1终于，新的D线要来了

    D线不仅是一个关于芯片可制造性以及可使用性的概念，它还可以作为一个关于节奏感、眼界和大局观的综合考验。能够在正确的节奏上画出正确“高度”的D线，表明设计者能够良好的平衡利益与技术进步之间的关系，同时能够明白自己即将面对的所有困难并有克服的计划。这种对GPU设计理念的正确把握、对研发节奏的把握、以及正确的路线图发展顺序以及坚定的对路线图的执行力，是GPU竞争过程中芯片供应商应该具备的“品质”。D线，就是这种“品质”的试金石。

                  ——《D线华尔兹第四曲 后DX时代GPU发展预测》

    37个月之前，我们为GPU业界带来了一条倍受争议的经验性理论——D线理论，其内容可以浓缩成一句话:“每个DirectX版本所对应的A/N阵营内，各自的第一代旗舰GPU构架的芯片面积上浮10%为不可逾越区间：D线，其后任何面积超过该区间的GPU芯片都将面临更明显的功耗过大、性能受制以及可制造型下降的问题，远离该区间则可以为GPU芯片换来更好的表现机会”。在D线理论公布时，Tahiti架构甚至都还没有发布，那还是一个Cayman VS Fermi，小核心 VS 大核心的错位竞争时代，没有什么论据可以用来支撑和检验我们的D线理论在DirectX 11时代的表现，所以这条关于GPU可制造性、性能及能耗表现的理论一经提出便受到了许多网友的质疑。

    时光如梭，3年的时间好像“跐溜”一声的从我们身边溜了过去，Tahiti来了，Hawaii来了，Kepler来了，Maxwell差不多也算是来了，甚至连DirectX 12都要来了。我们的D线理论及推论（比如分处不同阵营但面积相近的芯片，其表现将会因是否越过D线而呈现鲜明的对比）也在最开始的被质疑之后一次又一次的被AMD和NVIDIA的产品所检验，迄今为止100%的准确率让它成了一个还算坚实的经验性理论。它不仅一再帮我们提前预测了新旗舰架构的表现和境遇，解释了AMD和NVIDIA各代芯片的性能功耗比表现，同时也为3年间显卡业界的种种现象提供了支持。能够做到这样的精度，我们深感欣慰。

面积相近工艺相同，但能耗比表现却截然相反的两款GPU架构——GM204 VS Hawaii

    在我们已有的理论当中，不同的D线迄今为止在AMD/NVIDIA阵营当中都已经出现过三次了，它们分别在DirectX 9.0C，DirectX 10以及DirectX 11时代发挥了自己的作用，所以D线并不是一成不变的，它会随着时代的进步而进入新的阶段。现在，D线又一次来到更新的十字路口了。

过去37个月间，我们的D线理论表现出了完美的准确度

    D线更迭是一件必然发生的事，但对于更迭而言，有些问题是无法回避的。D线重构的具体时间点在哪里？为什么会是现在？是什么促成了D线的本次演变？新的D线背后隐藏着那些我们必须知道的事？它又会对AMD和NVIDIA乃至整个显卡业界带来哪些影响？要回答这些问题，就让我们重新审视一下发生在D线上的那些华尔兹，并由此来揣度一下等待着我们的，属于GPU的未来吧。

2契机

    契机

    首先要回答的问题非常直接——新一代D线的重构，将会开始于第一代搭载HBM显存的AMD旗舰级GPU架构以及NVIDIA搭载3D memory技术的Pascal架构。

    那为什么又是现在？或者说为什么是即将到来的下一代图形架构这样一个时间点呢？答案本身其实更加直接，因为堆叠显存要来了，DirectX 12也要来了。

API的更新是D线更迭的重要诱因

    如果对D线的定义进行适当的提炼，我们就能很轻松的发现D线更迭的诱因，那就是GPU逻辑结构的重大改变。随着GPU逻辑结构的重大改变，整个芯片的工作状态都将发生巨大的变化，这给了芯片设计者一次重新规划芯片可制造性以及性能功耗比属性的机会。与此同时，GPU逻辑结构的重大改变不会经常发生，每次至关重要的结构改变通常都会通过补充和扩展规模的形式延续两代甚至数代之久，这就为D线发挥制衡作用提供了前提。一切有关于D线的故事，起点都在于那些巨大且影响深远的逻辑结构变化。

