Resizable PCIe BAR og AMD Smart Access Memory forklart

28. oktober^th, 2020 markedsfører en ganske viktig milepæl for AMDs Radeon-divisjon da de ga ut den splitter nye Radeon RX 6000-serien med grafikkort basert på RDNA2-arkitekturen. De 3 nye grafikkortene i serien, AMD Radeon RX 6800, RX 6800 XT, og RX 6900 XT skal gå head-to-head med de beste tilbudene fra Nvidias RTX 3000-serien. AMD har etterfulgt av Nvidia når det gjelder GPU-er den bedre delen av tiåret, men nå med den nye og forbedrede RDNA2-arkitekturen, gir AMD endelig konkurransen som markedet krevde. Dette er første gang på flere generasjoner at AMDs topptilbud har vært direkte konkurransedyktig med Nvidias topptilbud når det gjelder ytelse.

Ikke bare forbedret AMD den tradisjonelle rasteriseringsytelsen til kortene sine i forhold til forrige generasjon, men de fortsatte også og la til noen ganske attraktive funksjoner i sin nye serie. Funksjoner som Real-Time Ray Tracing-støtte (som du kan lære mer om akkurat her) ble veldig savnet i RX 5700-serien da Nvidias Turing-serie av GPUer enkelt dominerte markedet på grunn av den funksjonen selv til et høyere prispunkt. Det har endret seg med RX 6000-serien ettersom AMD har gitt støtte for sanntidsstrålesporing med RDNA 2-arkitekturen. AMD har også introdusert en overklokkingsfunksjon med ett klikk, kjent som "Rage Mode" som tar sikte på å øke ytelsen ytterligere når den er aktivert.

Kanskje den mest interessante funksjonen som AMD har introdusert i denne generasjonen er Smart Access Memory eller SAM. Denne funksjonen er for tiden eksklusiv for AMD og lover å levere noen ytelsesforbedringer under de rette forholdene. La oss dykke dypt inn i SAM og analysere mekanismen bak denne teknologien.

AMD Smart Access Memory

Sannsynligvis den mest interessante og samtidig polariserende funksjonen i RX 6000-serien med grafikkort er Smart Access Memory eller SAM-funksjonen. Denne funksjonen vil bare være tilgjengelig for brukere med en CPU i Ryzen 5000-serien, et hovedkort i 500-serien og et Radeon RX 6000-serie grafikkort. Smart Access Memory er AMDs merkevare for implementering av PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers) -funksjonen. Smart Access Memory gir i hovedsak CPU-en tilgang til hele mengden GDDR6-minne som finnes på RX 6000-serien med grafikkort.

Vanligvis har CPU bare tilgang til VRAM er 256 MB blokker eller 256 MB I / O-minnesadresseregioner. Smart Access Memory fjerner den begrensningen og gir CPU direkte tilgang til hele VRAM-bassenget. GDDR-minnet er tradisjonelt mye raskere enn standard DDR-minne som normalt brukes av CPUer. Ryzen 5000-prosessorserien har tilgang til dette raskere minnet og kan dermed levere ytterligere ytelsesnivåer.

Dette er første gang et selskap har gitt ut en funksjon som låser opp ytterligere ytelse, avhengig av den medfølgende maskinvaren som brukeren har. Denne avgjørelsen ble møtt med en blandet respons fra samfunnet, med halvparten av folket veldig glade for den ekstra ytelsen som nå kan utnyttes med en All-AMD-bygning, og halvparten av folket skuffet over at AMD låser ut ekstra ytelsen til CPUer av bare 5000-serien. Verken Intel CPU eller eldre Ryzen CPU kan utnytte ekstra ytelse i skrivende stund, noe som kan komme som en skuffelse for brukerne av de plattformene som ønsker å kjøpe en GPU i RX 6000-serien.

Krav

Smart Access-minne er ikke noe som AMD har oppfunnet. Det er bare en implementering av PCIe Resizable BAR-funksjonen (som vi vil diskutere om et øyeblikk). Derfor kan SAM arbeide teoretisk på alle PCIe 3.0 og PCIe 4.0 hovedkort samt grafikkort. For øyeblikket begrenser AMD imidlertid denne implementeringen til bare den nye RX 6000-serien med grafikkort. I tillegg til et av de skinnende nye Big Navi-kortene, trenger du en AMD Ryzen 5000-serie CPU basert på Zen 3-arkitekturen og et 500-serie hovedkortbrikkesett.

