AMD 終於公佈了其下一代 RDNA 4 GPU 架構的完整架構細節，該架構是專為 Radeon RX 9000 系列構建的。

自上一代RDNA 3 及其升級版 RDNA 3.5推出以來，AMD 的 RDNA 4 架構一直備受期待。雖然 RDNA 4 架構不會有任何超級發燒友 SKU，但它確實帶來了全新的變化，應該會提升遊戲效能，因為它主要為遊戲玩家設計。

因此，AMD 對 RDNA 4 帶來了以下新變化：

與 RDNA 2 相比，RDNA 4 GPU 的光柵化效能提升了近 2 倍，光線追蹤效能提升了近 2.5 倍，每個計算單元的 ML（FP16 密集矩陣）工作負載提升了 3.5 倍。接下來，我們將深入研究 RDNA 4 架構框圖的構建塊，看看整個晶片是如何組合在一起的。

RDNA 4 GPU 架構的核心構建塊是計算引擎。

新的計算單元配備雙 SIMD32 向量單元和增強矩陣運算，其中包括：

RDNA 4 還帶來了新的著色改進，RDNA 4 著色可以動態分配暫存器。它們可以在需要時從池中請求暫存器。它們可以在完成這項工作後將暫存器釋放回池中，並且軟體會在分配等待時間時管理條件。這可以更好地處理記憶體延遲，同時共享核心的整體效率可以顯著提高。

在標量單元方面，您可以獲得新的 Float32 操作，同時排程更新包括拆分和命名屏障、加速溢位/填充操作和改進的指令預取。

然後我們有第三代光線追蹤單元，提供雙倍的光線交叉率、改進的 BVH 壓縮、加速的光線遍歷和著色以及定向邊界框。這些新的光線追蹤核心提供了晶片上最大的效能提升之一。每個光線加速器也得到了改進：

這些新的光線追蹤升級還大大降低了 BVH 的記憶體要求。平均而言，得益於 8 寬設計，RDNA 4 可將記憶體要求降低至 RDNA 3 的 60% 以下。

但這並不是全部。AMD 還實施了一種新的解決方案，透過對每個框進行旋轉編碼來更緊密地繫結所包含的幾何圖形，從而降低遍歷成本，同時將框與幾何圖形對齊可以幫助消除大部分空間，並且射線方向在進入框時會進行轉換以匹配編碼的旋轉。這可以減少遍歷步驟，透過消除遍歷熱點來降低峰值成本，並將遍歷效能提高 10%。

這些變化的結果是，與 RDNA 3 相比，RDNA 4 CU 在相同的時鐘速率和頻寬下提供了 2 倍的光線遍歷效能。

還有一個改進的命令處理器，它具有增強的資料包加速器。快取也得到了升級，現在更加平衡，具有高達 64 MB 的第三代 Infinity Cache、8 MB 的 L2 快取和 2MB 的聚合 CU 快取。在記憶體方面，RDNA 4 GPU 架構保留了對 GDDR6 的支援，但已升級到更快的速度，最高可達 20.00 Gbps，容量高達 16 GB，並配有 256 位匯流排介面。RDNA 4 還採用了增強的記憶體壓縮技術來減輕可用頻寬的壓力。

對於 AI，AMD 正在利用其第三代矩陣加速引擎，該引擎具有改進的張量密集率、新的 8b 浮點資料型別、結構化稀疏性支援和基於 ML 的升級或超解析度。

與 RDNA 3 相比，RDNA 4 CU 在 FP16 的標準場景中將影像生成效能提高了 2 倍（SDXL 1.5）。

媒體引擎採用雙寬度設計，配備更新的編碼/解碼引擎，AVC、H.264、H.265 質量提升高達 25%，AV1 吞吐量翻倍，並針對低延遲流媒體進行了最佳化。最後，還有更新的 Radiance 顯示引擎，它現在支援 DisplayPort 2.1a、HDMI 2.1b 輸出和更新的縮放和銳化引擎。

接下來，我們轉到代表完整 Navi 48 GPU SKU 的 RDNA 4 框圖。RDNA 4 GPU 採用臺積電 4nm 工藝節點製造，具有多達 539 億個電晶體，SKU 尺寸為 356.5mm²。該晶片還完全符合 PCIe Gen5 標準。

現在是時候拆開 RDNA 4 晶片了。Navi 48 GPU（Radeon RX 9070 XT）由四個著色器引擎組成，每個引擎都包含多個“雙計算單元”，而不是 WGP。每個雙計算單元都有兩個計算單元，每個著色器引擎總共有 8 個 DCU 或 16 個 CU。晶片本身總共有 32 個 DCU 或 64 個 CU，總共有 4096 個流處理器或著色器單元。

每個 DCU 都有兩個光線加速器引擎，每個著色器引擎總共有 16 個 RA，總共有 64 個 RA，而每個 DCU 還包含 4 個矩陣加速引擎，每個著色器引擎總共有 32 個 MA，總共有 128 個 MA。每個著色器引擎還包含四個 RB+ 塊、一個光柵化器引擎和一個 Prim Unit 塊。晶片外圍有四個第三代無限快取部分和四個 4×16 位記憶體控制器。

L2 快取位於 GPU 的正中間，其中還包括兩個 Geometry 處理器、兩個 ACE 單元以及 HWS 和 DMA 各一個。該晶片使用 Infinity Fabric 連線。

在 PC 遊戲領域，光線追蹤通常被視為過時的術語。當然，它是一種追蹤光線的形式，可以使場景看起來更逼真，並且剛剛開始在遊戲機領域獲得關注，但競爭對手經常使用另一種型別的光線追蹤器，稱為路徑追蹤。雖然光線追蹤使用單個主光線在光源上投射反射、陰影和折射，但路徑追蹤使用所有可能的光線路徑，並且是一種更昂貴的技術。

NVIDIA 的路徑追蹤技術在《賽博朋克 2077》或《心靈殺手 II》等遊戲中可見一斑，這些遊戲被視為對圖形要求最高的遊戲之一，而且畫面效果也絕對令人驚歎。透過升級和幀生成等新技術，路徑追蹤得以實現，但 Green 團隊還投資了一項名為“光線重建”的全新技術，該技術透過移除引擎內的降噪器並使用 AI/ML 幫助重新評估和重建影像，幫助更有效地實現路徑追蹤。

看起來 AMD 也採用了這種方法，並採用自己的神經超級取樣和去噪技術來實現 RDNA 4 的路徑追蹤功能。

如果不談論媒體和顯示引擎，我們就不能結束這次深入探討。因此，首先，我們首先介紹新的媒體引擎，它透過以下方式提供增強的遊戲流媒體和錄製功能：

顯示體驗也得到了改善，增強的 FreeSync 電源最佳化模式可在大多數雙顯示器配置中提供更低的空閒功率，硬體翻轉佇列支援可將影片幀排程解除安裝到 GPU 並節省 CPU 功率以進行影片播放，而 Radeon 影像銳化 2 可提供高質量的影像和場景，並透過單個切換在所有 API 上工作。

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