AMD: Historia, modelos de procesadores y tarjetas gráficas

Advanced Micro Devices o también conocida como AMD es una compañía de semiconductores con sede en Sunnyvale, California, que se dedica al desarrollo de procesadores, chipsets para placas base, circuitos integrados auxiliares, procesadores embebidos, tarjetas gráficas y productos tecnológicos relacionados para el mercado de consumo. AMD es el segundo fabricante a nivel mundial de procesadores x86, y el segundo fabricante de tarjetas gráficas para el sector profesional y el doméstico.

El nacimiento de AMD y la historia de sus procesadores

AMD fue fundada el 1 de mayo de 1969 por un grupo de ejecutivos de Fairchild Semiconductor, entre ellos se encontraban Jerry Sanders III, Edwin Turney, John Carey, Steven Simonsen, Jack Gifford, Frank Botte, Jim Giles y Larry Stenger. AMD se estrenó en el mercado de los circuitos integrados lógicos, para dar el salto a las memorias RAM en 1975. AMD siempre ha destacado por ser el eterno rival de Intel, actualmente son las dos únicas compañías que venden procesadores x86, aunque VIA está empezando a meter la patita de nuevo en esta arquitectura.

AMD 9080, el comienzo de la aventura de AMD

Su primer procesador fue el AMD 9080, una copia del Intel 8080 que fue creada mediante técnicas de ingeniería inversa. Tas él llegaron otros modelos como los Am2901, Am29116, Am293xx usados en varios diseños de microcomputadores. El siguiente salto lo representaron los AMD 29k, que buscaban destacar por la inclusión de unidades gráficas, de video y memorias EPROM, y los AMD7910 y AMD7911, que fueron los primeros en soportar varios estándares tanto Bell como CCITT en 1200 baudios half duplex o 300/300 full dúplex. Tras ello, AMD decide centrarse únicamente en los microprocesadores compatibles con Intel, lo que convierte a la compañía en competencia directa.

AMD firma un contrato con Intel en 1982 para licenciar la fabricación de procesadores x86, una arquitectura que es propiedad de Intel, por lo que necesita del permiso de esta para poder fabricarlos. Esto le permitió a AMD ofrecer procesadores muy competentes y hacer competencia directa a Intel, quién canceló el contrato en 1986, negándose a revelar detalles técnicos del i386. AMD apeló contra Intel y ganó la batalla legal, con la Suprema Corte de California forzando a Intel a pagar más de 1000 millones de dólares en compensación por violación de contrato. Las disputas legales siguieron y AMD se vió forzada a desarrollar versiones limpias del código de Intel, lo que significaba que ya no podía seguir clonando los procesadores de Intel, al menos de forma directa.

Tras esto, AMD tuvo que poner a trabajar dos equipos independientes, uno destripando los secretos de los chips de AMD, y el otro creando sus propias equivalencias. Am386 fue el primer procesador de esta nueva era de AMD, un modelo que llegaba para luchar contra el Intel 80386, y que logró vender más de un millón de unidades en menos de un año. Tras él llegaron el 386DX-40 y el Am486 que fue utilizado en numerosos equipos OEM probando su popularidad. AMD se dio cuenta de que debía dejar de seguir los pasos de Intel o siempre estaría a su sombra, además de que cada vez era más complicado por la gran complejidad de los nuevos modelos.

El 30 de diciembre de 1994, la Suprema Corte de California negó a AMD el derecho de usar el microcódigo de i386. Tras ello, se permitió a AMD producir y vender microprocesadores con microcódigo de Intel 286, 386, y 486.

AMD K5 y K6, una nueva era para AMD

AMD K5 fue el primer procesador creado por la compañía desde sus cimientos y sin nada de código de Intel en su interior. Tras este llegó el AMD K6 y el AMD K7, el primero de la marca Athlon que llegó al mercado el 23 de junio de 1999. Este AMD K7 necesitaba de nuevas placas base, pues hasta el momento era posible montar procesadores tanto de Intel como de AMD en la misma placa base. Con ello nace el Socket A, el primero exclusivo para procesadores de AMD. El 9 de octubre de 2001 llegó el Athlon XP y el Athlon XP el 10 de febrero de 2003.

