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RDNA (마이크로아키텍처)

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1. 개요

RDNA는 AMD가 개발한 그래픽 마이크로아키텍처로, 2019년에 처음 출시되었다. RDNA 아키텍처는 새로운 프로세서 설계를 특징으로 하며, GCN 아키텍처의 후속 제품이다. RDNA 1은 2019년 7월에 출시되었으며, RDNA 2는 2020년에 공개되어 2020년 4분기에 출시될 예정이었으며, 레이 트레이싱, 인피니티 캐시, 메쉬 셰이더 등의 기능을 추가했다. RDNA 3는 2022년 12월에 출시되었으며, 칩렛 디자인을 적용하고 와트당 성능을 향상시켰다. RDNA 기반 GPU는 개별 GPU와 APU/CPU 통합 형태로 제공되며, 다양한 Radeon RX 시리즈, Radeon Pro 시리즈, Ryzen 시리즈 등에 탑재된다.

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RDNA (마이크로아키텍처)
RDNA 마이크로아키텍처 정보
개요
이름AMD RDNA
AMD RDNA 로고
개발 시작일2019년 7월 7일
제조 공정TSMC N7
TSMC N6
TSMC N5
TSMC N4
이전 아키텍처Graphics Core Next
파생 아키텍처CDNA (데이터 센터)
후속 아키텍처해당 없음
설계 회사AMD
상세 정보
특징AMD의 새로운 GPU 마이크로아키텍처
이전 세대 GCN 아키텍처 대체
향상된 성능/전력 효율
적용 제품라데온 RX 5700 XT
라데온 RX 5700
플레이스테이션 5 (RDNA2 기반 커스터마이즈)
Xbox Series X (RDNA2 기반 커스터마이즈)
라데온 RX 6000 시리즈
삼성 엑시노스 2200 (RDNA2 기반 엑스클립스 GPU)
라데온 RX 7900 XTX
라데온 RX 7900 XT

2. RDNA 1

'''RDNA 1'''은 RDNA 마이크로아키텍처의 첫 번째 구현으로, Radeon RX Vega 시리즈의 후속 제품이다.[10][11][12][13] 2019년 7월 7일에 출시되었다.[14]

RDNA 아키텍처는 새로운 프로세서 설계를 특징으로 한다. 주요 특징으로는 GDDR6 메모리 지원, 다단계 캐시 계층 구조, 향상된 렌더링 파이프라인 등이 있다.

작업의 기본 그룹인 웨이브프론트의 크기가 GCN의 64 스레드에서 32 스레드로 줄어들었지만, SIMD의 너비는 16 슬롯에서 32 슬롯(SIMD32)으로 확장되어 웨이브프론트의 크기가 SIMD 크기와 일치하게 되었다.[5] RDNA는 작동하는 프리미티브 셰이더를 도입했으며, 컴파일러로 제어된다.[5]

RDNA의 디스플레이 컨트롤러는 디스플레이 스트림 압축 1.2a를 지원하도록 업데이트되어 4K@240 Hz, HDR 4K@120 Hz 및 HDR 8K@60 Hz 출력을 지원한다.[5][15] RDNA 명령어 집합은 AMD가 소유하고 있으며, GCN 명령어 집합을 기반으로 몇 가지 변경 사항이 적용되었다.

GCN과 RDNA의 주요 차이점은 다음과 같다.

구분(GCN)RDNA
코드 스케줄링4 사이클마다 한 번씩 웨이브당 하나의 명령 발행매 사이클마다 명령 발행
웨이브프론트(Wavefront) 크기64개의 스레드(작업 항목)32개와 64개의 스레드 (기본 32개)
셰이더 하드웨어 그룹"컴퓨트 유닛"(CU): 4개의 SIMD16, 메모리로 가는 하나의 경로 공유"워크그룹 프로세서"(WGP): 2개의 CU 포함, 단일 워크그룹에 더 많은 컴퓨팅 성능과 메모리 대역폭 할당[5]



RDNA 1 아키텍처 기반 칩은 다음과 같다.

