THÔNG TIN & HÌNH ẢNH ĐƯỢC AMD HỖ TRỢ[dropcap style=”style1″]K[/dropcap]hi rất nhiều game thủ bắt đầu cảm thấy nhàm chán khi AMD “xào lại” các chip xử lý đồ họa của mình đến lần… thứ ba – với các dòng card đồ họa Radeon R9 300 và R7 300 của mình, hãng đã tung ra một quả “bom tấn” với tên gọi AMD Radeon R9 Fury X – mang kiến trúc hoàn toàn mới trong sự kiện E3 diễn ra vào tháng 6 vừa qua.
Đây là dòng card đồ họa đơn nhân được xem là mạnh nhất hiện nay, “chuyên trị” game ở độ phân giải “siêu cao” (2K và 4K), mà khó có sản phẩm nào khác có thể so sánh được. Vậy đâu là ngọn nguồn sức mạnh của AMD Radeon R9 Fury X?
Có thể nói rằng trong suốt lịch sử tồn tại của mình, tất cả các hệ thống máy tính mà chúng ta sử dụng đều tuân theo “Kiến trúc Neumann” với các thành phần cơ – điện tử được phân tách thành những bộ phận quen thuộc như Vi xử lý (CPU), Bộ nhớ khả biến (RAM), Ổ cứng (HDD, SSD)… với những tính năng riêng biệt.
Do những hạn chế về mặt tốc độ cơ học mà Ổ cứng rất khó theo kịp tốc độ xử lý ngày càng nhanh chóng của CPU nên các thanh RAM tốc độ cao đóng vai trò trung gian “nạp trước” những dữ liệu cần thiết, đẩy những “luồng” dữ liệu cho CPU thông qua các “con đường” (bus) nhằm giảm thiểu thời gian truy cập vào Ổ cứng “ì ạch”.
Card tăng tốc đồ họa (Video Graphic Accelerator – VGA) cũng sở hữu cấu trúc với ba thành phần Vi xử lý, RAM và Ổ cứng tương tự như hệ thống máy tính nói chung với một số thay đổi cho phù hợp với “công năng” đồ họa của mình. Thay vì các nhân xử lý logic như trong CPU, Card tăng tốc đồ họa được “đóng gói” với nhiều nhân xử lý vector, nhân đổ bóng… vào trong một bộ xử lý duy nhất với tên gọi GPU (Graphic Processor Unit), giao tiếp với hệ thống RAM “thửa riêng” GDDR (Graphic Double Data Rate).
Cũng giống như các chu trình hoạt động trên máy tính thông thường, dữ liệu từ Ổ cứng bao gồm các thông số hình ảnh, các vân bề mặt (texture) sẽ được tải trước và lưu trữ vào GDDR rồi theo các “đường dẫn” (bus) vào GPU xử lý rồi xuất ra màn hình.
Cấu trúc GDDR5 truyền thống chiếm rất nhiều diện tích và đòi hỏi tản nhiệt lớnCấu trúc này trên Card tăng tốc đồ họa tồn tại trong suốt 20 năm qua chứng tỏ được hiệu quả của mình bởi lẽ cả GPU và GDDR đều có tốc độ tăng “đều”, hỗ trợ cho nhau chặt chẽ. Thế nhưng mọi rắc rối xảy ra khi kể từ năm 2007 cho đến nay, các bộ nhớ GDDR thế hệ thứ 5 (GDDR5) đã “bị” các nhà sản xuất chip đồ họa “vắt” cạn kiệt mọi tiềm năng, bao gồm tăng băng thông giao tiếp, hay “ép xung” lên những mức hoạt động siêu cao khiến cho các card đồ họa ngày càng “dài hơn, nặng hơn, to hơn” để có thể phân bố đầy đủ số lượng RAM “khủng” đến 6GB, 8GB hay thậm chí lên đến 12GB trên một số dòng card cao cấp cũng như hệ thống tản nhiệt “hạng nặng” kèm theo.
Với một bộ phận đã “già cỗi” như GDDR5, “cọng rơm” 4K trở thành “thủ phạm” chính làm sụp đổ các cấu trúc Card tăng tốc đồ họa theo truyền thống. Khi độ phân giải game được tăng lên gấp 4 lần, lượng dữ liệu cần tải vào các ô nhớ trong GDDR5 cũng tăng lên theo cấp số nhân, nhất là những “gói” vân bề mặt khổng lồ (là thủ phạm chính “kéo” dung lượng game hiện nay lên đến 40-50GB).