AMD siguió innovando con su procesador K8, una gran revisión de la anterior arquitectura K7 que añade las extensiones de 64 bit al conjunto de instrucciones x86. Esto supone un intento por parte de AMD de definir el estándar x64 e imponerse a los estándares marcados por Intel. En otras palabras, AMD es la madre de la extensión x64, la cual usan todos los procesadores x86 de la actualidad. AMD consiguió dar un giro a la historia y Microsoft adoptó el conjunto de instrucciones de AMD, dejando a Intel el trabajo de ingeniería inversa de las especificaciones de AMD. AMD lograba por primera vez colocarse por delante de Intel.

AMD se marcó otro tanto ante Intel con la introducción del Athlon 64 X2 en 2005, el primer procesador de doble núcleo para PC. La principal ventaja de este procesador es que contiene dos núcleos basados en K8, y puede procesar varias tareas a la vez rindiendo mucho mejor que los procesadores de un solo núcleo. Este procesador sentó las bases para la creación de los procesadores actuales, con hasta 32 núcleos en su interior. AMD Turion 64 es una versión de bajo consumo destinada a los ordenadores portátiles, para competir contra la tecnología Centrino de Intel.  Por desgracia para AMD, su liderazgo acabó en 2006 con la llegada de los Intel Core 2 Duo.

AMD Phenom, su primer procesador de cuatro núcleos

En noviembre de 2006 AMD anuncia el desarrollo de su nuevo procesador Phenom, que sería lanzado a mediados del 2007. Este nuevo procesador se basa en la mejorada arquitectura K8L, y llega como un intento de AMD por alcanzar a una Intel que se había vuelto a poner por delante con la llegada de los Core 2 Duo en 2006. Ante el nuevo dominio de Intel, AMD tuvo que rediseñar su tecnología y dar el salto a los 65nm y a los procesadores de cuatro núcleos.

En 2008 llegaron los Athlon II y Phenom II fabricados en 45nm, los cuales seguían haciendo uso de la misma arquitectura básica K8L. El siguiente paso fue dado con los Phenom II X6, lanzados en el año 2010 y con una configuración de seis núcleos para intentar plantar cara a los modelos de cuatro núcleos de Intel.

AMD Fusion, AMD Bulldozer y AMD Vishera

La compra de ATI por parte de AMD puso a esta última en una posición privilegiada, pues era la única compañía que disponía de CPUs y GPUs de alto rendimiento. Con ello nació el proyecto Fusion, que tenía la intención de unir el procesador y la tarjeta gráfica en un único chip. Fusion introduce la necesidad de integrar un mayor número de elementos dentro del procesador, como un vínculo PCI Express de 16 carriles para acomodar periféricos externos, esto elimina completamente la necesidad de un northbridge en la placa base.

AMD Llano fue el producto del proyecto Fusión, el primer procesador de AMD con un núcleo gráfico integrado. Intel se había adelantado en la integración con sus Westmere, pero los gráficos de AMD eran muy superiores, y los únicos que permitían jugar a juegos 3D avanzados. Este procesador se basa en los mismos núcleos K8L que los anteriores, y supuso el estreno de AMD con el proceso de fabricación a 32 nm.

El relevo del núcleo K8L llegó finalmente de la mano de Bulldozer en 2011, una nueva arquitectura K10 fabricada a 32 nm, y enfocada a ofrecer un alto número de núcleos. Bulldozer hace que los núcleos compartan elementos por cada dos de ellos, lo que permite ahorrar espacio en el silicio, y ofrecer un mayor número de núcleos. Las aplicaciones multi-núcleo eran el futuro, por lo que AMD intentó hacer una gran innovación para ponerse por delante de Intel.

Desafortunadamente, el rendimiento de Bulldozer un fue el esperado, pues cada uno de estos núcleos era mucho más débil que los Sandy Bridge de Intel, por lo que, pese a que AMD ofrecía el doble de núcleos, Intel seguía dominando con cada vez más fuerza. Tampoco ayudó el que el software seguía sin poder aprovechar de forma eficiente más de cuatro núcleos, lo que iba a ser la ventaja de Bulldozer acabo siendo su mayor debilidad. Vishera llego en 2012 como una evolución de Bulldozer, aunque Intel estaba cada vez más lejos.

AMD Zen y AMD Ryzen, el milagro en el que pocos creían y resultó ser real

AMD entendió el fracaso de Bulldozer y dieron un giro de 180º con el diseño de su nueva arquitectura, bautizada como Zen. AMD quería volver a luchar con Intel, para ello se hizo con los servicios de Jim Keller, el arquitecto de CPU que había diseñado la arquitectura K8 y que llevó a AMD a su época durada con los Athlon 64.