På programvaresiden har AMD validert funksjonen på AMD Radeon Driver 20.11.2 eller nyere. Du må også ha det nyeste BIOS-hovedkortet basert på AMD AGESA 1.1.0.0-mikrokoden eller nyere. Foreløpig har AMD anbefalt og validert følgende hovedkort:

ASUS X570 Crosshair VIII Hero WiFi
ASRock X570 Taichi
GIGABYTE AORUS X570 Master
MSI X570 gudaktig

Dette er bare validerte kort, og SAM vil nesten definitivt fungere med alle hovedkort B550 og X570 nedover linjen.

Metode

Hvis systemet ditt tilfredsstiller alle kravene til AMD Smart Access Memory, kan du fortsette og oppdatere BIOS til den nyeste tilgjengelige fra hovedkortets produktside. Nå må du aktivere Smart Access Memory manuelt.

Metoden for å aktivere SAM vil variere fra hovedkort til hovedkort. I noen tavler vil det sannsynligvis ikke en gang kalles Smart Access Memory. Noen hovedkortprodusenter har valgt alternativer som Over 4G-dekoding, Endre størrelse på BAR, eller Endringsbar BAR. Et raskt søk på nettet med det spesifikke hovedkortets modellnummer vil føre deg til riktig alternativ.

For vår guide ser vi på prosessen for ASUS Crosshair VIII Hero X570 hovedkort. Dette ville være nok til å gi en generell ide om metoden.

Først og fremst må du slå av CSM (Compatibility Support Module) og sørge for at den er deaktivert. For dette, gå til Støvel menyen og se etter CSM / Kompatibilitetsstøttemodul Sett CSM til Funksjonshemmet.

Gå til Avansert menyen og søk etter Innstillinger for PCI-delsystem. På andre hovedkortmodeller kan det skrives som PCIe / PCI Express-konfigurasjon alternativer.
I disse innstillingene, aktiver Over 4G-dekoding.
Derfra muligheten til å konfigurere Endre størrelse på BAR-støtte blir tilgjengelig. Sett den til Auto.

Nå Exit avansert-menyen, og velg Lagre endringer og tilbakestill. Bekreft endringene ved å bekrefte dem, og klikk OK.

Etter en vellykket start på nytt på hovedkortet, vil PCIe Resizable BAR-alternativet (AMD Smart Access Memory) være aktivert for Radeon RX 6000-serien grafikkort og Ryzen 5000-serie CPU.

Resultater

AMD hevder at aktivering av Smart Access Memory vil gi deg et lite, men gratis løft fra 2% til 13% i spillytelse, avhengig av spillet. AMD presenterte et lysbilde som viser at SAM kan bidra til en økning i ytelse fra 2% -13% i gjennomsnitt, med noen spill som gir opptil 14% mer ytelse med både SAM og Rage Mode slått PÅ. Siden SAM er helt gratis, bør du absolutt slå den på hvis du har riktig maskinvare.

Nvidias kunngjøring

Nvidia var rask med å hoppe inn i situasjonen med en kunngjøring om at den for tiden jobber med en lignende funksjon som Smart Access Memory for deres RTX 3000-serie med grafikkort, og den vil snart bli utgitt i en driveroppdatering for disse kortene. Nvidia hevder at teknologien bak SAM-funksjonen er en standard inkludering i PCIe-spesifikasjonen, og at Nvidias alternativ vil fungere på både Intel- og AMD-prosessorer med et bredere utvalg av hovedkort også. Nvidia hevdet også at deres interne testing viser lignende ytelse til AMDs påståtte ytelse ved bruk av SAM.

Teknologien som Nvidia refererer til er Resizable PCIe BAR-teknologien, som er en åpen standard inkludert av PCI-SIG i PCIe-standarden i 2008.

Resize PCIe BAR

Så hva er resizable PCIe BAR? Vel, under den fysiske PCI Express-bussen, genereres en virtuell tunnel mellom grafikkortet og prosessen. Denne tunnelen gir prosessoren tilgang til VRAM-minnet direkte uten hindringer. Ved å endre størrelse på denne virtuelle tunnelen kan prosessoren få direkte tilgang til hele minnepoolen til GPUen, noe som vi ser med den nye Smart Access Memory-teknologien.

Måten Resizable PCIe BAR-teknologi fungerer på er litt komplisert. I hovedsak endrer kjernemodusdriveren den tilgjengelige VRAM-størrelsen til hele minnestørrelsen på grafikkortet gjennom en bakgrunnsprosess. Det er viktig å merke seg at selv om alt minnet er tilgjengelig for CPUen for bruk, blir grafikkortet alltid prioritert siden GPUen må mates med teksturer og eiendomsdata langt raskere. I en vellykket endring av størrelse, bør kjernemodusdriveren eksponere et enkelt minnesegment med navnet “CPUvisible” for VRAM-manager. VRAM-lederen tilordner de virtuelle adressene til CPUen direkte til minnet som forblir tilgjengelig etter behov.

