AMD は次世代グラフィックスアーキテクチャの全貌を明らかにし、今後登場する Radeon RX 9000 シリーズを支える技術基盤を発表しました。RDNA 4 アーキテクチャは AMD の GPU 設計哲学における大きな進化を表し、ゲームパフォーマンスに重点を置きながら、レイトレーシング機能と AI 処理に大幅な改良を加えています。
ゲーム優先のアーキテクチャ
AMD の RDNA 4 は、ゲーマーを主要対象として一から設計されています。プロフェッショナルワークロードとゲームのバランスを取ろうとした以前の世代とは異なり、RDNA 4 は特に高性能ゲーミングに集中しています。このアーキテクチャは、RDNA 2 と比較してラスタライゼーションパフォーマンスが最大 2 倍向上した高度に最適化されたコンピュートユニットを導入し、レイトレーシング（2.5 倍）や機械学習（3.5 倍）などの特殊なワークロードではさらに大幅な性能向上を実現しています。
RDNA 4 主要な改良点
- ラスタライゼーション：コンピュートユニットあたり RDNA 2 と比較して最大2倍の性能向上
- レイトレーシング：コンピュートユニットあたり RDNA 2 と比較して最大2.5倍の性能向上
- 機械学習性能：コンピュートユニットあたり RDNA 2 と比較して FP16 密行列ワークロードで最大3.5倍の性能向上
- レイトラバーサル：同じクロック周波数で RDNA 3 と比較して2倍の性能
- BVH メモリ要件：RDNA 3 と比較して60%未満に削減
新しいコンピュートエンジン設計
RDNA 4 の中核には、デュアル SIMD32 ベクトルユニットと強化されたマトリックス演算を特徴とする再設計されたコンピュートエンジンが搭載されています。これらのユニットは 2x-16b や 4x-8b/4b の高密度マトリックスレートなど、複数の精度フォーマットをサポートし、4:2 構造スパース性により処理速度が 2 倍になります。注目すべき革新は動的レジスタ割り当てシステムで、シェーダーが必要に応じて共有プールからレジスタを要求し、作業が完了すると解放することができます。このアプローチにより、メモリレイテンシの処理が大幅に改善され、共有コアの全体的な効率が向上します。
第三世代レイトレーシング
おそらく最も印象的な改良はレイトレーシング部門で、第三世代レイトレーシングユニットが導入され、同等のクロック速度と帯域幅で RDNA 3 と比較してレイ交差率が 2 倍になりました。新しいレイアクセラレータは、新しい 8 幅設計により、RDNA 3 が必要とするメモリ要件を 60％未満に削減する改良された BVH（境界ボリューム階層）圧縮を特徴としています。さらなる強化には、ハードウェアインスタンス変換、改良された RT スタック管理、トラバーサルコストを最大 10％削減できる方向付き境界ボックスが含まれています。
パストレーシング機能
AMD は RDNA 4 をレンダリングの未来であるパストレーシングサポートにも位置付けています。レイトレーシングが反射、影、屈折のための単一の主要レイをキャストするのに対し、パストレーシングはすべての可能な光の経路を考慮し、より高い計算コストでよりフォトリアリスティックなシーンを作成します。これを実用的にするために、AMD は Cyberpunk 2077 や Alan Wake II などのゲームでの NVIDIA のアプローチと同様に、パストレーシングワークロード向けに特別に最適化されたニューラルスーパーサンプリングとデノイジング技術を実装しています。
FSR 4：AMD の AI パワードアップスケーリングソリューション
ハードウェアの発表と並行して、AMD は次世代アップスケーリング技術である FSR 4 を発表しました。空間的または時間的アルゴリズムを使用した以前の FSR バージョンとは異なり、FSR 4 は RDNA 4 の新しい FP8 処理機能を通じて機械学習を活用します。CES での初期デモでは、特に以前のバージョンが低レンダリング解像度での画質に苦戦していたパフォーマンスモードにおいて、FSR 3.1 を大幅に上回る改善が示されました。
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| AMD の FSR 4 技術で導入された改良点を強調するアップスケーリング手法の比較 |
FSR 4 の実装とパフォーマンス