Zen abandona el diseño de Bulldozer y se vuelve a centrar en ofrecer núcleos potentes. AMD dio el paso a un proceso de fabricación a 14 nm, lo que supone un paso adelante gigantesco comparado con los 32 nm de Bulldozer. Estos 14 nm permitieron a AMD ofrece procesadores de ocho núcleos, igual que Bulldozer, pero mucho más potentes y capaces de poner en aprietos a una Intel que se había dormido en los laureles.

AMD Zen llegó en el año 2017 representando el futuro de AMD. En 2018 llegaron los procesadores AMD Ryzen de segunda generación, una mejora sobre lo ya conseguido que nada tiene que ver con los grandes saltos de Zen 2, lanzado en 2019, y Zen 3 lanzado en 2020.

Procesadores actuales de AMD

Los procesadores actuales de AMD están basados todos ellos en distintas generaciones de la arquitectura Zen, basados en los procesos de 14nm/12nm de Global Foundries, o los 7nm de TSMC. El nombre Zen se debe a una filosofía budista originada en China en el siglo VI, esta filosofía predica la meditación con el fin de conseguir la iluminación que revela la verdad. Tras el fracaso de la arquitectura Bulldozer, AMD entro en un periodo de meditación sobre lo que debería ser su próxima arquitectura, esto fue lo que dio lugar al nacimiento de la arquitectura Zen. Ryzen es el nombre comercial de los procesadores basados en esta arquitectura, un nombre que hace referencia al resurgir de AMD. Estos procesadores fueron lanzados el pasado año 2017, todos ellos funcionan con el socket AM4.

Todos los procesadores Ryzen incluyen la tecnología SenseMI, que ofrece las siguientes características:

• Pure Power: se encarga de optimizar el uso de la energía teniendo en cuenta las temperaturas de cientos de sensores, lo que permite repartir la carga de trabajo sin sacrificar el desempeño.
• Precision Boost: esta tecnología aumenta el voltaje y la velocidad de reloj de forma precisa en saltos de 25 Mhz, esto permite optimizar la cantidad de energía consumida y ofrecer las frecuencias más altas posibles.
• XFR (eXtended Frequency Range): funciona junto a Precision Boost para aumentar el voltaje y la velocidad por encima del máximo permitido por Precision Boost, siempre que la temperatura de funcionamiento no sobrepase el umbral crítico.
• Neural Net Prediction y Smart Prefetch: utilizan técnicas de inteligencia artificial para optimizar el flujo de trabajo y la administración de la caché con una carga previa de los datos de información inteligente, esto optimiza el acceso a la memoria RAM.

AMD Ryzen y AMD Ryzen Threadripper, AMD quiere luchar con Intel de igual a igual

Los primeros procesadores en lanzarse fueron los Ryzen 7 1700, 1700X, y 1800X a principios de marzo de 2017. Zen fue la primera nueva arquitectura de AMD en cinco años y demostró un gran rendimiento desde el principio, pese a que el software no estaba optimizado para su peculiar diseño. Estos primeros procesadores eran muy competentes en los juegos del momento, pero todavía por detrás de Intel, y excepcionalmente buenos en cargas de trabajo que hacen uso de una gran cantidad de núcleos. Zen supone un incremento en el IPC de un 52 % respecto a Excavator, la última evolución de la arquitectura Bulldozer. El IPC representa el rendimiento de un procesador por cada núcleo y por cada MHz de frecuencia, la mejora de Zen en este aspecto superaba todo lo que se había visto a lo largo de la última década.

Esta masiva mejora en el IPC permitió que el rendimiento de Ryzen al utilizar Blender u otro software preparado para aprovechar todos sus núcleos fuera de alrededor de cuatro veces el rendimiento del FX-8370, el anterior procesador tope de gama de AMD. Pese a esta gran mejora, Intel seguía y sigue dominando en los juegos, aunque la distancia con AMD se ha reducido de forma drástica y no es importante para el jugador promedio. Este menor rendimiento en los juegos se debe al diseño interno de los procesadores Ryzen y su arquitectura Zen.

La arquitectura Zen está formada por lo que se llaman los CCX, se trata de complejos de cuatro núcleos que comparten una caché L3 de 8 MB. Los procesadores Ryzen están formados casi todos ellos por dos complejos CCX, a partir de ahí AMD desactiva núcleos para poder vender procesadores de cuatro, seis y ocho núcleos. Zen dispone de SMT (simultaneous multithreading), una tecnología que permite a cada núcleo manejar dos hilos de ejecución. SMT hace que los procesadores Ryzen ofrezcan desde cuatro hasta dieciséis hilos de ejecución.

