AMD Trinity 內顯不死徹底解析：北島架構、南島影像引擎，加上 Piledriver 的 A10 處理器

直接存取虛擬記憶體

此外UNB還納入IOMMU v2功能，讓獨立顯示卡的GPU可以直接存取處理器的虛擬記憶體空間。使用上代APU的情況下，需要先將資料從硬碟讀到主記憶體中，然後處理器需要將這筆資料從處理器的定址空間中，複製到顯示卡的定址空間（資料還是在主記憶體上），此時顯示卡才能將資料抓到顯示記憶體內。有了IOMMU v2，資料從硬碟讀到主記憶體後，由於虛擬記憶體空間是相通的，顯示卡就能直接取用，省去了在主記憶體內複製的步驟。

VLIW4顯示架構再現

在Trinity之前，只有北方群島中代號為Cayman 的Radeon HD 6950與6970採用VLIW4架構。在VLIW4架構中，每組thread processor中只有4個stream processing unit（即ALU），比起VLIW5架構少了1個，被刪去的ALU中負責sin、cos、log等特殊運算的「T Unit」。

根據AMD的分析，目前大部分的遊戲程式在每個運算週期中，只會用到3至4個ALU，因此VLIW4架構雖然每組thread processor中的ALU比較少，但是被刪去的部分是用量較少的低效率ALU，因此這樣做可以提升整體ALU的使用率。

有點迷糊嗎？沒關係，舉個例子。我們先假設2種架構的核心同為100個thread processor，VLIW4這方將會有400個ALU，然而VILW5將會有500個ALU，在理論情況下VILW5的效率會大於或等於VLIW4，那這樣我們還要選VLIW4幹麻？

▲隨著Trinity顯示核心效能增長為736GFLOPS，對記憶體存取的需求勢必跟著擴大，Fusion Control Link與Readon Memory Bus就是它的任督二脈。

VLIW4的單位空間效率高

因為核心面積是有限的，所以我們要想辦法將空間的運用最佳化。我們先將thread processor中其他諸如接收指令、分支預測、暫存器等元件忽略，假設可用空間只夠擺400個ALU的話，使用VLIW4架構可以塞入100個thread processor，但是VLIW5的架構只能容納80個thread processor。

這時候VLIW4的優勢就得以顯現，在相同的空間中，使用VLIW4架構能獲得較多的thread processor總量，依照先前提到的每個運算週期中，單一thread processor只有3至4個ALU會被用到，以平均值3.5進行估算，VLIW4可以獲得3.5 x 100 = 350的效能當量，然而假設VLIW5就算能夠用到4個ALU，其效能當量也只有4 x 80 = 320，低於VLIW4的估算值。

▲Trinity採用VLIW4架構，每組thread processor擁有4個ALU，在增進單位空間效能同時，也能簡化排程與暫存的管理。

▲Trinity的顯示架構與北方群島的Radeon HD 6970十分相近，雖然整體ALU數量少於上代APU的400個，但是仍可帶來較好的整體效能。

SIMD容易堆疊

NVIDIA的顯示核心採用MIMD架構，將所有的ALU打散為1D純量，雖然比Trinity採用的4D向量SIMD架構靈活（資源利用度高），但是每個ALU都需要有資料發射口，因此整體的電晶體數量以及功耗會比較大。反過來看Trinity的SIMD架構，每個資料發射口只需對應4個ALU，因此電晶體使用量及功耗都會比MIMD還要低。

Trinity的顯示核心由6組SIMD引擎組成，每個SIMD引擎包含16個thread processor以及4個材質單元，每個thread processor包含4個ALU，因此總計共有384個ALU、24個材質單元可供運用。

強化的影像功能

Trinity具有獨立的影像處理單元：AMD HD Media Accelerator ，它包含了影像編碼（VCE）以及解碼（UVD 3）元件。VCE提供了更完整的硬體加速功能，在整個編碼過程中，從分析每幀畫面的畫格內預測（Intra Prediction）、動態補償預測（Motion Estimation），到離散餘弦轉換（Forward DCT）、量化（Quantization），以及最後的熵編碼（Entropy Encode）等工作，都是交由GPU處理。此時CPU的工作僅有測量輸出影片的資料流量，並將依結果進行流量控管。

UVD 3部分除了和UVD 2一樣可以支援H.264、VC-1、MPEG 2等格式外，還支援MPEG 4、DivX，以及Multiview Video Coding (MVC) 格式的3D影片（或是3D藍光影片），Dual stream輸出則是從限定HD + SD，升級為可輸出雙HD畫面。

在影音輸出部分，Trinity將DisplayPort的支援版本從1.1a提升至1.2，並且支援Eyefinity多螢幕，最多可以支援4螢幕影像輸出，且4組影像都可以搭配7.1聲道音源，但是在使用4螢幕的情況下，其中2組影像輸出限定需要以DisplauPort菊花鏈模式串接2台螢幕，此外Trinity也支援display grouping功能，可以將多個螢幕組成電視牆。

▲紅色部分代表使用VCE編碼時，以GPU進行運算的部分，而比例只剩下一點點的綠色部分，則是由CPU負責控制輸出影片的流量。

（後面還有，Trinity實測：顯示真的扛得住）