제품명탑재 GPU
Radeon RX 5600, Radeon RX 5600 XT, Radeon RX 5600M, Radeon RX 5700, Radeon RX 5700M, Radeon RX 5700 XT, Radeon Pro 5700, Radeon Pro 5700 XT, Radeon Pro W5700X, Radeon Pro W5700Navi 10
Radeon Pro V520, Radeon Pro 5600M, BC-160Navi 12
Radeon RX 5300, Radeon RX 5300 XT, Radeon Pro 5300, Radeon Pro W5300, Radeon RX 5500, Radeon RX 5500 XT, Radeon Pro 5500, Radeon Pro 5500 XT, Radeon Pro W5500, Radeon RX 5300M, Radeon Pro 5300M, Radeon Pro W5300M, Radeon RX 5500M, Radeon Pro 5500M, Radeon Pro W5500MNavi 14


2. 1. 아키텍처

RX 5500 XT의 RDNA GPU 다이 샷


RDNA 아키텍처는 새로운 프로세서 설계를 특징으로 한다. AMD의 컴퓨텍스 타이페이 기조 강연에서 발표된 최초의 세부 정보는 하위 호환성을 위해 이전의 Graphics Core Next(GCN) 아키텍처의 측면이 존재함을 시사했다.[5] 이는 주요 9세대 게임 콘솔(Xbox Series X/S 및 PlayStation 5)에서 RDNA 2 형태로 사용되어 GCN용으로 설계된 기존 8세대 게임 라이브러리와의 기본 호환성을 유지하는 데 특히 중요하다. GDDR6 메모리를 지원하며, 다단계 캐시 계층 구조와 향상된 렌더링 파이프라인을 갖추고 있다.

아키텍처에서 가장 큰 변화 중 하나는 작업의 기본 그룹인 웨이브프론트의 너비이다. GCN은 64 스레드 너비였으나, RDNA는 이를 기본 32 스레드 너비로 줄였다. 동시에 AMD는 SIMD의 너비를 16 슬롯에서 32 슬롯(SIMD32)으로 확장하여 웨이브프론트의 크기가 SIMD 크기와 일치하게 되었다.[5]

RDNA는 작동하는 프리미티브 셰이더를 도입했다. 이 기능은 Vega 아키텍처의 하드웨어에 존재했지만 실제 성능 향상을 얻기가 어려워서 AMD는 이를 활성화하지 않았다. RDNA의 프리미티브 셰이더는 컴파일러로 제어된다.[5]

RDNA의 디스플레이 컨트롤러는 디스플레이 스트림 압축 1.2a를 지원하도록 업데이트되어 4K@240 Hz, HDR 4K@120 Hz 및 HDR 8K@60 Hz 출력을 지원한다.[5][15]

2. 2. 명령어 집합

AMD의 GPUOpen 웹사이트는 RDNA 장치의 환경, 구성 및 프로그램 상태를 설명하는 PDF 문서를 제공한다.[16] 이 문서는 프로그래머와 컴파일러가 접근할 수 있는 이 프로세서 제품군의 기본 명령어 집합과 마이크로코드 형식을 자세히 설명한다.

RDNA 명령어 집합은 AMD가 소유하고 있으며, GCN 명령어 집합을 기반으로 몇 가지 변경 사항이 적용되었다.

2. 3. GCN과 RDNA의 차이점

구분(GCN)RDNA
코드 스케줄링4 사이클마다 한 번씩 웨이브당 하나의 명령 발행매 사이클마다 명령 발행
웨이브프론트(Wavefront) 크기64개의 스레드(작업 항목)32개와 64개의 스레드 (기본 32개)
셰이더 하드웨어 그룹"컴퓨트 유닛"(CU): 4개의 SIMD16, 메모리로 가는 하나의 경로 공유"워크그룹 프로세서"(WGP): 2개의 CU 포함, 단일 워크그룹에 더 많은 컴퓨팅 성능과 메모리 대역폭 할당[5]