Los dos complejos CCX de un procesador Ryzen se comunican entre ellos mediante Infinity Fabric, un bus interno que también comunica entre si los elementos que hay dentro de cada CCX. Infinity Fabric es un bus altamente versátil que se puede usar tanto para comunicar elementos de una misma pastilla de silicio como para comunicar entre si dos pastillas de silicio diferentes. Infinity Fabric tiene una latencia considerablemente más alta que el bus usado por Intel en sus procesadores, esta mayor latencia es la principal causa del menor rendimiento de Ryzen en videojuegos, junto a una mayor latencia de la caché y el acceso a la RAM en comparación con Intel.

A mediados del Año 2017 se presentaron los procesadores Ryzen Threadripper, unos monstruos que ofrecen hasta 16 núcleos y 32 hilos de procesamiento. ¡Hoy en día son hasta 64 núcleos y 128 hilos en una sola CPU! Cada procesador Ryzen Threadripper está formado por cuatro pastillas de silicio que también se comunican mediante Infinity Fabric, es decir, que son cuatro procesadores Ryzen juntos, aunque dos de ellos están desactivados y solo sirven como soporte para el IHS. Esto convierte los Ryzen Threadripper en procesadores con cuatro complejos CCX. Ryzen Threadripper funciona con el socket TR4 y tiene una controladora de memoria DDR4 de cuatro canales.

La siguiente tabla resume las características de todos los procesadores Ryzen de primera generación, todos ellos fabricados a 14 nm FinFET:

En el año 2018 se lanzaron los procesadores AMD Ryzen de segunda generación, fabricados a 12 nm FinFET. Estos nuevos procesadores introdujeron mejoras enfocadas a aumentar la frecuencia de funcionamiento y a reducir la latencia. El nuevo algoritmo Precision Boost 2 y la tecnología XFR 2.0 permiten que la frecuencia de funcionamiento sea superior cuando se esté usando más de un núcleo físico. AMD ha reducido la latencia de la caché L1 en un 13%, la latencia de la caché L2 en un 24% y la latencia de la caché L3 en un 16%, haciendo que el IPC de estos procesadores haya aumentado en un 3% aproximadamente frente a la primera generación. Además, se ha añadido soporte para el estándar de memoria JEDEC DDR4-2933.

Línea de procesadores Ryzen de segunda generación:

Posteriormente se anunciaron los procesadores Ryzen Threadripper de segunda generación, los cuales ofrecieron hasta 32 núcleos y 64 hilos de procesamiento, una potencia sin precedentes en el sector doméstico. Su tope de gama de 32 núcleos fue el 2990WX. Sus características completas las detallamos en nuestro artículo sobre Threadripper.

AMD Raven Ridge, la nueva generación de APUs con Zen y Vega

A ellos tenemos que sumar los procesadores de la serie Raven Ridge, también fabricados a 14 nm, y que destacan por incluir un núcleo gráfico integrado y basado en la arquitectura gráfica AMD Vega. Estos procesadores incluyen un solo complejo CCX en su pastilla de silicio, por lo que ofrecen una configuración de cuatro núcleos todos ellos. Raven Ridge es la familia de APUs más avanzada de AMD, ha llegado para sustituir a las anteriores Bristol Ridge, que se basaban en los núcleos Excavator y un proceso de fabricación a 28 nm.

EPYC, el nuevo asalto de AMD a los servidores

EPYC es la plataforma actual de AMD para servidores, en realidad, estos procesadores son los mismos que los Threadripper, aunque vienen con algunas características mejoradas para satisfacer las demandas de los servidores y los centros de datos. Las principales diferencias entre EPYC y Threadripper, es que los primeros tienen ocho canales de memoria y 128 lanes PCI Express, frente a los cuatro canales y los 64 lanes de Threadripper. Todos los procesadores EPYC están compuestos por cuatro pastillas de silicio en su interior, al igual que Threadripper, aunque aquí todas ellas están activadas.

AMD EPYC es capaz de superar a los Intel Xeon en los casos en que los núcleos pueden funcionar de forma independiente, como en las aplicaciones de computación de alto rendimiento y big data. En cambio, EPYC queda por detrás en las tareas de las bases de datos debido a una mayor latencia de caché y por el bus Infinity Fabric.

