Poradnik PCIe BAR i AMD Smart Access Memory

28 października^th,Rok 2020 będzie znaczącym kamieniem milowym dla działu AMD Radeon, ponieważ wypuścił swoją nową serię kart graficznych Radeon RX 6000 opartych na architekturze RDNA2. Trzy nowe karty graficzne z tej serii, AMD Radeon RX 6800, RX 6800 XT i RX 6900 XT, mają rywalizować z najlepszymi ofertami z serii RTX 3000 firmy Nvidia. AMD podążało za Nvidią pod względem GPU przez większą część dekady, ale teraz, dzięki nowej i ulepszonej architekturze RDNA2, AMD wreszcie przejmuje konkurencję, której domagał się rynek. To pierwszy raz od kilku pokoleń, kiedy najlepsza oferta AMD bezpośrednio konkuruje z najlepszą ofertą Nvidii pod względem wydajności.

Pamięć AMD Smart Access była jedną z kluczowych funkcji ogłoszonych w kartach graficznych z serii RX 6000 - Zdjęcie: AMD

AMD nie tylko poprawiło tradycyjną wydajność rasteryzacji swoich kart w porównaniu z poprzednią generacją, ale także poszło do przodu i dodało kilka całkiem atrakcyjnych funkcji do swojej nowej linii. Funkcje takie jak obsługa ray tracingu w czasie rzeczywistym (o której możesz dowiedzieć się więcej tutaj ) bardzo brakowało w serii RX 5700, ponieważ linia procesorów graficznych Nvidia Turing z łatwością zdominowała rynek dzięki tej funkcji, nawet w wyższej cenie. Zmieniło się to w przypadku serii RX 6000, ponieważ AMD wprowadziło obsługę śledzenia promieni w czasie rzeczywistym w architekturze RDNA 2. AMD wprowadziło również funkcję overclockingu jednym kliknięciem, znaną jako „tryb Rage”, która ma na celu dalsze zwiększenie wydajności po jej włączeniu.

Być może najciekawszą funkcją, którą AMD wprowadziła w tej generacji, jest pamięć Smart Access lub SAM. Ta funkcja jest obecnie dostępna wyłącznie dla AMD i obiecuje zapewnić pewne ulepszenia wydajności w odpowiednich warunkach. Zanurzmy się głęboko w SAM i przeanalizujmy mechanizm stojący za tą technologią.

Pamięć AMD Smart Access

Chyba najciekawszą i jednocześnie polaryzującą cechą kart graficznych z serii RX 6000 jest funkcja Smart Access Memory lub SAM. Ta funkcja byłaby dostępna tylko dla użytkowników z procesorem z serii Ryzen 5000, płytą główną z serii 500 i kartą graficzną z serii Radeon RX 6000. Smart Access Memory to znak firmowy AMD w zakresie implementacji funkcji PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers). Pamięć Smart Access zasadniczo umożliwia procesorowi dostęp do pełnej ilości pamięci GDDR6, którą można znaleźć w kartach graficznych z serii RX 6000.

W przeciwieństwie do zwykłego 256MB funkcja SAM umożliwia procesorowi dostęp do całej puli VRAM na karcie - Zdjęcie: AMD

Zwykle procesor ma dostęp tylko do pamięci VRAM i jest to 256 MB bloków lub 256 MB obszarów adresów pamięci we / wy. Pamięć Smart Access usuwa to ograniczenie i umożliwia procesorowi bezpośredni dostęp do całej puli pamięci VRAM. Pamięć GDDR jest tradycyjnie znacznie szybsza niż standardowa pamięć DDR, która jest normalnie używana przez procesory. Seria procesorów Ryzen 5000 może uzyskać dostęp do tej szybszej pamięci, zapewniając tym samym dodatkowe poziomy wydajności.