2. 4. 칩

제품명탑재 GPU
Radeon RX 5600, Radeon RX 5600 XT, Radeon RX 5600M, Radeon RX 5700, Radeon RX 5700M, Radeon RX 5700 XT, Radeon Pro 5700, Radeon Pro 5700 XT, Radeon Pro W5700X, Radeon Pro W5700Navi 10
Radeon Pro V520, Radeon Pro 5600M, BC-160Navi 12
Radeon RX 5300, Radeon RX 5300 XT, Radeon Pro 5300, Radeon Pro W5300, Radeon RX 5500, Radeon RX 5500 XT, Radeon Pro 5500, Radeon Pro 5500 XT, Radeon Pro W5500, Radeon RX 5300M, Radeon Pro 5300M, Radeon Pro W5300M, Radeon RX 5500M, Radeon Pro 5500M, Radeon Pro W5500MNavi 14


3. RDNA 2

'''RDNA 2'''[17] (또한 ''RDNA2'')[18]RDNA 마이크로아키텍처의 후속 제품이다. 2020년 초에 처음 공개되었으며[18][19], Radeon RX 6000 시리즈를 통해 2020년 10월 28일 온라인 이벤트에서 차세대 그래픽 카드로 공개되었다.[24][25]

RDNA 2는 RDNA 아키텍처의 "''새로운 버전''"으로,[20] 와트당 성능이 50% 향상되었으며, 클럭 속도와 사이클당 명령어가 증가했다.[23] 또한 실시간 하드웨어 가속 레이 트레이싱, "Infinity Cache", 메쉬 셰이더, 샘플러 피드백 및 가변 레이트 셰이딩과 같은 기능이 추가되었다.[23][28]

RX 6800과 6800 XT는 2020년 11월 18일에, RX 6900 XT는 2020년 12월 8일에 출시되었다.[28] Navi 22를 기반으로 하는 Radeon RX 6700 (XT) 시리즈를 포함한 추가 변형 제품은 2021년 3월 18일에 출시되었다.[29][30][31][32]

2021년 5월 31일에는 노트북용으로 설계된 RX 6000M 시리즈 GPU (RX 6600M, RX 6700M 및 RX 6800M 포함)가 출시되었다.[33][34]

2021년 6월 1일, 테슬라의 새로운 모델 S모델 X의 엔터테인먼트 시스템이 RDNA 2로 구동된다는 것이 확인되었다.[35] 또한, 향후 출시될 삼성 엑시노스 SoC에도 사용될 예정이며,[36] 2022년 1월에 3개의 워크그룹 프로세서를 갖춘 맞춤형 Xclipse 920 GPU를 활용하는 엑시노스 2200으로 출시되었다.[37][38]

2개의 컴퓨트 유닛이 있는 RDNA 2 통합 GPU는 AMD의 젠 4 기반 라이젠 7000 시리즈 CPU의 I/O 다이에 포함되어 있다.[39][40] AMD에 따르면 라이젠 7000에 내장된 RDNA 2 그래픽은 게임용이 아니며, 진단 목적으로 사용되고 비디오 인코딩 및 디코딩 기능을 제공한다.[41]

3. 1. 주요 특징

RDNA 2는 2020년에 출시된 RDNA 1의 후속 마이크로아키텍처이다.

2020년 3월 5일, AMD의 Financial Analyst Day에서 RDNA 2에 대한 자세한 내용이 공개되었다. AMD는 RDNA 1보다 와트당 성능이 50% 향상되었다고 주장했다.[71] 또한 클럭 속도와 클럭당 명령어가 증가했지만, 정확한 수치는 공개되지 않았다. AMD가 확인한 추가 기능에는 실시간 하드웨어 레이 트레이싱, 가변 레이트 셰이딩, 메시 셰이더, 샘플러 피드백 등이 포함된다.

RDNA 2는 소니의 PlayStation 5, 마이크로소프트의 Xbox Series X 및 Series S 콘솔에서 사용되는 그래픽 마이크로아키텍처로, 각 시스템 구현에 독점적인 조정과 다른 GPU 수정 사항이 적용되었다.[42][43][44] 마이크로소프트는 RDNA2의 기능을 최대한 활용할 수 있는 유일한 하드웨어라고 언급했다.