    那么逻辑结构的重大变化又是由谁来充当诱因和界定标准的呢？对于之前的D线而言，答案毫无疑问的是DirectX。每次DirectX的版本变迁都会提出更加先进的图形处理过程以及实现技术，并由此而对硬件设计提出全新的要求。无论是DirectX 9.0C的SM3.0，DirectX 10的Unified Shader还是DirectX 11的Compute Shader，都从本质上改变了GPU逻辑结构的形态并诱发了一系列的硬件革命。

很遗憾，DirectX 12的更新起码目前看来很少，并不足以单独推动D线更迭

    在通常情况下，每一代DirectX版本都会持续30~36个月的时间，DirectX 11发布至今已经远远超过了这一周期。AMD和NVIDIA在这一版本当中都已经数次更新并完善了自己的逻辑结构，无论软件还是硬件基本上都已经耗尽了这一版本的可优化余地和性能发掘余地，该是时候以新版本DirectX来催生全新一代的逻辑结构了。

    可惜的是，尽管新一代的DirectX 12肯定会为我们带来更多先进的新特性，但这些特性大多针对overdraw等对强大GPU并不会造成过多影响的领域。伴随着图形业界环境的变化以及微软自身的种种考量，单就目前的信息来看，DirectX 12所要服务的对象毫无疑问的将会是CPU性能羸弱且与GPU性能并不对称的本代家用机平台，能够带来的对纯GPU逻辑结构部分的刺激相对很低。AMD，NVIDIA甚至是Intel都已经宣称自己当前的显卡产品即可支持DirectX 12，基于Pitcairn架构的XBOX ONE同样能够完美支持DirectX 12。老显卡来架构都能支持的“新版”DirectX，很难想象能够为GPU架构带来一次彻底的革命。在这种前提下，我们还能实现D线更迭所需要的重大逻辑结构更新么？

    答案是肯定的，因为我们幸运的遇上了另一个能够诱发逻辑结构巨变的进步，那就是堆叠显存。

诱发下一次D线更迭的重要技术更新——堆叠显存

    堆叠显存能够以大并行存储模式提升显存体系的综合表现，同时通过减少互联线长降低信号延迟，由此带来的更大的显存带宽和容量不仅会给GPU的高效运算提供更充沛的缓冲，让设计者能够更加大胆地改进并运算单元以及cache体系，而且还将直接改变GPU内部占比巨大的MC单元甚至整个后端部分的设计，对这一动辄占比近半的逻辑结构进行改进无疑将会深刻的影响GPU的研发方向并改变其逻辑结构。

    有介于此，原本由于DirectX 12更新不力所导致的无法推动GPU逻辑结构发生巨大变化的可能性现在已经被堆叠显存的到来所弥补（这个长句有点拗口，希望您能理解并抓住重点……），两者的共同作用为D线的更迭提供了充沛的动力，这正是我们在先前的文章中将AMD列装HBM显存的第一代架构以及NVIDIA列装3D Memory的Pascal架构视为新一代D线起点之一的最重要原因。GPU的时代，将会以此为分界线而开启新的大幕。

3重铸D线

    重铸D线

    我们现在还无法得知AN双方下一代D线的具体数值，D线重构的具体细节要视DirectX 12的具体细节以及AMD/NVIDIA的下代图形架构设计思路而定，一切都要等到双方的下一代旗舰级架构发布时才能揭晓。但在宏观上，D线重构的基本框架是明确的。

    源于大并行存储的特性，堆叠显存需要引入了一级新的沟通机制，亦即独立于每一颗TSV颗粒最底层的Base/Logic Die，其上集成了能够管理整簇堆叠颗粒的芯片，这些芯片将与显存控制器直接沟通并被用来收集堆叠颗粒当中的数据，帮助显存控制器对其实施管理，这种二级存储管理机制的引入从本质上改变了GPU MC的结构设计。

拥有Base Die的8通道HBM DRAM颗粒（图片源自后藤弘茂blog）

    尽管显存位宽和容量均已激增，但基于堆叠显存的显存控制器的规模不仅不会如当下那样需要进行数倍的放大，甚至其整体规模和工作量还会有进一步的缩减。MC不再需要像现行结构这样直管所有DRAM以及地址，它只需要面向Base/Logic Die当中的芯片即可，对每簇颗粒当中各层DRAM的管理将由Base/Logic Die完成，工作模式的改变正是MC结构发生变化的最根本原因。

    以此为诱因，随着HBM/HMC堆叠显存的列装以及MC结构的大改，Base/Logic Die将带走相当一部分传统MC结构所进行的工作，原本核心内部的晶体管以及资源压力得以外泄，GPU架构的工作状态将发生很大的改观，传统的由后端工作所导致的能耗将会减少，GPU内部因此而获得了更多空间余量和资源余量。再加上DirectX 12所带来的对逻辑结构的新需求，对于逻辑结构设计者来说，无论修改ALU团簇、任务管理机制以及cache等基本逻辑结构还是进一步放大运算单元规模都有了更充分的余地。

