Vysvetlenie upraviteľnej pamäte PCIe BAR a pamäte AMD Smart Access

28. októberth,Rok 2020 predstavuje pre divíziu Radeon AMD dosť významný míľnik, keď vydali úplne novú sériu grafických kariet Radeon RX 6000 založenú na architektúre RDNA2. 3 nové grafické karty v sérii, AMD Radeon RX 6800, RX 6800 XT a RX 6900 XT, majú ísť proti sebe s najlepšími ponukami série Nvidia RTX 3000. AMD sa v lepšej časti tohto desaťročia drží za Nvidiou, pokiaľ ide o GPU, ale teraz s novou a vylepšenou architektúrou RDNA2 AMD konečne prináša konkurenciu, ktorú si trh vyžadoval. Je to po prvýkrát za niekoľko generácií, kedy špičková ponuka AMD priamo konkuruje špičkovej ponuke spoločnosti Nvidia z hľadiska výkonu.



Pamäť AMD Smart Access bola jednou z kľúčových funkcií oznámených s grafickými kartami série RX 6000 - Obrázok: AMD

Spoločnosť AMD nielen vylepšila tradičný rasterizačný výkon svojich kariet v porovnaní s predchádzajúcou generáciou, ale tiež pokračovala a do svojej novej zostavy pridala niekoľko atraktívnych funkcií. Funkcie ako podpora sledovania lúčov v reálnom čase (o ktorej sa môžete dozvedieť viac práve tu ) v sérii RX 5700 veľmi chýbali, pretože rad grafických procesorov Nvidia Turing ľahko ovládol trh vďaka tejto funkcii aj za vyššiu cenu. To sa zmenilo u série RX 6000, pretože AMD prinieslo podporu pre Real-Time Ray Tracing s architektúrou RDNA 2. Spoločnosť AMD tiež predstavila funkciu pretaktovania na jedno kliknutie, známu ako „Rage Mode“, ktorej cieľom je ďalšie zvýšenie výkonu po jej povolení.



Azda najzaujímavejšou funkciou, ktorú AMD v tejto generácii predstavili, je Smart Access Memory alebo SAM. Táto funkcia je v súčasnosti exkluzívna pre AMD a sľubuje poskytnutie určitých zlepšení výkonu za správnych podmienok. Poďme sa ponoriť hlboko do SAM a analyzujme mechanizmus, ktorý stojí za touto technológiou.



Pamäť AMD Smart Access

Pravdepodobne najzaujímavejšou a súčasne polarizačnou vlastnosťou grafických kariet série RX 6000 je funkcia Smart Access Memory alebo SAM. Táto funkcia by bola k dispozícii iba používateľom s procesorom série Ryzen 5000, základnou doskou série 500 a grafickou kartou série Radeon RX 6000. Smart Access Memory je značka AMD pre svoju implementáciu schopnosti PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers). Pamäť Smart Access umožňuje v podstate CPU prístup k celému množstvu pamäte GDDR6, ktorá sa nachádza na grafických kartách série RX 6000.



Na rozdiel od obvyklých 256 MB umožňuje funkcia SAM procesoru prístup k celému fondu VRAM na karte - Obrázok: AMD

CPU má obvykle prístup iba k VRAM, je to 256 MB blokov alebo 256 MB I / O oblastí adries pamäte. Pamäť Smart Access odstraňuje toto obmedzenie a umožňuje CPU priamy prístup k celému fondu VRAM. Pamäť GDDR je tradične oveľa rýchlejšia ako štandardná pamäť DDR, ktorú CPU bežne používajú. Séria procesorov Ryzen 5000 má prístup k tejto rýchlejšej pamäti a môže tak poskytovať ďalšie úrovne výkonu.

