更基于從圖形過(guò)程以及通用計(jì)算過(guò)程中抽離出來(lái)的數(shù)學(xué)過(guò)程，能夠進(jìn)行我們所期望獲得的，能夠繞開(kāi)幾何關(guān)聯(lián)和圖形化過(guò)程的特定底層硬件純執(zhí)行能力測(cè)試。通過(guò)該款軟件，我們不僅可以直接讀取許多底層構(gòu)架信息，更能獲得構(gòu)架最真實(shí)的特性。

    有了合適的測(cè)試手段，我們便可以通過(guò)“純凈”的構(gòu)架底層性能來(lái)面對(duì)和對(duì)比構(gòu)架內(nèi)部甚至不同構(gòu)架之間的諸多有用信息，比如吞吐能力、shader應(yīng)對(duì)能力或者材質(zhì)處理能力等等，并由此定性的推定出構(gòu)架的單元復(fù)用率以及效率狀況，進(jìn)而對(duì)性能表現(xiàn)進(jìn)行更深層次的解讀。

    我們?cè)��?jīng)多次提到過(guò)，DirectX 11時(shí)代對(duì)于構(gòu)架效率的對(duì)比，實(shí)際上就是對(duì)構(gòu)架單元復(fù)用率的對(duì)比，因此今天我們關(guān)于Tahiti以及Pitcairn構(gòu)架效率的測(cè)試，同樣也要圍繞著與復(fù)用率相關(guān)的測(cè)試步驟，包括矩陣乘法、矩陣轉(zhuǎn)置、并行規(guī)約、亮度直方圖局域存儲(chǔ)器原子操作以及二維卷積。最終，我們同樣也會(huì)通過(guò)戰(zhàn)地3游戲來(lái)完成我們對(duì)構(gòu)架數(shù)學(xué)應(yīng)對(duì)能力，也就是背后的單元復(fù)用率測(cè)試的檢驗(yàn)。