밸브는 2021년 7월 15일에 자사의 Steam Deck에 RDNA 2 아키텍처가 탑재될 것이라고 발표했으며, Steam Deck은 2022년 2월에 출시되었다.[45]

3. 2. 칩

개별 GPU



APU/CPU 통합


3. 3. 비디오 게임 콘솔에서의 사용

RDNA 2는 Xbox Series X/S 및 PlayStation 5를 포함하는 9세대 게임 콘솔에 사용되는 그래픽 마이크로아키텍처로 확인되었다.[71] 마이크로소프트는 RDNA2의 기능을 최대한 활용할 수 있는 유일한 하드웨어라고 언급했다.

4. RDNA 3

'''RDNA 3'''는 RDNA 2 마이크로아키텍처의 후속 제품이다. 리사 수 AMD 최고 경영자는 2022년 8월 29일 Ryzen 7000 시리즈 CPU 공개 행사에서 RDNA 3를 예고하며, TSMCN5 노드를 기반으로 구축된 칩렛을 활용할 것이라고 밝혔다.[49] 2022년 9월 19일, AMD의 수석 부사장인 샘 내프지거(Sam Naffziger)는 RDNA 3 마이크로아키텍처가 RDNA 2에 비해 와트당 성능이 약 50% 향상될 것이라고 밝혔다.[50]

2022년 11월 3일, AMD는 RDNA 3 기반의 RX 7900 XTX 및 RX 7900 XT 그래픽 카드를 공개했는데, 이들은 멀티칩 모듈 (MCM) 설계를 기반으로 하는 최초의 상용 GPU이다.[52] RDNA 3 아키텍처는 2022년 11월 기자 회견에서 상세 내용이 공개되었고, 라데온 RX 7000 시리즈에 채택되어 2022년 12월부터 판매되었다.

4. 1. 주요 특징

RDNA 3 마이크로아키텍처는 RDNA 2의 후속으로, 2022년 11월에 상세 내용이 공개되었고, 같은 해 12월부터 라데온 RX 7000 시리즈에 채택되어 판매되기 시작했다.[60][61][62][63] 주요 특징은 다음과 같다.

  • 와트당 성능 향상: AMD는 RDNA 2 대비 50% 향상된 와트당 성능을 제공한다고 주장한다.[60][61][62][63]
  • 칩렛 디자인: (MCM) 형태의 칩렛 디자인을 채택하여 5.3TB/s의 상호 연결 대역폭과 580억 개의 트랜지스터를 집적했다.[60][61]
  • 강화된 컴퓨트 유닛: AI 가속을 통해 최대 2.7배 향상된 성능과 CU(컴퓨트 유닛)당 최대 50% 더 우수한 레이 트레이싱 성능을 제공한다.[60][61][62][63]
  • AMD Radiance Display 엔진: DisplayPort 2.1 및 USB Type-C를 지원하며, 12비트 HDR 및 최대 680억 색상을 표현할 수 있다.[60][61][62][63]
  • AV1 지원: 8K60 해상도의 AV1 영상 인코딩/디코딩이 가능하며, 머신 러닝(ML)을 통해 비디오 인코딩 품질을 강화했다.[60][61][62][63]

4. 2. 칩

종류모델제품군
개별 GPUNavi 31Radeon RX 7900 GRE, Radeon RX 7900 XT, Radeon RX 7900 XTX, Radeon Pro W7800, Radeon Pro W7900, Radeon RX 7900M (모바일)
개별 GPUNavi 32Radeon RX 7700 XT, Radeon RX 7800 XT
개별 GPUNavi 33Radeon RX 7600, Radeon RX 7600 XT, Radeon Pro W7500, Radeon Pro W7600, Radeon RX 7600S, Radeon RX 7600M, Radeon RX 7600M XT, Radeon RX 7700S (모바일)
APU/CPU 통합피닉스Radeon 740M, Radeon 760M, Radeon 780M (Ryzen 7040 시리즈, Ryzen Z1 시리즈 모바일 APU)
APU/CPU 통합호크 포인트Radeon 740M, Radeon 760M, Radeon 780M (Ryzen 8040 시리즈 모바일 APU)