Resizable BAR (eller Base Access Register) ble faktisk foreslått av HP og AMD tilbake i 2008. Disse selskapene var de som foreslo denne ideen til PCI-SIG, som administrerer PCI Express-standarden. Resizable BAR har mottatt forskjellige navn gjennom årene, den mest bemerkelsesverdige er Smart Access Memory. Bortsett fra SAM, har Resizable BAR også blitt kalt ASRock Clever Access Memory av ASRock på hovedkortene.

Støtte for eldre Ryzen-prosessorer og Intel

En ting som virkelig er lovende i Nvidias kunngjøring er det faktum at det angivelig skal fungere på Intel og eldre Ryzen-plattformer også. Dette ser ut til å omgå AMDs vilkårlige begrensning som ikke fikk en positiv respons fra teknologisamfunnet i utgangspunktet. Det ville være synd hvis implementeringen av Nvidia var kompatibel med eldre Ryzen-prosessorer og 400-seriekort, mens AMDs egen SAM-implementering bare var kompatibel med Ryzen 5000-serieprosessorer og 500-seriens hovedkort.

Det ser ut til å være mulig at denne funksjonen også vil fungere på Intel og andre Ryzen-prosessorer, siden det ikke er noe spesifikt med Resizable PCIe BAR som krever en Ryzen 5000-serie CPU og et PCIe Gen 4-hovedkort. Faktisk støtter Intel-prosessorer PCIe BAR-teknologien helt siden Haswell-arkitekturen ble utgitt i 2013. Derfor kan Nvidias kommende Resizable BAR-implementering bli enda mer utbredt enn AMDs Smart Access Memory.

Fremtidige implikasjoner

For øyeblikket er AMDs Smart Access Memory låst til AMD Ryzen 5000-serie prosessorer paret med et 500-serie hovedkort som B550 eller X570 sammen med en Radeon RX 6000-serie GPU. Imidlertid ser alle tegn ut til å peke mot en kommende PCIe Resizable BAR-implementering fra Nvidia for grafikkortene i RTX 3000-serien basert på Ampere-arkitekturen. Dette ser ut til å være uunngåelig siden Nvidia allerede har kunngjort det, og videre, det er ment å motta et bredere spekter av kompatibilitet mens de leverer lignende ytelse.

Det er mulig at etter Nvidias utgivelse av en tilsvarende PCIe Resizable BAR-implementering, måtte AMD også utvide kompatibilitetsnettet. Det er rett og slett ikke mange som kjøper et grafikkort i RX 6000-serien med en Ryzen 5000-serie CPU og et 500-seriens hovedkort, spesielt med de pågående globale silisiumforsyningsproblemene. Det er mange flere spillere og generelle forbrukere på eldre Ryzen-prosessorer med 400-serie hovedkort og enda flere Intel-plattformspillere som gjerne vil være kompatible med denne teknologien. Med dette i bakhodet måtte AMD utvide kompatibilitetsområdet til eldre Ryzen-prosessorer, eldre hovedkort, så vel som Intels CPUer og hovedkort tidligere enn senere.

Siden PCIe Resizable BAR-teknologi er en PCI-standard som allerede er innebygd i PCI-spesifikasjonen, vil det bredere kompatibilitetsnettet sikre at denne teknologien blir mainstream de neste generasjonene. Det øker ytelsen gratis, og selv i verste fall har det ingen innvirkning på ytelsen. Derfor er det rimelig å forvente at PCIe Resizable BAR-teknologi blir en standardfunksjon de kommende årene.

Avsluttende ord

AMD leverte en av de mest interessante og samtidig polariserende funksjonene med sine RX 6000-serien med grafikkort i oktober 2020. Smart Access Memory-funksjonen øker ytelsen gratis forutsatt at brukeren har et kompatibelt sett med maskinvare. SAM-funksjonen er bare en omlegging av den allerede eksisterende PCIe BAR-teknologien som er tilstede i PCI-spesifikasjonen, så det er ingenting som hindrer AMD i å utvide støtten til denne teknologien til andre CPUer og hovedkort.

Nvidia benyttet seg av AMDs eksklusivitet og kunngjorde sin kommende variant av Resizable PCIe BAR-teknologi som skal fungere på en rekke plattformer med RTX 3000-serien av GPUer. Dette trinnet fra Nvidia burde legge press på AMD for å utvide kompatibiliteten til implementeringen av Smart Access Memory, og vi kan forvente at denne teknologien vil bli vanlig de neste årene.