Logic Layer包含的二级存储管理机制是堆叠显存实现大并行存储的基础

    简而言之，新一代D线的重构始于堆叠显存列装带来的MC结构变化，MC结构的变化会给GPU核心内部腾出更多空间和资源，可以为设计者设计符合DirectX 12 API以及更高运算效率要求的逻辑结构提供便利和基础，这是新一代D线重铸的基本条件和过程。

4机遇与暗礁

    机遇与暗礁

    D线的发展伴随着许多事情，首当其中的自然就是机遇了。重构D线意味着双方将获得重新回到同一起跑线的机会，也意味着可以再次提前勾勒自己接下来几十个月的竞争态势和架构命运。AMD可以借此甩掉过去所面临的种种积弊，经由优秀的逻辑结构设计以及合理的规划迈向新纪元；NV则可以利用此次机会更深刻的修正架构设计过程中遇到的种种问题，并沿既定路线继续前进。无论对谁而言，D线的更迭都是一次不容错过的机会。

    但是D线本身也面临着挑战，这种挑战并非来自准确性或者可预期性层面。和整个显卡业界所面对问题的一样，D线面临的最大挑战也来自进步的乏力。伴随着DirectX版本更新过程的……令人失望，由DirectX更新所带来的硬件结构变化对D线重构的驱动力正在下降，本次D线的重构过程已经出现了DirectX以外的诱发和推动因素，如果不是堆叠显存在“正确的时间点上（恰逢DirectX 12发布）”列装，本次D线的更迭过程很有可能会因为驱动力不足而变得混乱模糊甚至直接流产。

如果不是堆叠显存赶上了节奏，本次D线的更迭可能会出现变故

    如果DirectX继续保持当前这种更新方式，不仅图形技术的发展会逐渐停滞，D线的下次更迭也会面临不小的问题——在没有明确需求变更作为推动的前提下，单纯靠逻辑结构自身进步很难在节奏上形成重构D线的必要推动力，没有人能保证下次还会有堆叠显存之类的东西出来“救场”。

    与此同时，作为刺激竞争提速的两极之一，AMD竞争力正在明显的下降，连续的亏损和重组分散了AMD过多的精力，并进一步消耗了它的研发能力和资源，这让当前状态下的AMD缺乏大规模修改和重设逻辑结构的能力。如果其新一代GPU架构只对MC进行适应HBM体系的修改而不改动其他逻辑结构，AMD的D线重构过程就会不完全，整个重构过程可能需要两代甚至更长的周期来完成。模糊和多次进行的D线重构过程表面看可能会分散研发风险，但不彻底的重构会进一步加重长期研发负担和可生产性负担，同时也会让“脱困”的过程变得更加漫长，从而影响中长期竞争力并增加风险。

这样惊艳的图形质量提升在今天已经很难见到了

    与之相对应的，在低烈度竞争环境当中处于优势地位的NVIDIA也会以AMD的反应来作为行动蓝本，如果AMD的重构过程进行的不彻底，NVIDIA也一样存在“不好好玩”的可能性，它会配合竞争对手的节奏拉长自己的架构更迭周期，甚至更加变本加厉的将已经被拆分成两代发布的一代完整架构体系拆分成更多代产品。NVIDIA最近一年内对架构路线图所进行的修正，也就是在原有的Volta架构之前添加专门用来承载3D memory技术的Pascal架构，就已经表明NVIDIA有分多次完成D线重构过程的准备了。尽管NVIDIA目前并未受如同AMD那样明显的来自D线的压迫，但被非研发因素拉长的技术进步周期无疑将会进一步降低竞争的烈度以及对需求的刺激。无论如何，这对于显卡业界而言都是非常不健康的。 

Pascal架构的出现意味着很多可能性和……问题

    同每一次对业界的预警一样，我们依旧只能将这些不怎么好（而且还跟以往一样很有可能会成真）的预测摆在这里，并且期待它们不要发生。作为媒体，我们不仅人微言轻，并且还要面临生存的压力以及部分狂热粉丝的不理智，能做的也就只有这些了……