Toto je prvýkrát, čo spoločnosť vydala funkciu, ktorá odomkne ďalší výkon v závislosti od sprievodného hardvéru, ktorý má používateľ k dispozícii. Toto rozhodnutie sa stretlo so zmiešanou reakciou komunity, pričom polovica ľudí bola skutočne nadšená pre extra výkon, ktorý je teraz možné využiť pri zostavení All-AMD, a polovica ľudí bola sklamaná, že AMD blokuje dodatočný výkon pre CPU iba séria 5000. Ani jeden procesor Intel, ani žiadny starší procesor Ryzen nedokáže využiť mimoriadny výkon v čase písania tohto článku, čo môže byť pre používateľov týchto platforiem, ktorí hľadajú GPU série RX 6000, sklamaním.



Požiadavky

Pamäť Smart Access nie je niečo, čo vymyslela spoločnosť AMD. Je to iba implementácia funkcie PCIe Resizable BAR (o ktorej si ešte chvíľu povieme). Preto SAM môže teoreticky pracovať na všetkých základných doskách PCIe 3.0 a PCIe 4.0, ako aj na grafických kartách. V súčasnosti však AMD obmedzuje túto implementáciu iba na novú sériu grafických kariet RX 6000. Okrem jednej z nových lesklých kariet Big Navi budete potrebovať procesor AMD Ryzen 5000 série založený na architektúre Zen 3 a čipovú sadu základnej dosky série 500.

Pamäť AMD Smart Access vyžaduje procesor série Ryzen 5000 - Obrázok: AMD

Pokiaľ ide o softvér, spoločnosť AMD overila túto funkciu na AMD Radeon Driver 20.11.2 alebo novšom. Budete tiež potrebovať najnovší BIOS základnej dosky založený na mikrokóde AMD AGESA 1.1.0.0 alebo novšom. Spoločnosť AMD v súčasnosti odporúča a overuje nasledujúce základné dosky:

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

Toto sú iba overené dosky a SAM bude takmer určite fungovať so všetkými základnými doskami B550 a X570.

Metóda

Ak váš systém spĺňa všetky požiadavky na pamäť AMD Smart Access, pokračujte v aktualizácii systému BIOS na najnovšiu dostupnú verziu na stránke produktu svojej základnej dosky. Teraz musíte manuálne povoliť pamäť Smart Access.

Spôsob povolenia SAM sa bude líšiť od základnej dosky po základnú dosku. Na niektorých doskách sa pravdepodobne nebude volať Smart Access Memory. Niektorí výrobcovia základných dosiek sa rozhodli pre možnosti ako Vyššie ako 4G dekódovanie , Zmena veľkosti BAR, alebo Nastaviteľný BAR . Rýchle vyhľadávanie online s číslom modelu konkrétnej základnej dosky vás dovedie k správnej možnosti.

Pre našu príručku sa zaoberáme procesom pre základnú dosku ASUS Crosshair VIII Hero X570. To by stačilo na všeobecnú predstavu o metóde.

  • Najskôr musíte vypnúť CSM (modul podpory kompatibility) a skontrolovať, či je vypnutý. Prejdite na stránku Topánka menu a hľadajte Modul podpory CSM / kompatibility Nastaviť CSM na Zakázané .

  • Choďte do Pokročilé menu a vyhľadajte Nastavenia podsystému PCI . Na iných modeloch základných dosiek by sa to dalo napísať ako Konfigurácia PCIe / PCI Express možnosti.
  • V týchto nastaveniach povoľte Vyššie ako 4G dekódovanie .
  • Odtiaľ možnosť konfigurácie Podpora zmeny veľkosti BARu budú k dispozícii. Nastaviť na Auto .

  • Teraz Východ Pokročilé menu a zvoľte Uložiť zmeny a resetovať . Potvrďte zmeny ich overením a kliknite na OK.

  • Po úspešnom reštartovať základnej dosky bude pre vašu grafickú kartu série Radeon RX 6000 a CPU série Ryzen 5000 povolená možnosť PCIe Resizable BAR (AMD Smart Access Memory).

