27

AMDs Navi 14 kommt wohl mit 128-Bit-Interface, Navi 12 hingegen mit 256-Bit-Interface

Mit dem Navi-10-Chip der Radeon RX 5700 Serie hat AMD den Startschuß zur Navi-Generation gegeben, wie bekannt sollen nun weitere Navi-Grafikchips nachfolgen. Als halbwegs sicher gilt dabei schon, das "Navi 14" mit seinen 1536 Shader-Einheiten die Mainstream-Ausführung geben wird, höchstwahrscheinlich resultierend in einer "Radeon RX 5600 Serie". Viel mehr ist leider nicht bekannt, allenfalls ist die pure Existenz von "Navi 12" mittels Linux-Treibereinträgen belegt, während "Navi 21" und "Navi 23" derzeit nur gerüchtemäßig bekannt sind, in jedem Fall aber sowieso erst tief im Jahr 2020 zu erwarten wären. Für den Augenblick zählen somit nur Navi 14 und Navi 12 – wobei zu letzterem bislang noch die große Frage existiert, ob jener nun stärker oder schwächer als Navi 14 ausfallen soll – sprich eine LowCost-Lösung (schwächer als Navi 14) oder gar eine HighEnd-Lösung (stärker als Navi 14 und wohl auch als Navi 10). Mangels vorliegender technischer Daten konnte man hierzu bis dato nur mutmaßen – nun aber bringt eine Datamining-Untersuchung des Linux-Treibers für AMDs Grafiklösungen seitens Foren-User 'Berniyh' im 3DCenter-Forum (Postings No.1 & No.2) etwas Licht ins Dunkel.

619       case CHIP_NAVI12:
620       info->num_sdp_interfaces = 16;

622       CHIP_NAVI14:
623       info->num_sdp_interfaces = 8;

3984     if (AMDGPU_IS_NAVI10(pInfo->familyId, pInfo->eRevId))
3994     pInfo->gfx9.numSdpInterfaces = 16;

Quellen:  Einträge in AMDs Linux-Treibern No.1 & No.2, gefunden von 'Berniyh' im 3DCenter-Forum am 26. September 2019

Jene Datamining-Untersuchung zeigt erst einmal in zwei Fällen klar darauf hin, das Navi 12 größer als Navi 14 ausfällt – zu erkennen an den Werten für "pc_lines" und "num_sdp_interfaces", welche sich zwischen Navi 14 und Navi 12 glatt verdoppeln. Dabei ist eigentlich nicht gänzlich sicher geklärt, wofür diese Einträge genau stehen, hieraus lassen sich erst einmal noch keine sicheren Schlüsse ziehen. Allerdings scheint zumindest der Eintrag "num_sdp_interfaces" eine Korrelation mit der Breite des jeweils verbauten Speicherinterface zu beinhalten, wird auch offiziell seitens AMD als "Number of synchronous Data Port Interfaces to Memory" beschrieben. Auf die Daten bekannter Grafikchips passt diese Auslegung, denn beispielsweise weist Vega 10 bei diesen SDP-Interfaces einen Wert von "16" auf, während Vega 20 mit dem doppelt so breiten Speicherinterface einen Wert von "32" anzeigt. Folgt man dieser Auslegung (das die SDP-Interfaces direkt mit der Breite des Speicherinterfaces korreliert), ergeben sich letztlich zwei neue technische Informationen zu Navi 12 & 14: Erstens einmal scheint Navi 14 ein 128 Bit breites Speicherinterface zu benutzen – da dessen SDP-Interfaces mit "8" nur halb so viele sind wie bei Navi 10. Und zweitens scheint Navi 12 ein 256 Bit breites Speicherinterface zu benutzen – da dessen SDP-Interfaces mit "16" genauso viele sind wie bei Navi 10.