Vì vậy, những con đường giao tiếp (bus) truyền thống trở nên chật chội, điều này giống như bạn vác Lamborghini “tung hoành” trên những quãng đường đông nghẹt xe giờ cao điểm ở Việt Nam. Hậu quả là khi các Card tăng tốc đồ họa phải “gánh” các game ở độ phân giải 4K, tốc độ khung hình bị kéo tụt vô cùng “thảm hại”.
Do đó, AMD và JEDEC (Hội đồng kỹ thuật điện tử) đã thống nhất đưa ra kiến trúc RAM băng thông rộng (High Bandwidth Memory – HBM) hoàn toàn mới để giải quyết cho vấn đề này kể từ năm 2013 với sản phẩm cụ thể đầu tiên trên thị trường là card đồ họa AMD Radeon R9 Fury X thuộc kiến trúc Fiji độc đáo.
Nhà toán học người Mỹ gốc Hungary, ông John von Neumann – “Cha đẻ” của kiến trúc von Neumann
Trên thực tế, Fiji không mang đến những đột phá về mặt cấu trúc cơ bản (như việc hợp nhất các loại nhân xử lý riêng biệt thành nhân xử lý tổng hợp trước đây), nó chỉ đơn thuần là một bộ xử lý đồ họa được “nhồi nhét” thêm càng nhiều các bộ xử lý đổ bóng hợp nhất (Shader Unit) vào một chân đế (Die) đi kèm với hệ thống giao tiếp RAM hoàn toàn mới, bỏ qua các bus chật chội truyền thống.
Các kỹ sư của AMD và nhiều hãng sản xuất RAM khác như Hynix và UMC đã xử lý vấn đề băng thông bằng một phương pháp rất “truyền thống”, đó là… kéo gần khoảng cách giữa các chip RAM cũng như khoảng cách giữa hệ thống RAM băng thông rộng HBM nói chung với GPU.
Để kéo các RAM gần nhau hơn, các kỹ sư đã “chồng lấn” các thẻ RAM lên nhau theo hình dạng ba chiều. Điều này có nghĩa là các RAM giao tiếp với nhau không đơn giản là thông qua các đường mạch in hai chiều “dài ngoẵng” mà giờ đây chúng có thể giao tiếp trực tiếp với nhau bằng rất nhiều con đường trên mô thức ba chiều, mở rộng hàng chục lần những “tuyến đường” dữ liệu giữa các RAM này lại với nhau. Nếu mỗi lớp RAM có giao tiếp 128 bit thì mỗi “chồng RAM” (stack) có giao tiếp “khủng” lên đến 1024 bit.
Kết quả là với 4 “chồng RAM” được đóng gói trực tiếp lên Die, Fiji sở hữu “con đường” giao tiếp khổng lồ lên đến 4096 bit. Nếu so sánh với thế hệ GDDR5 chỉ cho phép 8 phiến RAM 64bit hoạt động cùng lúc tạo thành mức giao thức tổng hợp 512 bit thì HBM 4096 bit trên Fiji đem đến những “đại lộ” rộng thênh thang cho dữ liệu mặc sức “chạy”.
Với cách đóng gói này, các bo mạch (PCB) có thể “mảnh mai” hơn khi so sánh với các Card tăng tốc đồ họa “High end” khác khi không phải tốn quá nhiều không gian cho các chip RAM GDDR5 truyền thống. Các chip HBM cũng chỉ cần tiêu thụ ít điện năng hơn, hoạt động ở xung nhịp thấp hơn khá nhiều so với GDDR5 nhưng vẫn có thể đảm bảo được tốc độ cho toàn hệ thống.
Chính vì thế, mặc dù có phần tỏ ra “hụt hơi” khi xử lý các game ở độ phân giải tiêu chuẩn Full-HD 1080p, nhưng Fiji lại có thể phát huy hết khả năng của mình khi chơi ở các khung hình độ phân giải “siêu cao” lên tới 4K nhờ vào băng thông rộng rãi của HBM, khiến cho các đối thủ khác phải “ngả mũ” chào thua, nhất là các game môi trường rộng lớn như The Witcher 3: Wild Hunt hay Middle-earth: Shadow of Mordor.
Thêm vào đó, kiến trúc mới này cũng làm cho khả năng “ép xung” của AMD Radeon R9 Fury X không tương thích “ngược” với các trình điều khiển cũ. Điều này cũng làm cho các “vọc sĩ” khó mà thoải mái “vọc vạch” như trước..
Bạn đọc nghĩ sao về kiến trúc RAM băng thông rộng HBM trên AMD Radeon R9 Fury X? Hãy để lại những lời nhận xét ở bên dưới nhé.