発売時、FSR 4 はドライバーレベルで統合され、FSR 3.1 をサポートするすべてのゲームが自動的に新しい AI ベースのアップスケーリングアルゴリズムを使用するようにアップグレードされます。AMD によると、FSR 4 のパフォーマンスモードでは、テストされた 7 つのゲーム全体でネイティブ 4K レンダリングと比較して 65％のパフォーマンス向上が得られ、Ratchet & Clank: Rift Apart などの一部タイトルではパフォーマンスが 2 倍になるとのことです。この技術は発売時に Kingdom Come: Deliverance 2、Spider-Man 2、Call of Duty: Black Ops 6 などの主要タイトルを含む 30 以上のゲームで利用可能になります。
FSR 4のパフォーマンスに関する主張
- 全体的に：ネイティブ4Kレンダリングと比較して65％のパフォーマンス向上（7ゲームの平均）
- 『 Ratchet & Clank: Rift Apart 』：100％のパフォーマンス向上（2倍のブースト）
- 『 Horizon Zero Dawn Remastered 』：38％のパフォーマンス向上
- ローンチサポート：『 Kingdom Come: Deliverance 2 』、『 Spider-Man 2 』、『 Call of Duty: Black Ops 6 』を含む30以上のゲーム
ハードウェア仕様
RDNA 4 GPU のフラッグシップモデルである Navi 48 は、TSMC の 4nm プロセスで製造された 356.5mm² のダイに 539 億トランジスタを搭載しています。このチップには 4 つのシェーダーエンジンが含まれ、それぞれに 8 つのデュアルコンピュートユニット（DCU）が搭載されており、合計 64 のコンピュートユニットと 4,096 のストリームプロセッサを備えています。このアーキテクチャには、シェーダーエンジン全体に分散された 64 のレイアクセラレータエンジンと 128 のマトリックスアクセラレーションエンジンが含まれています。メモリサポートには、256 ビットバスインターフェイスで最大 20 Gbps の速度で最大 16GB の GDDR6 メモリが含まれ、最大 64MB の第三世代 Infinity Cache で補完されています。
Navi 48（RX 9070 XT）仕様
- 製造プロセス：TSMC 4nm
- トランジスタ数：539億
- ダイサイズ：356.5mm²
- コンピュートユニット：64 CU（4,096ストリームプロセッサ）
- レイアクセラレータ：64 RA
- マトリックスアクセラレーションエンジン：128 MA
- メモリ：最大16GB GDDR6（20 Gbps）
- メモリバス：256ビット
- Infinity Cache：最大64MB（第3世代）
メディアとディスプレイの強化
RDNA 4 はメディアのエンコードおよびデコード機能も向上させ、AVC/H.264 エンコーディングの品質が最大 25％向上、HEVC エンコード品質が 11％向上、AV1 スループットが 2 倍になりました。更新された Radiance Display Engine は DisplayPort 2.1a と HDMI 2.1b 出力をサポートし、強化された FreeSync 電力最適化モードはマルチディスプレイ構成でのアイドル時の消費電力を低減します。AMD はまた、すべての API で単一のトグルを通じて動作し、より高品質の画像を提供する Radeon Image Sharpening 2 も導入しました。
今後の展望
AMD は RDNA 4 と FSR 4 で大きな進歩を遂げましたが、NVIDIA の確立されたエコシステムとの競争には依然として課題が残っています。FSR 4 の品質向上は有望ですが、この技術は既に 70 以上のゲームをサポートしている NVIDIA の DLSS 4 に対して大きな差を埋める必要があります。FSR 4 が長期的に成功するためには、AMD はゲームサポートの拡大とアルゴリズムの品質向上に強いコミットメントを維持する必要があります。それでも、RDNA 4 は AMD の最もゲームに焦点を当てたアーキテクチャであり、ラスタライゼーション、レイトレーシング、AI 処理全体にわたる大幅な改良により、Radeon RX 9000 シリーズは高性能ゲーミング市場で競争力を持つはずです。