Für Navi 14 ist diese Auslegung keine große Überraschung, denn dieser Grafikchip konnte anhand seiner 1536 Shader-Einheiten schon exakt hierauf eingeschätzt werden – entweder ein 256 Bit-Interface mit GDDR5-Speicher oder ein 128-Bit-Interface mit GDDR6-Speicher. Zwischenvarianten wie ein 192 Bit breites Speicherinterface waren dagegen generell nicht zu erwarten, da untypisch für AMD und außerdem zu einer Speicherbestückung von 6 GB führend – was für günstige Karten-Ausführungen zu teuer kommt, für die Normalausführungen heutzutage allerdings als zu wenig angesehen wird (gerade angesichts der im gleichen Performance-Segment agierenden Radeon RX 570/580, wo schon seit Jahren breitflächig 8 GB Grafikkartenspeicher angeboten werden). Nun wird es halt die Variante mit 128 Bit und GDDR6-Speicher (bei dieser Interface-Breite wird GDDR6 zwingend, um auf die benötigte Speicherbandbreite zu kommen), was einen etwas kleineren Grafikchip ermöglicht, dafür dann mit etwas Mehrkosten beim Grafikkartenspeicher selber verbunden ist, aber in jedem Fall die bekannten Speichergrößen von 4 oder 8 GB ermöglicht. Hiermit sollte eine Speicherbandbreite von (je nach konkretem Speichertakt) ca. 190-240 GB/sec erreicht werden können, was komplett im Rahmen anderer aktueller Mainstream-Lösungen liegt (GeForce GTX 1660 bei 192 GB/sec). Auf Basis dieser technischen Rahmenbedingungen grob überschlagen kann man Navi-14-Grafiklösungen im Performance-Feld von Radeon RX 580 & 590 sowie der GeForce GTX 1660 erwarten.

Für Navi 12 ergeben sich dann die etwas gewichtigere Konsequenzen: Zum einen ist dieser Grafikchip damit klar größer als Navi 14 einzuordnen – die These, Navi 12 könnte einen LowCost-Grafikchip ergeben, ist somit Makulatur. Wie sich Navi 12 zu Navi 10 verhält, ist damit natürlich nicht 100%ig sicher, zumindest nicht belegkräftig sicher. Die einzige Information hierzu ist das augenscheinlich identische 256 Bit breite Speicherinterface – was aber noch keinen klaren Hinweis darauf gibt, wo Navi 12 gegenüber Navi 10 einzuordnen wäre. Allerdings kann man aufgrund der Rahmenbedingungen ziemlich fest davon ausgehen, das Navi 12 doch größer als Navi 10 wird: Denn ein weiterer Grafikchip zwischen Navi 10 & Navi 14 wäre glatt Nonsens, schließlich ist schon Navi 14 für AMD-Verhältnisse erstaunlich nahe an Navi 10 dran. Normalerweise bevorzugt AMD eher glatte Halbierungen gegenüber dem nächstgrößeren Grafikchip, die 1536 Shader-Einheiten von Navi 14 sind allerdings schon 60% des Niveaus von Navi 10. Hier passt eigentlich kein weiterer Grafikchip mehr dazwischen – und wenn dies tatsächlich auf dem Plan stehen würde, dann hätte man besser Navi 14 auch noch etwas kleiner (1024-1280 Shader-Einheiten) auslegen sollen. Insofern deutet alles darauf hin, das Navi 12 somit nicht zwischen Navi 10 & 14 steht, sondern tatsächlich größer als Navi 10 konzipiert ist.

    AMD Navi 12

  • HighEnd-Ausführung von Navi, resultierend wahrscheinlich in der Radeon RX 5800 Serie
  • möglicherweise zwischen 3328 und 4096 Shader-Einheiten  (Quelle: eigene Annahme)
  • anscheinend 256 Bit (GDDR6) Speicherinterface  (Quelle: 3DCenter-Forum)
  • Treiber-Code weist leichte Differenzen zu Navi 10, ergo technologisch wohl schon etwas neuer als der erste Navi-Chip  (Quelle: 3DCenter-Forum)

Auf Basis des gleich breiten Speicherinterfaces sind dann keine ganz großen Sprünge möglich, aber eigentlich muß AMD auch nicht gleich die absolute Leistungsspitze in Form der GeForce RTX 2080 Ti ins Visier nehmen – schließlich folgen nächstes Jahr noch zwei weitere Navi-Chips nach. Denkbar für Navi 12 sind zwischen 30% bis 50% mehr Shader-Cluster, sprich irgendetwas im Rahmen von ca. 3300-4096 Shader-Einheiten. Je höher man kommt, um so kritischer dürfte dann das nicht verbreiterte Speicherinterface werden, was man zudem über schnelleren GDDR6-Speicher (4000 MHz Speichertakt anstatt 3500 MHz Speichertakt wie bei der Radeon RX 5700 Serie) auch nur in einem gewissen Rahmen kaschieren kann. Eine genauere Prognose, wieviele Shader-Einheiten es wirklich bei Navi 12 werden, kann auf Basis dieser Information zum Speicherinterface derzeit aber natürlich noch nicht abgegeben werden. Man kann halt nur die Eckdaten aufstellen, nachdem es kaum unterhalb +30% sein wird, um einen gewissen Performanceabstand zu Navi 10 herzustellen – und kaum oberhalb von +50%, da ansonsten die Speicherbandbreite zu knapp werden würde. Es deutet sich somit Navi 12 als Kontrahent zur GeForce RTX 2080 Super an, die GeForce RTX 2080 Ti dürfte hingegen angesichts dieser Interface-Breite nicht erreichbar
sein.