To pierwszy przypadek, kiedy firma udostępniła funkcję, która odblokowuje dodatkową wydajność w zależności od sprzętu, który posiada użytkownik. Ta decyzja spotkała się z mieszaną reakcją społeczności, ponieważ połowa ludzi była naprawdę podekscytowana dodatkową wydajnością, którą można teraz wykorzystać dzięki kompilacji All-AMD, a połowa ludzi była rozczarowana, że ​​AMD blokuje dodatkową wydajność procesorom tylko seria 5000. Ani żaden procesor Intela, ani żaden starszy procesor Ryzen nie mogą wykorzystać dodatkowej wydajności w momencie pisania, co może być rozczarowaniem dla użytkowników tych platform, którzy chcą kupić GPU z serii RX 6000.

Wymagania

Pamięć Smart Access nie została wymyślona przez AMD. To tylko implementacja funkcji PCIe Resizable BAR (którą omówimy za chwilę). Dlatego SAM może teoretycznie działać na wszystkich płytach głównych PCIe 3.0 i PCIe 4.0, a także na kartach graficznych. Jednak obecnie AMD ogranicza tę implementację tylko do nowej serii kart graficznych RX 6000. Oprócz jednej z nowych, lśniących kart Big Navi, będziesz potrzebować procesora AMD Ryzen serii 5000 opartego na architekturze Zen 3 i chipsetu płyty głównej z serii 500.

Pamięć AMD Smart Access wymaga procesora z serii Ryzen 5000 - Zdjęcie: AMD

Po stronie oprogramowania firma AMD potwierdziła poprawność tej funkcji w sterowniku AMD Radeon Driver 20.11.2 lub nowszym. Będziesz także musiał mieć najnowszy BIOS płyty głównej oparty na mikrokodzie AMD AGESA 1.1.0.0 lub nowszy. Obecnie AMD poleciło i przetestowało następujące płyty główne:

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

Są to tylko sprawdzone płyty i SAM prawie na pewno będzie działał ze wszystkimi płytami głównymi B550 i X570.

metoda

Jeśli Twój system spełnia wszystkie wymagania dotyczące pamięci AMD Smart Access, zaktualizuj BIOS do najnowszego dostępnego na stronie produktu na płycie głównej. Teraz musisz ręcznie włączyć pamięć Smart Access.

Metody włączania SAM różnią się w zależności od płyty głównej. Na niektórych płytach prawdopodobnie nie będzie to nawet nazywać się pamięcią Smart Access. Niektórzy producenci płyt głównych zdecydowali się na takie opcje, jak Powyżej dekodowania 4G , Zmiana rozmiaru BAR, lub Regulowany BAR . Szybkie wyszukiwanie online z numerem modelu konkretnej płyty głównej doprowadzi Cię do właściwej opcji.

W naszym przewodniku przyjrzymy się procesowi płyty głównej ASUS Crosshair VIII Hero X570. To wystarczyłoby, aby dać ogólne pojęcie o metodzie.

• Przede wszystkim musisz wyłączyć CSM (moduł obsługi zgodności) i upewnić się, że jest wyłączony. W tym celu przejdź do Bagażnik menu i poszukaj Moduł wsparcia CSM / zgodności Ustaw CSM na Wyłączone .

• Przejdź do zaawansowane menu i wyszukaj Ustawienia podsystemu PCI . W innych modelach płyt głównych można go zapisać jako Konfiguracja PCIe / PCI Express opcje.
• W tych ustawieniach włącz Powyżej dekodowania 4G .
• Stamtąd opcja konfiguracji Zmień rozmiar wspornika BAR staną się dostępne. Ustaw to Automatyczny .

• Teraz Wyjście menu Zaawansowane i wybierz Zapisz zmiany i zresetuj . Potwierdź zmiany, weryfikując je i kliknij OK.

• Po udanym restart płyty głównej, opcja PCIe Resizable BAR (AMD Smart Access Memory) zostanie włączona dla Twojej karty graficznej Radeon RX 6000 i procesora z serii Ryzen 5000.