AMD dispone de los siguientes procesadores EPYC «Milan» basados en Zen 2:

Zen 2 y Zen 3: la consolidación de Ryzen como un digno rival a Intel

La arquitectura Zen revolucionó el mercado, y forzó a Intel a empezar a mover ficha y avanzar por primera vez en años. Recordemos que AMD llevaba prácticamente desaparecida del mercado de las CPU de alto rendimiento desde hacía ya más de 5 años.

Pues bien, Zen resultó ser una muy bonita historia. Lejos de verse empeoradas o de perpetuar cualquier tipo de problema, las siguientes iteraciones de la arquitectura resultaron en mejoras tremendas que os vamos a resumir.

Zen 2, AMD se prepara para tomar la delantera con Ryzen 3000

El tercer capítulo de la historia de Ryzen llegó con la microarquitectura Zen 2, potenciadora de las CPUs Ryzen 3000. Esta llegó con un proceso de 7nm realmente eficiente y pionero en CPUs, del que por fin AMD podía sacar pecho frente a los eternos 14nm de Intel. El uso de este nodo de fabricación de TSMC y mejoras en la arquitectura supuso un aumento del IPC que consiguió que AMD alcanzase a Intel.

Esto, combinado con el excelente funcionamiento de las CPUs desde el inicio y el carácter innovador de su línea de productos (lanzaron la primera CPU doméstica de 16 núcleos, el Ryzen 9 3950X), además de las dificultades de suministro que pasaba Intel en el momento del lanzamiento, convirtió a Zen 2 en todo un éxito.

Aún así, no todo era perfecto, pues alcanzar a Intel en IPC no se combinó con alcanzarle en frecuencias, así que con el gigante azul se podían obtener mejores rendimientos mononúcleo. Por ello y por aspectos propios de la arquitectura, Ryzen 3000 siguió por detrás en juegos. Lo que compensó estas carencias fue la excelente relación calidad-precio de esta serie. Emparejando una CPU Ryzen 3000, los usuarios podían gastar su dinero en una gráfica mejor, otra clave de su éxito.

El éxito de Zen 2 se expande a portátiles, servidores y equipos de alto rendimiento

Zen 3 y Ryzen 5000: ¿el asalto que deja K.O a Intel?

AMD dio la vuelta a la tortilla con Zen 3. Yendo más allá de lo ya obtenido, en esta generación lanzada en octubre de 2020 consiguieron superar con claridad los rendimientos mononúcleo de su competidor, la 10ª generación de Intel, hasta niveles récord a frecuencias stock.

Las mejoras llevaron a que el rendimiento en juegos se quedase en una posición de equiparación o mejora frente a Intel. Los datos de AMD mostraban en su presentación lo que podían llegar a ser mejoras de 2 dígitos del Ryzen 9 5900X al i9-10900K en títulos que no tenían por qué ser conocidos por beneficiar a AMD.

Pues bien, la línea de CPU Ryzen 5000 presentadas ha sido la siguiente:

Todos se presentaron el 8 de octubre de 2020, y se marcaron por un aumento de precios de 50 dólares respecto a sus predecesores y la ausencia de opciones baratas, como un Ryzen 5 5600. Y es que, al poder superar a Intel, han empeorado su relación rendimiento-precio con esta subida de precios. Está claro que ninguna compañía es altruista con sus precios.

La historia continúa con Zen 4 e Intel más fuerte que nunca

AMD AM4 llega a un primer fin de ciclo en 2022, cuando la compañía decide cambiar de socket por primera vez desde 2017. Con eso nace el socket AM5, que ojo, no «mata» a AM4, porque se seguirá produciendo y usando en miles de ordenadores nuevos, pero el nuevo socket será la plataforma para lanzar todos los nuevos procesadores con arquitectura AMD Zen 4.

Zen 4 es una evolución tecnológica ya en la línea de lo que AMD nos ha acostumbrado, es decir, grandes mejoras de IPC y rendimiento. Con AM5 también llegan novedades como la memoria DDR5 o el paso de PGA a LGA.

Todo esto en un contexto en el que Intel ha apretado mucho su capacidad de competencia, con la introducción de núcleos P-Core y E-Core híbridos en sus procesadores con la 12ª generación, y todas las mejoras subsiguientes en la 13ª y 14ª. Aun así, el 7800X3D se coronó como el mejor procesador gaming, incluso por delante de Intel, gracias a la caché 3D.

Tarjetas gráficas AMD, ¿están a la altura de Nvidia?

La aventura de AMD en el mercado de las tarjetas gráficas empieza en el año 2006 con la compra de ATI. Durante los primeros años, AMD usó los diseños creados por ATI basados en la arquitectura TeraScale. Dentro de esta arquitectura encontramos las Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 y 6000. Todas ellas fueron introduciendo pequeñas mejoras de forma continua para mejorar sus capacidades.