Interessant dürfte es dann angesichts dieser (voraussichtlichen) Performance-Zielsetzung werden, wieviel Grafikkartenspeicher AMD der Radeon RX 5800 Serie auf Navi-12-Basis mitgibt. Technisch gesehen reichen sicherlich 8 GB aus, wenn man letztlich "nur" auf der Performance-Klasse der GeForce RTX 2080 Super herauskommt, welche wie bekannt ebenfalls nur 8 GB Grafikkartenspeicher aufbietet. Allerdings würde es sich natürlich prächtig als Verkaufsargument eignen, wenn AMD hier gleich mit 16-GB-Grafikkarten gegenhält – gerade, weil die bisher in diesem Performance-Feld angebotenen Radeon VII schließlich auch schon mit 16 GB daherkam (und dies mit teurem HBM2-Speicher). Eine wirklich sichere Prognose dazu kann derzeit natürlich noch nicht abgeben werden – es besteht halt die Möglichkeit zu 16 GB Speicher bei der Radeon RX 5800 Serie (oder Teilen davon), mehr aber auch nicht. Zur Terminlage dieser beiden neuen Grafikchips gibt es hingegen leider keine neuen Informationen: Damit bleibt bestehen, das der Navi-14-Chip irgendwann in diesem Herbst antreten sollte, der Navi-12-Chip irgendwann im Zeitrahmen Herbst/Winter 2019. Die zuletzt aufgetauchten kleineren Leaks deuten klar auf eine Release-Reihenfolge mit Navi 14 zuerst und Navi 12 nachfolgend hin, zudem sollte Navi 14 eigentlich nur noch ein paar Wochen entfernt sein.

Navi 14 Navi 10 Navi 12
Marktsegment augenscheinlich Mainstream Midrange voraussichtlich HighEnd
Chipbasis spekulativ ca. 170mm² Chipfläche 10,3 Mrd. Transistoren auf 251mm² Chipfläche spekulativ ca. 350-400mm² Chipfläche
Technik angeblich 24 Shader-Cluster mit 1536 Shader-Einheiten an einem 128 Bit GDDR6-Speicherinterface 40 Shader-Cluster mit 2560 Shader-Einheiten an einem 256 Bit GDDR6-Speicherinterface spekulativ 52-64 Shader-Cluster mit 3328-4096 Shader-Einheiten an einem 256 Bit GDDR6-Speicherinterface
Grafikkarten voraussichtlich Radeon RX 5600 Serie aus Radeon RX 5600 & Radeon RX 5600 XT Radeon RX 5700 Serie aus Radeon RX 5700 (349$) & Radeon RX 5700 XT (399$) voraussichtlich Radeon RX 5800 Serie aus Radeon RX 5800 & Radeon RX 5800 XT
Rohleistungen voraussichtlich ca. 4,4-5,8 TFlops & 190-240 GB/sec 7,5-9,4 TFlops & 448 GB/sec spekulativ ca. 10-13 TFlops & 448-512 GB/sec
Speicher augenscheinlich 4/8 GB 8 GB spekulativ 8 GB
TDP (TBP) voraussichtlich ca. 120-150W 180-235W spekulativ ca. 250-300W
Preisrahmen voraussichtlich ca. 170-250 Dollar 350-400 Dollar spekulativ ca. 500-700 Dollar
ersetzt Radeon RX 570, 580 & 590 auf Polaris-20/30-Basis (232mm²) Radeon RX Vega 56 & 64 auf Vega-10-Basis (495mm²) Radeon VII auf Vega-20-Basis (331mm²)
Gegenspieler voraussichtlich GeForce GTX 1660 GeForce RTX 2060 & GeForce RTX 2060 Super voraussichtlich GeForce RTX 2080 Super
Status in Vorbereitung für voraussichtlich Herbst 2019 (Oktober?) releast am 7. Juli 2019 in Vorbereitung für voraussichtlich Herbst/Winter 2019