Wyniki

AMD twierdzi, że włączenie pamięci Smart Access da ci niewielki, ale darmowy wzrost wydajności w zakresie od 2% do 13% w zależności od gry. AMD zaprezentowało slajd, który pokazuje, że SAM może przyczynić się do wzrostu wydajności średnio od 2% do 13%, przy czym niektóre gry zapewniają do 14% wyższą wydajność przy włączonym trybie SAM i Rage. Ponieważ SAM jest całkowicie darmowy, zdecydowanie powinieneś go WŁĄCZYĆ, jeśli masz odpowiedni sprzęt.

Włączenie pamięci Smart Access w trybie Rage może poprawić wydajność nawet o 13% - Zdjęcie: AMD

Ogłoszenie Nvidii

Nvidia szybko wkroczyła w tę sytuację, ogłaszając, że obecnie pracuje nad podobną funkcją do pamięci Smart Access dla swoich kart graficznych z serii RTX 3000, a wkrótce zostanie ona wydana w aktualizacji sterownika dla tych kart. Nvidia twierdzi, że technologia stojąca za funkcją SAM jest standardowym elementem specyfikacji PCIe i że alternatywa Nvidii będzie działać zarówno na procesorach Intel, jak i AMD z szerszym wyborem płyt głównych. Nvidia twierdziła również, że ich wewnętrzne testy wykazały podobną wydajność do deklarowanej wydajności AMD przy użyciu SAM.

Technologia, do której odnosi się Nvidia, to technologia Resizable PCIe BAR, która jest otwartym standardem zawartym przez PCI-SIG w standardzie PCIe w 2008 roku.

Pasek PCIe z możliwością zmiany rozmiaru

Czym właściwie jest Resizable PCIe BAR? Cóż, pod fizyczną magistralą PCI Express generowany jest wirtualny tunel między kartą graficzną a procesem. Ten tunel umożliwia procesorowi bezpośredni dostęp do pamięci VRAM bez żadnych przeszkód. Zmiana rozmiaru tego wirtualnego tunelu umożliwia procesorowi bezpośredni dostęp do całej puli pamięci GPU, co widzimy w nowej technologii Smart Access Memory.

Sposób działania technologii Resizable PCIe BAR jest nieco skomplikowany. Zasadniczo sterownik trybu jądra zmienia rozmiar dostępnej pamięci VRAM do całego rozmiaru pamięci karty graficznej poprzez proces w tle. Należy zauważyć, że chociaż cała pamięć jest dostępna dla procesora do użytku, priorytet zawsze ma karta graficzna, ponieważ GPU musi być zasilany teksturami i danymi o zasobach znacznie szybciej. W przypadku pomyślnej zmiany rozmiaru sterownik trybu jądra powinien udostępnić menedżerowi pamięci VRAM pojedynczy segment pamięci o nazwie „CPUvisible”. Menedżer pamięci VRAM przypisuje adresy wirtualne procesora bezpośrednio do pamięci, która pozostaje dostępna w razie potrzeby.

Wyjaśnienie AMD dotyczące pamięci Smart Access - Zdjęcie: AMD

Resizable BAR (czyli Base Access Register) został zaproponowany przez HP i AMD w 2008 roku. To właśnie te firmy zaproponowały ten pomysł firmie PCI-SIG, która zarządza standardem PCI Express. Resizable BAR otrzymywał przez lata różne nazwy, z których najbardziej godną uwagi jest pamięć Smart Access. Oprócz SAM, Resizable BAR został również nazwany ASRock Clever Access Memory przez ASRock w swoich płytach głównych.

Wsparcie dla starszych procesorów Ryzen i Intel

Jedną z naprawdę obiecujących rzeczy w zapowiedzi Nvidii jest fakt, że podobno ma ona działać również na platformach Intela i starszych Ryzen. Wydaje się, że pozwala to obejść arbitralne ograniczenia AMD, które w pierwszej kolejności nie spotkały się z pozytywną reakcją społeczności technicznej. Szkoda by było, gdyby implementacja Nvidii była kompatybilna ze starszymi procesorami Ryzen i płytami z serii 400, podczas gdy własna implementacja SAM AMD była kompatybilna tylko z procesorami z serii Ryzen 5000 i płytami głównymi z serii 500.

