AMD 揭開了其下一代圖形架構的面紗，展示了即將推出的 Radeon RX 9000 系列的技術基礎。RDNA 4 架構代表了 AMD GPU 設計理念的重大演進，重新聚焦於遊戲效能，同時大幅提升光線追蹤能力和 AI 處理效能。
以遊戲為先的架構
AMD 的 RDNA 4 是從零開始設計的，將遊戲玩家作為主要受眾。與之前試圖平衡遊戲和專業工作負載的世代不同，RDNA 4 專注於高階遊戲效能。該架構引入了高度最佳化的計算單元，與 RDNA 2 相比，光柵化效能提升了高達 2 倍，而在光線追蹤（2.5 倍）和機器學習（3.5 倍）等專業工作負載方面，每個計算單元的效能提升更為顯著。
RDNA 4 關鍵改進
- 光柵化：每計算單元相比 RDNA 2 提升最高可達2倍
- 光線追蹤：每計算單元相比 RDNA 2 提升最高可達2.5倍
- 機器學習效能：在 FP16 密集矩陣工作負載中，每計算單元相比 RDNA 2 提升最高可達3.5倍
- 光線遍歷：在相同時鐘頻率下，效能是 RDNA 3 的2倍
- BVH 記憶體需求：與 RDNA 3 相比減少至不到60%
全新計算引擎設計
RDNA 4 的核心是重新設計的計算引擎，具有雙 SIMD32 向量單元和增強的矩陣運算能力。這些單元支援多種精度格式，包括 2x-16b 和 4x-8b/4b 密集矩陣速率，以及用於雙倍處理速率的 4:2 結構化稀疏性。一個值得注意的創新是動態暫存器分配系統，它允許著色器根據需要從共享池中請求暫存器，並在工作完成後釋放它們。這種方法顯著改善了記憶體延遲處理，提高了共享核心的整體效率。
第三代光線追蹤
或許最令人印象深刻的改進來自光線追蹤部門，AMD 實現了第三代光線追蹤單元，在相同時鐘速度和頻寬下，光線相交率比 RDNA 3 提高了一倍。新的光線加速器具有改進的 BVH（邊界體層次結構）壓縮，將記憶體需求降低到 RDNA 3 所需的不到 60%，這要歸功於新的 8 寬設計。其他增強功能包括硬體例項變換、改進的 RT 堆疊管理和定向邊界框，可將遍歷成本降低多達 10%。
路徑追蹤能力
AMD 還將 RDNA 4 定位於支援未來的渲染技術——路徑追蹤。光線追蹤會投射單一主光線用於反射、陰影和折射，而路徑追蹤則考慮所有可能的光路，以更高的計算成本建立更加逼真的場景。為了使這一技術實用化，AMD 正在實施專為路徑追蹤工作負載最佳化的神經超取樣和去噪技術，類似於 NVIDIA 在《賽博朋克 2077》和《心靈殺手 II》等遊戲中採用的方法。
FSR 4：AMD 的 AI 驅動升級解決方案
與硬體公告一同釋出的還有 FSR 4，AMD 的下一代升級技術。與之前使用空間或時間演算法的 FSR 版本不同，FSR 4 利用 RDNA 4 中的新 FP8 處理能力，透過機器學習提升效能。在 CES 上的早期演示顯示，與 FSR 3.1 相比有顯著改進，特別是在效能模式下，之前的版本在低渲染解析度下影像質量較差。
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| 展示 AMD 的 FSR 4 技術所帶來的改進的升級方法比較 |
FSR 4 實施和效能
在釋出時，FSR 4 將在驅動程式級別整合，自動將支援 FSR 3.1 的任何遊戲升級為使用新的基於 AI 的升級演算法。AMD 聲稱，在七款測試遊戲中，FSR 4 的效能模式比原生 4K 渲染提供了 65% 的效能提升，而像《瑞奇與叮噹：時空裂縫》這樣的遊戲效能甚至翻了一番。該技術將在釋出時支援 30 多款遊戲，包括《天國：拯救 2》、《蜘蛛俠 2》和《使命召喚：黑色行動 6》等主要遊戲。
FSR 4 效能宣告
- 整體：相比原生4K渲染效能提升65%（基於7款遊戲的平均值）
- 《瑞奇與叮噹：時空裂縫》：效能提升100%（2倍提升）
- 《地平線：零之曙光 重製版》：效能提升38%
- 首發支援：超過30款遊戲，包括《天國：拯救2》、《蜘蛛俠2》和《使命召喚：黑色行動6》
硬體規格
RDNA 4 旗艦 GPU（代號 Navi 48）採用 TSMC 4nm 工藝製造，擁有 539 億電晶體，芯片面積為 356.5mm²。該晶片包含四個著色器引擎，每個引擎包含八個雙計算單元（DCUs），總共 64 個計算單元和 4,096 個流處理器。該架構包括分佈在著色器引擎中的 64 個光線加速器引擎和 128 個矩陣加速引擎。記憶體支援包括最高 16GB GDDR6 記憶體，速度高達 20 Gbps，256 位匯流排介面，並配有最高 64MB 的第三代 Infinity Cache。
Navi 48（RX 9070 XT）規格引數
- 製造工藝：TSMC 4nm
- 電晶體數量：539億
- 芯片面積：356.5平方毫米
- 計算單元：64個CU（4,096個流處理器）
- 光線加速器：64個RA
- 矩陣加速引擎：128個MA
- 視訊記憶體：最高16GB GDDR6，頻率20 Gbps
- 視訊記憶體位寬：256位
- Infinity Cache：最高64MB（第三代）
媒體和顯示增強
RDNA 4 還改進了媒體編碼和解碼能力，AVC/H.264 編碼質量提高了 25%，HEVC 編碼質量提高了 11%，AV1 吞吐量翻倍。更新的 Radiance Display Engine 支援 DisplayPort 2.1a 和 HDMI 2.1b 輸出，而增強的 FreeSync 電源最佳化模式在多顯示器配置中提供更低的空閒功耗。AMD 還推出了 Radeon Image Sharpening 2，它透過單個開關在所有 API 中工作，提供更高質量的影像。
未來之路
雖然 AMD 在 RDNA 4 和 FSR 4 方面取得了重大進展，但在與 NVIDIA 已建立的生態系統競爭方面仍面臨挑戰。FSR 4 的質量改進令人期待，但該技術與 NVIDIA 的 DLSS 4 相比仍有差距，後者已支援 70 多款遊戲。要使 FSR 4 長期成功，AMD 需要保持對擴大遊戲支援的堅定承諾，並繼續改進演算法質量。儘管如此，RDNA 4 代表了 AMD 迄今為止最專注於遊戲的架構，在光柵化、光線追蹤和 AI 處理方面有了實質性的改進，這應該使 Radeon RX 9000 系列在高階遊戲市場上具有競爭力。