《AMD RDNA 4》指令集架构参考指南

这是一份针对软件开发人员的详细技术参考手册。

1. 目标受众 ：该文档主要面向编写应用程序和系统软件的程序员，包括操作系统、编译器、加载器、链接器、设备驱动程序和系统工具的开发者。它假设读者具备并行计算密集型应用的编程知识。
2. 核心目的 ：
   • 规范指令集 ：精确地定义了 AMD “RDNA4” 系列处理器的原生指令集（ISA）。
   • 描述微代码格式 ：详细说明了每种指令在二进制层面的编码格式（微代码格式），因为每条指令都是32位或更大的单元。
   • 定义程序状态 ：阐述了与指令交互相关的所有程序状态，如寄存器、内存模型等。
3. 关键内容概述 ：
   • 硬件概览 ：介绍了 RDNA4 架构的基础，包括工作组处理器（WGP）、缓存层次结构和设备内存。
   • 编程概念 ：解释了核心概念，如 Wave32/Wave64（线程束）、着色器类型（计算/图形）、工作组（Work-group）和本地数据共享（LDS）。
   • 寄存器状态 ：详细描述了标量通用寄存器（SGPR）、向量通用寄存器（VGPR）以及特殊的状态寄存器（如 PC、EXEC 掩码、VCC、M0 等）的功能和用法。
   • 指令集详解 ：这是文档的核心部分，涵盖了所有类型的指令：
     • 控制流指令 ：分支、循环、barrier等。
     • ALU 操作 ：标量（SALU）和向量（VALU）算术与逻辑运算。
     • 内存操作 ：对全局内存（Global）、私有内存（Scratch）、平面地址空间（Flat）和本地数据共享（LDS）的加载和存储指令。文档特别提到了 SCRATCH_LOAD_BLOCK 和 GLOBAL_STORE_BLOCK 等块操作指令。
     • 图像（Image）和纹理（Texture）指令 ：用于处理纹理采样和图像数据的操作。
     • 数据依赖与错误处理 ：讨论了内存依赖计数器、越界行为和异常处理机制。
   • 特定功能 ：包含了对高级功能的描述，例如波矩阵乘积累加（WMMA）、下一代图形管线（NGG）以及光线追踪（Ray Tracing）相关的指令和资源定义。

这份文档是为需要直接与 RDNA4 GPU 硬件进行低层级交互的开发者（尤其是编译器和底层系统软件的开发者）准备的权威技术规范，旨在指导他们如何正确地使用该架构的指令来最大化性能。