Nachtrag vom 27. September 2019

Die Auslegung von AMDs "Navi 12" Grafikchip mit einem 256 Bit GDDR6-Speicherinterface wurde unsererseits wohl doch etwas zu überhastet getroffen, denn letztlich ergab sich in der Diskussion über diese Erkenntnisse zum Chip-internen SDP-Interface (interessante Postings No.1 & No.2) der Ansatz zu einer abweichenden Auslegung – nämlich das bei Navi 12 einfach HBM-Speicher im Spiel sein könnte. So wird ja auch Vega 10 mit 2048 Bit HBM2-Interface mittels 16 SDP-Interfaces (wie bei Navi 10 mit 256 Bit GDDR6-Interface) versorgt, unter diesem SDP-Wert können also beide Varianten laufen. Mittels der Verwendung von HBM-Speicher würde sich AMD wiederum dessen Probleme bei der Profitabilität ins Boot holen, löst dafür aber auch einige Probleme: Denn Navi 12 mit nur einem 256 Bit breiten GDDR6-Interface wird von vielen Beobachtern als mit zu wenig Bandbreite ausgestattet angesehen, um wirklich mehr Shader-Cluster als Navi 10 zu versorgen. Und gleichzeitig bedeuten mehr Shader-Cluster auch einen höheren Stromverbrauch, was den Grafikchip recht zuverlässig Richtung 300 Watt Stromverbrauch treiben würde.

8 SDP-Interfaces 16 SDP-Interfaces 32 SDP-Interfaces
Vega 10 = 2048 Bit HBM2 Vega 20 = 4096 Bit HBM2
Navi 14 = wahrscheinlich 128 Bit GDDR6 Navi 10 = 256 Bit GDDR6
Navi 12 = wahrscheinlich 256 Bit GDDR6 oder 2048 Bit HBM2

Erstens einmal sieht dies dann nicht wirklich gut für die 7nm-Fertigung aus und zweitens existiert dann dort auch eine psychologische Grenze, welche man ungern überschreiten wird – unter Umständen kann man somit Navi 12 gar nicht voll ausfahren, wenn man diese 300-Watt-Marke nicht reißen will. Insofern ergibt jede Stromverbrauchs-Einsparung (an anderer Stelle) dann das Potential, Navi 12 noch etwas mehr Rechenpower mitzugeben – letztlich genau die Situation, wofür HBM-Speicher kreiiert wurde. Wenn man es so sieht, muß die Aussage von "Navi 12 mit 256 Bit GDDR6-Interface" revidiert werden in zumindest "Navi 12 mit 256 Bit GDDR6- oder 2048 Bit HBM2-Interface". Eine wirklich belastbare Aussage ist aus diesen Informationen zum SDP-Interface der Navi-Grafikchips aber natürlich sowieso nicht herauszuziehen – das ganze ist halt nur ein Indiz, aber noch kein Beweis. Selbst über den Punkt, ob Navi 12 wirklich oberhalb von Navi 10 einzuordnen wäre, wird teilweise noch diskutiert. Dabei mag es aus unserer Sicht keinen Sinn ergeben, zwischen Navi 14 (24 Shader-Cluster) und Navi 10 (40 Shader-Cluster) noch einen weiteren Grafikchip zu quetschen – andere Beobachter sehen dies anders, was vor dem Vorliegen eindeutiger Informationen zu respektieren ist.

Mit dem Navi-10-Chip der Radeon RX 5700 Serie hat AMD den Startschuß zur Navi-Generation gegeben, wie bekannt sollen nun weitere Navi-Grafikchips nachfolgen. Als halbwegs sicher gilt dabei schon, das "Navi 14" mit seinen 1536 Shader-Einheiten die Mainstream-Ausführung geben wird, höchstwahrscheinlich resultierend in einer "Radeon RX 5600 Serie". Viel mehr ist leider nicht bekannt, allenfalls ist die pure Existenz von "Navi 12" mittels Linux-Treibereinträgen belegt, während "Navi 21" und "Navi 23" derzeit nur gerüchtemäßig bekannt sind, in jedem Fall aber sowieso erst tief im Jahr 2020 zu erwarten wären. Für den Augenblick zählen somit nur Navi 14 und Navi 12 - wobei zu letzterem bislang noch die große Frage existiert, ob jener nun stärker oder schwächer als Navi 14 ausfallen soll - sprich eine LowCost-Lösung (schwächer als Navi 14) oder gar eine HighEnd-Lösung (stärker als Navi 14 und wohl auch als Navi 10). Mangels vorliegender technischer Daten konnte man hierzu bis dato nur mutmaßen - nun aber bringt eine Datamining-Untersuchung des Linux-Treibers für AMDs Grafiklösungen seitens Foren-User 'Berniyh' im 3DCenter-Forum (Postings No.1 & No.2) etwas Licht ins Dunkel.


619       case CHIP_NAVI12:
620       info->num_sdp_interfaces = 16;

622       CHIP_NAVI14:
623       info->num_sdp_interfaces = 8;

3984     if (AMDGPU_IS_NAVI10(pInfo->familyId, pInfo->eRevId))
3994     pInfo->gfx9.numSdpInterfaces = 16;

Quellen:  Einträge in AMDs Linux-Treibern No.1 & No.2, gefunden von 'Berniyh' im 3DCenter-Forum am 26. September 2019