El inicio de la aventura: compra de ATI y paso al fab-less

Esta compra de ATI fue un paso muy arriesgado pero decisivo, puesto que ATI era el segundo mayor fabricante de tarjetas gráficas del mundo, y gran rival de NVIDIA. La operación costó un total de 5.400 millones de dólares, poniendo las cuentas de la compañía en números rojos.

Para asegurar el futuro de la compañía y estabilizar su situación financiera, AMD tuvo que separar su división de fabricación de chips en una nueva compañía, de la cual se vendió la mayoría a una empresa formada por el gobierno de Abu Dhabi. Esta terminó llamándose GlobalFoundries, y AMD se deshizo de toda su participación en 2012.

Los años siguientes siguieron los problemas financieros de AMD, con nuevas reducciones de personal para evitar la quiebra de la empresa. AMD anunció en octubre de 2012 que tenían previsto despedir un 15% adicional de su plantilla para reducir los costes de cara a la disminución de los ingresos por ventas. AMD adquirió en 2012 el fabricante de servidores de bajo consumo SeaMicro para recuperar la cuota de mercado perdida en el mercado de los chips de servidor.

Graphics Core Next, la primera arquitectura gráfica 100% de AMD

La primera arquitectura gráfica desarrollada desde los cimientos por AMD es la actual Graphics Core Next (GCN). Graphics Core Next es el nombre en clave para una serie de microarquitecturas y un conjunto de instrucciones. Esta arquitectura es la sucesora de la anterior TeraScale creada por ATI. El primer producto basado en GCN, la Radeon HD 7970 se lanzó en 2011.

GCN es una microarquitectura RISC SIMD que contrasta con la arquitectura VLIW SIMD de TeraScale. GCN requiere muchos más transistores que TeraScale, pero ofrece ventajas para el cálculo de GPGPU, hace el compilador más simple y también debería conducir a una mejor utilización de los recursos. GCN está fabricado en los procesos a 28 y 14 nm, disponibles en los modelos seleccionados de las series Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400 y RX 500 de tarjetas gráficas AMD Radeon. La arquitectura GCN también se utiliza en el núcleo gráfico de APU de PlayStation 4 y Xbox One.

Hasta la actualidad, la familia de microarquitecturas que implementan el conjunto de instrucciones llamado Graphics Core Next ha visto cinco iteraciones. Las diferencias entre ellas son bastante mínimas y no se diferencian demasiado entre sí. Una excepción es la arquitectura de GCN de quinta generación, que modificó en gran medida los procesadores de flujo para mejorar el rendimiento y admite el procesamiento simultáneo de dos números de menor precisión en lugar de un solo número de mayor precisión.

La arquitectura GCN se organiza en unidades de cómputo (CU), cada una de las cuales combina 64 procesadores de sombreado o shaders con 4 TMUs. La unidad de cómputo está separada de las unidades de salida de procesamiento (ROP), pero se alimenta de ellas. Cada Compute Unit consta de un Scheduler CU, una Branch & Message Unit, 4 SIMD Vector Units, 4 64KiB VGPR files, 1 unidad escalar, un archivo 4 KiB GPR, una cuota de datos local de 64 KiB, 4 unidades de filtro de textura, 16 unidades de carga / almacenamiento de recuperación de textura y un caché L1 de 16 kB.

AMD Polaris y AMD Vega lo más nuevo de GCN

Las últimas dos iteraciones de GCN son las actuales Polaris y Vega, ambas fabricadas en 14 nm, aunque Vega ya está dando el salto a los 7 nm, aún sin versiones comerciales a la venta. Las GPU de la familia Polaris se introdujeron en el segundo trimestre de 2016 con las tarjetas gráficas AMD Radeon serie 400. Las mejoras arquitectónicas incluyen nuevos programadores de hardware, un nuevo acelerador de descarte primitivo, un nuevo controlador de pantalla y un UVD actualizado que puede decodificar HEVC a resoluciones de 4K a 60 cuadros por segundo con 10 bits por canal de color.