5. RDNA 칩 비교

마이크로아키텍처RDNA 1RDNA 2RDNA 3RDNA 3.5
Navi 10[53]Navi 12[54]Navi 14[55]Navi 21[56]Navi 22[57]Navi 23[58]Navi 24[59]Navi 31[60][61]Navi 32[62]Navi 33[63]통합 GPU[64][65]
코드네임게이밍파이터시에나 시클리드네이비 플라운더딤그레이 케이브피쉬베이지 고비플럼 보니토위트 나스핫핑크 본피쉬"스트릭스 포인트"
제조 공정TSMC N7TSMC N6TSMC N5 (GCD), TSMC N6 (MCD)TSMC N6TSMC N4
패키징모놀리식멀티칩 모듈 (MCM)모놀리식
다이 크기 (mm2)251미정158520335237107~531~350204미정
그래픽 컴퓨트 다이 (GCD) 크기 (mm2)306200
메모리 캐시 다이 (MCD) 크기 (mm2)37.5
트랜지스터 (10억 개)10.3미정6.426.817.211.065.457.728.113.3미정
트랜지스터 밀도 (MTr/mm2)41.0미정40.551.551.346.750.5109.2 (MCM)
132.4 (GCD)[66]
81.265.2미정
셰이더 엔진214[67]2[67]1[67]6미정21
셰이더 어레이4284212미정42
워크그룹 프로세서 (WGP)201240201684830168
컴퓨트 유닛 (CU)40248040321696603216
스트림 프로세서2560153651202560204810246144384020481024
텍스처 유닛 (TMU)160963201601286438424012864
렌더 출력 유닛 (ROP)6432128643219296[68]6432
RT 가속기8040321696603216
AI 가속기1921206432
L0 캐시 (KB)WGP당 32WGP당 64
L1 캐시 (KB)셰이더 어레이(SA)당 128SA당 256
L2 캐시 (MB)8424321642
L3 캐시 (MB)128963216966432
메모리 종류GDDR6HBM2GDDR6
메모리 버스 (비트)256204812825619212864384256128
디스플레이 코어 넥스트2.0.03.0.03.0.23.0.33.2.03.2.13.1.4
비디오 코어 넥스트2.0.02.0.23.0.03.0.163.0.334.0.04.0.44.0.2
출시 제품RX 5700, RX 5700 XTPro 5600MRX 5500, RX 5500MRX 6800, RX 6800 XTRX 6700 XTRX 6600MRX 6300M, RX 6500MRX 7900 XT, RX 7900 XTX, RX 7900 GRERX 7700 XT, RX 7800 XTRX 7600S, RX 7600M, RX 7600M XT, RX 7700S880M, 890M


