完全看懂 HD 7970 新架構，GPU 如何跑出更高的效能？

圖解編譯器指令集排程

編譯器Wavefront時程序列

假設有A～O共15條Wavefront，順序是由A到O，且部分Wavefront存在相依性。其中C必須依賴B，也就是Wavefront C必須等到Wavefront B運算完畢之後，才能算Wavefront C。有點類似B+2=4，B+C=6，必須先求得B的解才能解第二個方程式。其餘E與F、F與G、L與K都是相同情況。

VLIW 4

在VLIW 4架構中缺乏動態調度功能，某些環境使用率相當低。在週期一當中，由於Wavefront C必須依賴Wavefront B，因此SIMD的第三與第四組ALU處在閒置狀態。同樣的情況在週期二、三、五都出現，特別是週期三與五效率特差，只有執行1組Wavefront。理 想中的高效率滿載狀態，只有週期四與六可達到。

▲Wavefront B與C的相依性並未解決，加上缺乏動態調度，只能讓第三與第四組ALU閒置。

▲上個週期未處理的Wavefront C，被留到這個週期運算。由於Wavefront E與F又存在相依性，因此F不能在這個週期處理，使得第四組ALU閒置。

▲這個週期依序處理Wavefront F，由於Wavefront G依賴Wavefront F，因此Wavefront G、H、I只能延後處理。

▲由於此週期沒有相依性，因此能依序處理Wavefront G、H、I、J。這也是VLIW 4架構最理想的狀態。

▲依序處理Wavefront K，但是Wavefront K與L又有相依性，週期五只能單獨處理Wavefront K。

▲剩下的Wavefront L、M、N、O都沒有相依性，因此能執行4個Wavefront。VLIW 4架構處理15個Wavefront總計花費6個週期。

Compute Unit

透過GCN的CU運算，由於具備動態調度功能，因此在允許的行況下，可先執行順位較低的Wavefront。像是週期一當中，可先略過依賴 Wavefront B的Wavefront C，先執行Wavefront D與E。如此一來，15條Wavefront只需要1組CU花費4個週期就能處理完畢，足足比VLIW 4少了2個週期。

▲由於Wavefront B與C存在相依性，透過動態調度功能，可讓排程在後面的Wavefront D與E先行運算，讓CU的SIMD陣列滿載。

▲週期二接著處理Wavefront C，其中依照順序應該接著處理Wavefront F、G、H，不過Wavefront G與F有相依性，因此捨棄Wavefront G先行處理Wavefront I。

▲週期三繼續運算Wavefront G，Wavefront L跟K有相依性，因此先處理順位中的Wavefront M。

▲最後一個週期將剩下的Wavefront處理完畢，一共花費4個週期就處理完畢。其中週期一、二與三都是滿載。

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