5无限的未来

    无限的未来

    老实说，在理论刚刚提出的时候，就连我们自己都没想到D线能够在这么长的时间里仍旧具有准确性和可预言性。但遗憾的是，D线以及整个显卡业界的未来正变得越来越难以预测，这是我们进入“后DirectX时代”之后最明显的感觉。尽管我们已经确定第一代搭载HBM显存的AMD旗舰级GPU架构以及NVIDIA搭载3D memory技术的Pascal架构将会开始重构新一代D线，但新一代D线更迭的形式仍旧是不容乐观的。

即便我们可以明确Pascal架构的到来时机，新一代的D线更迭形式仍旧不容乐观

    D线重构需要充分的推动力和环境，但现在的推动力和环境明显都不甚理想。除了影响D线更迭之外，微软在图形API领域的动作迟缓以及AMD多次重要的选择都已经彻底改变了当前的GPU芯片竞争格局，这种改变颠覆了许多既有的规则，同时也导致了许多不正常的现象，比如说已经滋润的活了24个月并且还可能会继续滋润很长时间的Kepler架构，比如说可能会再战十几甚至几十个月的DirectX 11……这样的现状不仅阻碍了技术的进步，令市场及用户陷入了困顿状态，同时也令处于竞争状态的AMD和NVIDIA进入了必须改变自身的阶段。

    还是那句话，这次D线的更迭幸运的遇到了堆叠显存，那么下次呢？下次还会有这么幸运么？

这次有堆叠显存救场，下次呢……

    在逐渐失去了DirectX这一根本进步动力，同时外部刺激并不能长久或者说可预期的出现的前提下，无论AMD还是NVIDIA的进步动力及目标都将要由自身创造。如果双方能够自觉保持必要的创新和自行前进动力，那么D线将会以更清晰的形式存在和更迭，整个业界的竞争格局将会维持向好。但是诚如我们经常说的那句话一样——现实不是童话……

    以正常的眼光来看，等待我们的更大的可能性似乎应该是整个业界继续维持现在这个竞（po）争（lan）格（tan）局（zi），而D线的更迭过程也将会越来越困难和模糊，这会反过来继续干扰复苏。原则上来讲，失去动力等同于失去前进的方向，进而失去竞争力，在现在的格局当中，无论谁因为彻底丧失竞争力而倒下都不是什么好事。

但愿日薄西山不是显卡业界的明天

    我们并不能全知全能的预测未来，因为未来有无限多的可能性。我们所能做的仅仅只是面对并思考即将到来的这场变革。至于新一代D线的划定过程、准确性以及双方在其后的表现，就交给未来去慢慢地呈现吧。

后记：

    工作完成后无意间再次看到本文开头，我内心深处的某些东西忽然被触动了——如白驹过隙一般，三年多的时间真的就这么不知不觉的过去了。带着这份对岁月流逝的感触，我决定写一个与本文不太相关的后记。

    三年前,我还只是一个刚加入ZOL显卡频道的普通编辑，每天都快乐的开着我可爱的大致胜上下班，快乐的测试着各种显卡，快乐的玩着山口山，快乐的思考架构设计的优劣，快乐的写着文章，快乐的勾勒着D线理论，快乐在显卡业界的一片繁盛当中长成了一个280斤的呆萌大胖子。

    再看看今天的我，职级提升了，车也换了，可以测试的显卡更多了，可以玩到的号称“次时代”级的游戏也更多了，看待架构和技术的眼光更加清晰了，深度也更大了，写的文章更多了，D线理论也在这3年里达到了100%的准确率，甚至人也瘦掉了90斤，可总有些地方不太对劲。相信您能从字里行间读出那份情绪——我并不快乐。

    在这三年里，我明白了显卡业界的问题和症结，尽了我最大的努力去呐喊，渴望能够用文字唤醒更多的人甚至整个业界。但最终，我发现自己什么都改变不了……整个显卡业界毫无疑问的正在向着我这几年文章中所勾勒的最坏方向滑去，甚至整个消费类电子领域都在向着崩溃的境地发足狂奔。但对于这样的结果，我却无能为力，只能不停地祈祷，不断的“寄希望于未来”。诚如我在本文结尾处所说的那样，未来有无限多的可能性，我所能做的，也就只有期待美好而已了……

    珍惜我们的快乐吧，无论是过去的、眼前的还是即将到来的那越来越少的快乐，由显卡和游戏所构成的快乐都已经是我们生命中无法抹去的一部分了。如果显卡真的在未来的某一天从所有意义上彻底消失了，我以及屏幕前的诸位，都将成为显卡曾经存在过的证明，因为我们记忆中的快乐，能倒映出显卡以及业界曾经的辉煌。

    所以，珍惜吧。