참조

[1] 웹사이트 Home> GPUs AMD Teases First Navi GPU Products: RX 5700 Series Launches in July, 25% Improved Perf-Per-Clock https://www.anandtec[...] 2019-06-21
[2] 웹사이트 AMD RDNA Architecture https://www.amd.com/[...] 2022-12-10
[3] 간행물 AMD Announces Next-Generation Leadership Products at Computex 2019 Keynote https://www.amd.com/[...] 2019-10-05
[4] 웹사이트 AMD launches RX 5700 XT and RX 5700 GPUs with RDNA architecture https://www.kitguru.[...] 2022-12-10
[5] 웹사이트 GPUs AMD Announces Radeon RX 5700 XT & RX 5700: The Next Gen of AMD Video Cards Starts on July 7th At $449/$379 https://www.anandtec[...] 2019-06-21
[6] 뉴스 AMD Radeon RX 5700 XT release date, price, specs, and performance https://www.pcgamesn[...] 2022-09-20
[7] tweet We're proud that our groundbreaking RDNA 2 and Zen architectures helped enable incredible next-gen PS5 experiences like Ratchet and Clank: Rift Apart! #RatchetPS5 2021-06-11
[8] 웹사이트 Samsung Introduces Game Changing Exynos 2200 Processor With Xclipse GPU Powered by AMD RDNA 2 Architecture https://news.samsung[...] 2022-11-04
[9] 웹사이트 AMD's next-gen Radeon RX 7900 XTX and XT launch December 13 for $999 and $899 https://arstechnica.[...] 2022-11-04
[10] 웹사이트 "RDNA 1.0" Instruction Set Architecture Reference Guide https://developer.am[...] 2022-04-28
[11] 웹사이트 AMD RDNA Architecture https://www.amd.com/[...] 2022-04-28
[12] 웹사이트 AMD flexes 7nm muscle with a 12-core Ryzen 9 CPU and Radeon RX 5000 graphics cards https://www.pcworld.[...] 2022-04-18
[13] 웹사이트 AMD Radeon RX 5700 and 5700 XT review: Blazing new trails https://www.pcworld.[...] 2022-04-18
[14] 뉴스 AMD announces $449 Radeon RX 5700 XT and $379 5700 for July 7 launch https://www.pcgamesn[...] 2019-06-14
[15] 웹사이트 AMD Details Radeon RX 5700 'Navi' GPUs: Here's What You Need to Know https://www.pcmag.co[...] 2019-06-21
[16] 웹사이트 AMD RDNA 1.0 Instruction Set Architecture https://gpuopen.com/[...] 2022-09-20
[17] 웹사이트 AMD Investor Relations presentation (PDF) https://ir.amd.com/s[...] 2020-02-08
[18] 웹사이트 Navi Refresh and RDNA2 Both In 2020, According to AMD https://www.anandtec[...] 2020-02-08
[19] 웹사이트 AMD 'Big Navi' GPU might be right around the corner – but don't hold your breath https://www.techrada[...] 2020-02-08
[20] 웹사이트 AMD to Introduce New Next-Gen RDNA GPUs in 2020, Not a Typical 'Refresh' of Navi https://www.tomshard[...] 2020-02-08
[21] 웹사이트 AMD will unveil RDNA 2 graphics cards on March 5 https://www.pcgamesn[...] 2020-02-08
[22] 웹사이트 AMD Financial Analyst Day 2020: CPU and GPU Roadmaps, X3D Die Stacking Revealed https://www.tomshard[...] 2020-03-07
[23] 웹사이트 AMD's RDNA 2 Gets A Codename: "Navi 2X" Comes This Year With 50% Improved Perf-Per-Watt https://www.anandtec[...] 2020-03-07
[24] 웹사이트 AMD to reveal next-gen Big Navi RDNA 2 graphics cards on October 28 https://www.tweaktow[...] 2020-09-09
[25] 웹사이트 AMD's next-generation Zen 3 CPUs and Radeon RX 6000 'Big Navi' GPU will be revealed next month https://www.theverge[...] 2020-09-10
[26] 웹사이트 AMD Teases Radeon RX 6000 Card Performance Numbers: Aiming For 3080? https://www.anandtec[...] 2020-10-25
[27] 웹사이트 AMD Announces Ryzen "Zen 3" and Radeon "RDNA2" Presentations for October: A New Journey Begins https://www.anandtec[...] 2020-10-25
[28] 웹사이트 AMD unveils three Radeon 6000 graphics cards with ray tracing and RTX-beating performance https://www.eurogame[...] 2020-10-28
[29] 웹사이트 AMD announces $479 Radeon RX 6700 XT, says it will have 'significantly more GPUs available' https://www.theverge[...] 2021-03-04
[30] 웹사이트 AMD Radeon RX 6700 XT 'Navi 22 GPU' Custom Models Reportedly Boost Up To 2.95 GHz https://wccftech.com[...] 2020-12-03
[31] 웹사이트 AMD CEO keynote scheduled for CES 2020 on 12th January https://hexus.net/te[...] 2020-12-03
[32] 웹사이트 AMD to Launch Mid-Range RDNA 2 Desktop Graphics in First Half 2021 https://www.anandtec[...] 2021-01-04
[33] 웹사이트 AMD announces the Radeon RX 6000M series with RDNA 2 architecture https://www.theverge[...] 2021-06-01
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