Výsledky

Spoločnosť AMD tvrdí, že povolenie pamäte Smart Access vám poskytne malú, ale bezplatnú podporu v rozmedzí od 2% do 13% herného výkonu v závislosti od hry. Spoločnosť AMD predstavila snímku, ktorá ukazuje, že SAM môže prispieť k zvýšeniu výkonu v priemere od 2% do 13%, keď niektoré hry poskytnú až 14% vyšší výkon so zapnutým režimom SAM aj Rage. Pretože SAM je úplne zadarmo, mali by ste si ho určite zapnúť, ak máte správny hardvér.

Povolenie pamäte Smart Access s režimom Rage môže zvýšiť výkon až o 13% - Obrázok: AMD

Oznámenie spoločnosti Nvidia

Spoločnosť Nvidia rýchlo naskočila do situácie oznámením, že v súčasnosti pracuje na funkcii podobnej funkcii Smart Access Memory pre svoje grafické karty série RTX 3000, ktorá bude čoskoro uvedená v aktualizácii ovládačov pre tieto karty. Spoločnosť Nvidia tvrdí, že technológia, ktorá sa skrýva za funkciou SAM, je štandardným začlenením do špecifikácie PCIe a že alternatíva spoločnosti Nvidia bude fungovať na procesoroch Intel aj AMD so širším výberom základných dosiek. Spoločnosť Nvidia tiež tvrdila, že ich interné testovanie ukazuje podobný výkon ako výkon AMD pri použití SAM.

Technológia, ktorú Nvidia označuje, je technológia Resizable PCIe BAR, ktorá je otvoreným štandardom zahrnutým spoločnosťou PCI-SIG do normy PCIe v roku 2008.

Zmena veľkosti PCIe BAR

Čo to teda vlastne je Resizable PCIe BAR? Pod fyzickou zbernicou PCI Express sa medzi grafickou kartou a procesom generuje virtuálny tunel. Tento tunel umožňuje procesoru priamy prístup k pamäti VRAM bez akýchkoľvek prekážok. Zmena veľkosti tohto virtuálneho tunela umožňuje procesoru priamy prístup k celej oblasti pamäte GPU, čo vidíme pri novej technológii Smart Access Memory.

Spôsob, akým funguje technológia Resizable PCIe BAR, je trochu komplikovaný. Ovládač v režime jadra v zásade zmení veľkosť prístupnej veľkosti VRAM na celú veľkosť pamäte grafickej karty prostredníctvom procesu na pozadí. Je dôležité poznamenať, že hoci má CPU k dispozícii všetku pamäť na použitie, grafická karta má vždy prioritu, pretože GPU je potrebné oveľa rýchlejšie napájať textúrami a údajmi o majetku. Pri úspešnej zmene veľkosti by mal ovládač v režime jadra vystaviť jeden segment pamäte s názvom „CPUvisible“ správcovi VRAM. Správca VRAM priradí virtuálne adresy CPU priamo k pamäti, ktorá zostane podľa potreby prístupná.

Vysvetlenie pamäte Smart Access od spoločnosti AMD - Obrázok: AMD

Resizable BAR (alebo základný prístupový register) skutočne navrhli spoločnosti HP a AMD už v roku 2008. Tieto spoločnosti navrhli túto myšlienku spoločnosti PCI-SIG, ktorá riadi štandard PCI Express. Resizable BAR dostal v priebehu rokov rôzne mená, z ktorých najpozoruhodnejšia je Smart Access Memory. Okrem SAM bol Resizable BAR pomenovaný ako ASRock Clever Access Memory spoločnosťou ASRock na svojich základných doskách.

Podpora pre staršie procesory Ryzen a Intel

Jedna vec, ktorá je v oznámení spoločnosti Nvidia skutočne sľubná, je skutočnosť, že údajne má fungovať aj na platformách Intel a starších platformách Ryzen. Zdá sa, že to funguje okolo svojvoľného obmedzenia spoločnosti AMD, ktoré na prvom mieste nezískalo pozitívnu odozvu od technickej komunity. Bola by škoda, keby bola implementácia Nvidie kompatibilná so staršími procesormi Ryzen a doskami rady 400, zatiaľ čo vlastná implementácia SAM od spoločnosti AMD bola kompatibilná iba s procesormi série Ryzen 5000 a základnými doskami rady 500.