Wydaje się, że ta funkcja działałaby również na procesorach Intel i innych procesorach Ryzen, ponieważ nie ma nic szczególnego na temat Resizable PCIe BAR, który wymaga procesora z serii Ryzen 5000 i płyty głównej PCIe Gen 4. W rzeczywistości procesory Intel obsługują technologię PCIe BAR od czasu wydania architektury Haswell w 2013 roku. Dlatego nadchodząca implementacja Resizable BAR firmy Nvidia może stać się jeszcze bardziej rozpowszechniona niż pamięć AMD Smart Access Memory.

Przyszłe konsekwencje

Obecnie pamięć Smart Access firmy AMD jest ograniczona do procesorów AMD Ryzen z serii 5000 połączonych z płytą główną z serii 500, taką jak B550 lub X570, wraz z procesorem graficznym Radeon z serii RX 6000. Jednak wszystko wydaje się wskazywać na nadchodzącą implementację PCIe Resizable BAR firmy Nvidia dla jej kart graficznych z serii RTX 3000 opartych na architekturze Ampere. Wydaje się to nieuniknione, ponieważ Nvidia już to ogłosiła, a ponadto ma uzyskać szerszy zakres kompatybilności, zapewniając podobną wydajność.

Jest możliwe, że po wydaniu przez Nvidię równoważnej implementacji PCIe Resizable BAR, AMD również musiałoby rozszerzyć swoją sieć kompatybilności. Po prostu nie ma wielu osób, które kupują kartę graficzną z serii RX 6000 z procesorem z serii Ryzen 5000 i płytą główną z serii 500, zwłaszcza w obliczu trwających globalnych problemów z dostawami krzemu. Dużo więcej graczy i zwykłych konsumentów korzysta ze starszych procesorów Ryzen z płytami głównymi z serii 400, a jeszcze więcej graczy platformowych Intel chciałoby mieć kompatybilność z tą technologią. Mając to na uwadze, AMD musiałoby wcześniej niż później rozszerzyć zakres kompatybilności na starsze procesory Ryzen, starsze płyty główne, a także procesory i płyty główne Intela.

Potwierdzono, że procesory Intel Rocket Lake 11. generacji obsługują również PCIe Gen 4 - Zdjęcie: Intel

Ponieważ technologia PCIe Resizable BAR jest standardem PCI, który jest już wbudowany w specyfikację PCI, szersza sieć kompatybilności zapewni, że technologia ta stanie się głównym nurtem przez kilka następnych generacji. Zwiększa wydajność za darmo, a nawet w najgorszym przypadku nie ma wpływu na wydajność. Dlatego rozsądnie jest oczekiwać, że technologia PCIe Resizable BAR stanie się standardową funkcją w nadchodzących latach.

Słowa końcowe

AMD dostarczyło ze swoimi urządzeniami jedną z najciekawszych i jednocześnie polaryzujących cech Seria kart graficznych RX 6000 w październiku 2020 r. Funkcja pamięci Smart Access zwiększa wydajność za darmo, pod warunkiem, że użytkownik posiada zgodny zestaw sprzętu. Funkcja SAM jest tylko rebrandingiem już istniejącej technologii PCIe BAR, która jest obecna w specyfikacji PCI, więc nic nie stoi na przeszkodzie, aby AMD rozszerzyło obsługę tej technologii na inne procesory i płyty główne.

Nvidia skorzystała z wyłączności AMD i zapowiedziała swój nadchodzący wariant technologii Resizable PCIe BAR, która ma działać na wielu platformach z jej serii GPU RTX 3000. Ten krok ze strony Nvidii powinien wywrzeć presję na AMD, aby rozszerzyła kompatybilność implementacji pamięci Smart Access i możemy spodziewać się, że ta technologia stanie się głównym nurtem w ciągu najbliższych kilku lat.