AMD comenzó a publicar detalles de su próxima generación de arquitectura GCN, denominada Vega, en enero de 2017. Este nuevo diseño aumenta las instrucciones por reloj, alcanza mayores velocidades de reloj, ofrece soporte para memoria HBM2 y un espacio de direcciones de memoria más grande. Los conjuntos de chips de gráficos discretos también incluyen un controlador de caché de ancho de banda alto, pero no cuando están integrados en APU. Los shaders están muy modificados de las generaciones anteriores para admitir la tecnología matemática Rapid Pack Math para mejorar la eficiencia a la hora de trabajar en operaciones de 16 bits. Con esto, hay una ventaja de rendimiento significativa cuando se acepta una menor precisión, por ejemplo, procesar dos números de precisión media a la misma velocidad que un solo número de precisión alta.

Vega también agrega soporte para la nueva tecnología Primitive Shaders que proporcionan un procesamiento de geometría más flexible y reemplazan los sombreadores de vértices y geometría en una tubería de renderizado.

La llegada de AMD RDNA, sucesora de GCN 5.0

En 2019 llegó Navi, la primera familia de gráficas basadas en la nueva microarquitectura AMD RDNA 1. Quizás no haya un consenso claro en si se trata de una nueva generación de Graphics Core Next o no, pero lo cierto es que ha habido varios cambios a nivel interno que no se habían dado con GCN en ninguna de sus generaciones.

Y es que esta supuso un gran salto sobre las últimas iteraciones de GCN, y el primer paso de AMD en su carrera por conseguir alcanzar a NVIDIA. Recordemos que esta última lleva años dominando el mercado de la gama alta, al que AMD simplemente no ha podido aspirar.

Entre los cambios más importantes de la arquitectura está el tamaño de sus grupos de hilos, denominados wavefronts (warps en NVIDIA). Todas las generaciones de GCN tenían 64 hilos por warp, en este caso pasan a ser 32. Esto se combina con el aumento del ancho de sus SIMDs (una instrucción, múltiples datos) para coincidir con el tamaño del wavefront.

En la sección de Vega os hablábamos de la inclusión de Primitive Shaders, y lo cierto es que esta característica no llegó a activarse, a pesar de estar en el hardware. En esta ocasión, ya funcionan pues han conseguido aprovecharlos completamente.

Otra gran novedad de RDNA 2 es el abandono de las memorias HBM de las que tanto dependían las gráficas de alto rendimiento de AMD. Estas son caras, su producción es limitada y se tenían que incorporar en el mismo chip (incrementando el coste aún más). El uso de GDDR6 le permitió a AMD ser mucho más competitiva que en la generación anterior.

Serie de gráficas RX 5000: «Navi»

RDNA 1 se estrenó en la familia de tarjetas gráficas AMD RX 5000, con nombre en clave Navi. Esta marcó un punto de inflexión bastante claro en el rumbo que estaba siguiendo su división gráfica. El oxígeno obtenido por la compañía con el éxito de Zen le permitió invertir más y trabajar mejor en los gráficos, por lo que Navi supuso grandes mejoras en eficiencia energética y rendimiento. Y es que si por algo se conoció a las Vega fue por sus elevados consumos, nada que ver con Navi.

Dicho esto, esta es la línea de gráficas AMD Radeon RX 5000 (Navi) con arquitectura RDNA:

Podéis apreciar arriba que el modelo más alto de Navi fue la RX 5700 XT. Esta es una gráfica que compite mayormente con la RTX 2070 o la RTX 2060 SUPER, o en algún caso la 2070 SUPER. En cambio, se queda más o menos un 25% por detrás de lo mejor de NVIDIA. Esto pone de evidencia que en esta generación todavía no fueron capaces de superarles.

Y por mucho que hubiesen mejorado, no todo fue bueno para Navi. Al hecho de que no compitiesen con lo mejor de NVIDIA se le suman varios detalles:

• Los drivers de estas gráficas no estuvieron perfectamente afinados prácticamente hasta 2020. Por lo que muchos evitaban comprar una de estas GPUs por miedo a crasheos. En la actualidad no dan problemas, no hay que tener miedo a comprar una Navi.
• A AMD le faltaban características de NVIDIA atractivas para los usuarios, como su ray tracing o un buen equivalente a DLSS.

Serie de gráficas RX 6000 (RDNA 2) y la respuesta a DLSS con FSR

La respuesta a estos problemas vino con la arquitectura RDNA 2, que supuso un avance de rendimiento y eficiencia bastante importante y consolidó la generación de tarjetas gráficas RX 6000.

Desgraciadamente para AMD, por cada paso que dan con Radeon parece que NVIDIA da dos. Tengamos en cuenta que RX 6000 fue la primera generación de AMD con núcleos dedicados a ray tracing, justo cuando NVIDIA lanzaba ya su segunda generación con esta tecnología (RTX 3000).