Zdá sa, že je možné, že by táto funkcia fungovala aj na procesoroch Intel a ďalších procesoroch Ryzen, pretože v prípade Resizable PCIe BAR nie je nič konkrétne, čo by vyžadovalo CPU série Ryzen 5000 a základnú dosku PCIe Gen 4. Procesory Intel v skutočnosti podporujú technológiu PCIe BAR už od vydania architektúry Haswell v roku 2013. Preto sa pripravovaná implementácia Nvidia Resizable BAR môže stať ešte rozšírenejšou ako inteligentná pamäť AMD.

Budúce dôsledky

V súčasnosti je pamäť Smart Access AMD uzamknutá na procesoroch AMD Ryzen série 5000 spárovaných so základnou doskou série 500 ako B550 alebo X570 spolu s grafickým procesorom Radeon RX 6000. Zdá sa však, že všetky náznaky smerujú k nadchádzajúcej implementácii PCIe Resizable BAR od spoločnosti Nvidia pre jej grafické karty série RTX 3000 založené na architektúre Ampere. To sa zdá byť nevyhnutné, pretože Nvidia to už oznámila a navyše má dosahovať širší rozsah kompatibility a zároveň poskytovať podobný výkon.

Je možné, že po vydaní ekvivalentnej implementácie PCIe Resizable BAR spoločnosťou Nvidia bude musieť AMD rozšíriť aj svoju sieť kompatibility. Jednoducho nie je veľa ľudí, ktorí kupujú grafickú kartu série RX 6000 s procesorom série Ryzen 5000 a základnou doskou série 500, najmä kvôli pretrvávajúcim globálnym problémom s dodávaním kremíka. Na starších procesoroch Ryzen so základnými doskami rady 400 je oveľa viac hráčov a bežných spotrebiteľov a ešte viac hráčov na platformách Intel, ktorí by chceli mať kompatibilitu s touto technológiou. Ak to vezmeme do úvahy, AMD by skôr ako neskôr muselo rozšíriť svoj rozsah kompatibility na staršie procesory Ryzen, staršie základné dosky, ako aj na CPU a základné dosky Intel.

U procesorov Intel Rocket Lake 11. generácie je potvrdené, že majú aj podporu PCIe Gen 4 - Obrázok: Intel

Pretože technológia PCIe Resizable BAR je štandardom PCI, ktorý je už zabudovaný do špecifikácie PCI, širšia sieť kompatibility zabezpečí, že sa táto technológia stane mainstreamom v priebehu niekoľkých nasledujúcich generácií. Zvyšuje výkon zadarmo a ani v najhoršom prípade nemá žiadny vplyv na výkon. Preto je rozumné očakávať, že sa technológia PCIe Resizable BAR v nasledujúcich rokoch stane štandardnou funkciou.

Záverečné slová

Spoločnosť AMD priniesla jednu z najzaujímavejších a súčasne polarizačných funkcií so svojimi Séria grafických kariet RX 6000 v októbri 2020. Funkcia Smart Access Memory zvyšuje výkon zadarmo za predpokladu, že používateľ má kompatibilnú sadu hardvéru. Funkcia SAM je len rebranding už existujúcej technológie PCIe BAR, ktorá je prítomná v špecifikácii PCI, takže nič nebráni spoločnosti AMD v rozšírení podpory tejto technológie na ďalšie CPU a základné dosky.

Spoločnosť Nvidia využila exkluzivitu spoločnosti AMD a oznámila svoju pripravovanú variantu technológie Resizable PCIe BAR, ktorá má pracovať na mnohých platformách so svojimi grafickými procesormi série RTX 3000. Tento krok od spoločnosti Nvidia by mal vyvinúť tlak na AMD, aby rozšírila kompatibilitu ich implementácie pamäte Smart Access Memory, a môžeme očakávať, že sa táto technológia v priebehu najbližších rokov stane hlavným prúdom.