Graphics Core Next (グラフィックス コア ネクスト、GCN) とはAMDによって開発されたマイクロアーキテクチャのシリーズおよび命令セットの両方を指すコードネーム。GCNはAMDによって同社のGPU向けにTeraScale（英語版）マイクロアーキテクチャ命令セットの後継として開発された。最初のGCN搭載製品は2011年に発表された[1]。

GCNはAMD Radeon HD 7700-7900、HD 8000、RX 240-290、RX 300、RX 400、RX 500、Vegaシリーズに加えてRadeon VIIグラフィックスカードの28nm、14nm、7nmグラフィックスチップで使用されている。また、コードネーム"Temash"、"Kabini"、"Kaveri"、"Carrizo"、"Beema"および"Mullins"などのAMD Accelerated Processing Unit(APU)、またLiverpool (PlayStation 4) およびDurango (Xbox One) でも使われている。

GCNはTeraScaleのVLIW SIMDアーキテクチャとは対照的なRISC SIMDマイクロアーキテクチャである。GCNはTeraScaleよりもかなり多くのトランジスタを必要とするが、GPGPU演算において優位となる。GCNはHyperZ（英語版）を実装する[2]。.mw-parser-output .toclimit-2 .toclevel-1 ul,.mw-parser-output .toclimit-3 .toclevel-2 ul,.mw-parser-output .toclimit-4 .toclevel-3 ul,.mw-parser-output .toclimit-5 .toclevel-4 ul,.mw-parser-output .toclimit-6 .toclevel-5 ul,.mw-parser-output .toclimit-7 .toclevel-6 ul{display:none}
命令セット

GCN命令セットはx86-64命令セットと同様にAMDによって策定されている。GCN命令セットはGPUに特化して開発されており、除算などのマイクロ演算は持たない。

次の文書が公開されている。

“ ⇒Southern Islands Series Instruction Set Architecture” (PDF). AMD (2012年12月). 2016年11月18日閲覧。

“ ⇒Sea Islands Series Instruction Set Architecture” (PDF). AMD (2013年2月). 2016年11月18日閲覧。

“ ⇒Graphics Core Next Architecture, Generation 3” (PDF). AMD (2016年8月). 2016年11月18日閲覧。

GCN命令セット用のLLVMコードジェネレータ（バックエンドコンパイラ）が用意されている[3]。これは例えばMesa 3Dに使われている。

AMD Southern Islands GPGPU命令セット (Graphics Core Nextとも言う) のオープンソースRTL実装 "MIAOW"。

“MIAOWWhitepaper : Hardware Description and Four Research Case Studies” (PDF). GitHub. 2016年11月18日閲覧。

2015年11月、AMDは "Boltzmann" 構想を発表した。AMD Boltzmann構想により、CUDAベースのアプリケーションを共通C++プログラミングモデルへ移植することが可能になるとされている[4]。

Super Computing 15にて、AMDはHeterogeneous Compute Compiler (HCC)、クラスタークラス用のヘッドレスLinuxドライバーおよびHSAランタイム基盤、High Performance Computing (HPC)、およびCUDAベースのアプリケーションを共通C++プログラミングモデルに移植するHeterogeneous-compute Interface for Portability (HIP) ツールを発表した。
マイクロアーキテクチャ

2016年1月時点で、命令セット "Graphics Core Next" と一貫して呼ばれるマイクロアーキテクチャのファミリーは3つのイテレーション（世代）があると見られる。命令セットの面においてはその違いはかなり小さく、マイクロアーキテクチャはお互いにあまり違いはない。
コマンド処理GCNコマンド処理：各非同期コンピュートエンジン (ACE) は入力コマンドを解析してコンピュートユニット (CU) にディスパッチする。各ACEは最大8つの非依存キューを管理することができる。ACEはグラフィックスコマンドプロセッサおよび2基のDMAエンジンと並列に演算することができる。グラフィックスコマンドプロセッサはグラフィックスキューを扱い、ACEはコンピュートキューを扱い、そしてDMAエンジンはコピーキューを扱う。各キューは他のタスクが完了するのを待つことなく処理対象をディスパッチし、GPUのシェーダーで非依存命令ストリームのインターリーブを可能にする。
グラフィックスコマンドプロセッサ

グラフィックスコマンドプロセッサ (Graphics Command Processor) はGCNマイクロアーキテクチャの機能ユニットであり、いくつかあるタスクの中で特に、非同期シェーダーの役割を担っている。ショートビデオ「AMD Simplified: Asynchronous Shaders」[5][6]では、「マルチスレッド」「プリエンプション」「非同期シェーダー」の違いが視覚化されている。

“ ⇒Asynchronous Shaders White Paper” (PDF). AMD (2015年). 2016年11月18日閲覧。

Ryan Smith (2015年3月31日). “ ⇒AMD Dives Deep On Asynchronous Shading”. AnandTech. 2016年11月18日閲覧。

非同期コンピュートエンジン

非同期コンピュートエンジン (Asynchronous Compute Engine; ACE) は、演算目的に従事する明確な機能ブロックである。目的としては、グラフィックスコマンドプロセッサと似ている。
スケジューラ

GCNの第3世代より、ハードウェアは2基のスケジューラを搭載している。ひとつはシェーダー実行 (CUスケジューラ) 中のウェーブフロントのスケジュールを行ない、もうひとつの新しいスケジューラは描画キューとコンピュートキューの実行のスケジュールを行なう。後者は、固定機能パイプライン速度によって制限されるグラフィックスコマンドもしくは帯域幅のせいでCUの利用率が低いときにコンピュート演算を実行することで、パフォーマンスを向上する。この機能は非同期コンピュートとしても知られる。

与えられたシェーダーに対して、GPUドライバーは遅延を最小限にするため命令の実行順を適切に選択する必要がある。これはCPUによって行われ、またときおり「スケジューリング」と呼ばれることもある。
ジオメトリプロセッサ (Geometry Processor)ジオメトリプロセッサ

ジオメトリプロセッサはジオメトリアセンブラ、テッセレータおよびバーテックスアセンブラを含んでいる。

ジオメトリプロセッサのGCNテッセレータはDirect3D 11およびOpenGL 4で定義されるようなハードウェアでのテッセレーションを実現する。