Esto supone que el campo donde las RX 6000 mejor pueden competir es en la relación calidad-precio, donde todavía a día de hoy tenemos la RX 6650 XT, RX 6600 XT y RX 6700 XT como tres opciones que rinden muy bien por lo que cuestan. Especialmente la 6650 XT, que todavía en 2023 se veía por precios rondando los 220€, a pesar de competir en rendimiento con la RTX 4060 de NVIDIA. Nada mal, ¿no?

Además, recordemos que NVIDIA dispone de una tecnología llamada DLSS que, mediante técnicas complejas, aplica un reescalado inteligente que puede mejorar notablemente los FPS sin que afecte demasiado a la calidad de imagen. AMD responde a esto con FidelityFX Super Resolution, pero que en su segunda versión (FSR 2), la más implantada, es inferior a DLSS e incluso a Intel XeSS. Tanto FSR como XeSS son compatibles con casi cualquier GPU mientras que DLSS se reserva a RTX.

Serie de gráficas RX 7000 (RDNA 3) y la dura competencia con NVIDIA

AMD Radeon RX 7000 estrenó a finales de 2022 la arquitectura RDNA 3 con la llegada de núcleos de ray tracing de 2ª generación y por fin una aceleración por IA propia. El aumento del rendimiento por watt vuelve a ser del 50%, es decir, que AMD da en cada generación unos pasos bastante importantes para acercarse a NVIDIA.

Así, los buques insignia de esta generación son AMD RX 7900 XT y AMD RX 7900 XTX, mientras que el segmento de la gama media cuenta con propuestas muy interesantes como la RX 7800 XT o la RX 7600.

¿Por fin AMD consigue batir a NVIDIA, o seguimos con el problema de siempre? La verdad es que NVIDIA y RTX son a las tarjetas gráficas lo que Red Bull y Max Verstappen a la Fórmula 1, y es que a pesar de los esfuerzos de AMD por ahora no es posible batirles del todo en rendimiento. Tengamos en cuenta el lanzamiento de las NVIDIA RTX 4000, que nuevamente han traído un rendimiento bestial al mercado.

¿Significa eso que RX 7000 vs RTX 40 es una batalla perdida? La verdad es que no, pues al menos AMD tiene posicionamientos que en rendimiento con rasterización pueden ser competitivos con NVIDIA, y ante una buena oferta podemos elegir sus gráficas. Pero los inconvenientes con NVIDIA siguen siendo claros:

El liderazgo de Lisa Su, compra de Xilinx y el futuro de AMD

En el artículo hemos hablado de períodos de la historia de AMD que no fueron precisamente buenos para la compañía, donde tuvieron que vender activos y subsidiarias para mantenerse a flote. En 2016, poco antes de la llegada de Zen, se hablaba de una bastante probable bancarrota de la compañía e incluso de su compra por parte de Samsung.

Pocos años después, a partir de la llegada de Ryzen, la situación se revierte completamente. El valor de sus acciones se ha multiplicado por más de 50 en pocos años, las cuentas son saludables e incluso podemos hablar de la compra de Xilinx, un fabricante de FPGA muy importante, por 35.000 millones. Esto ha abierto a la compañía nuevas puertas en el mundo de los servidores que sin duda son muy importantes.

Todo este éxito es imposible de explicar sin hablar de la Dra. Lisa Su, que asumió el cargo de Presidenta y CEO de AMD en octubre de 2014, dentro de un momento complicadísimo para la empresa. Su exitosa estrategia corporativa le ha traído numerosos premios y distinciones, y la prueba más clara de ello está en la situación actual de AMD. En 2020 hicimos un repaso extenso de la evolución de las CPU AMD en el que hablamos más sobre los hitos relacionados con Su y Ryzen.

Los mayores retos que la compañía afronta de cara al futuro tienen que ver con el auge de la inteligencia artificial, donde NVIDIA está ejerciendo una competencia férrea y teniendo un éxito tremendo, además del avance de arquitecturas alternativas a x86 como Arm y RISC-V. El gran riesgo de AMD es que se «duerma en los laureles» ante los cambios que está viviendo el mundo tecnológico.

Hasta aquí nuestro post sobre todo lo que necesitas saber sobre AMD y sus principales productos de la actualidad, puedes dejar un comentario si tienes algo más que añadir. ¿Qué te parece toda esta información? Necesitas ayuda para montar tu nuevo PC, te ayudamos en nuestro foro de hardware.