AMD RDNA2 architectonische verbeteringen uitgelegd

Op 28 oktober^dit, 2020 AMD's Radeon-divisie kondigde hun langverwachte RX 6000-serie grafische kaarten aan op basis van de gloednieuwe RDNA 2-architectuur. Deze nieuwe grafische kaarten nemen de reeds gevestigde RDNA 1-architectuur en verbeteren deze enorm, tot het punt dat we verwachten dat AMD's nieuwe grafische kaarten eindelijk kunnen concurreren met het topaanbod van Nvidia. AMD toonde enkele van hun nieuwe functies in een presentatie op 28 oktober October^dit die enkele interessante technologische verbeteringen bevatten. In dit inhoudsstuk zullen we nader bekijken wat AMD heeft verbeterd op het gebied van architectuur en ontwerp van de RDNA 2-videokaarten.

Het is geen verrassing dat AMD deze generatie binnenkomt als een underdog met min of meer niets te verliezen. AMD's RDNA 1-aanbiedingen waren concurrerend en brachten het bedrijf op het juiste pad, maar ze vormden nog steeds geen directe bedreiging voor het topaanbod van Nvidia. De snelste AMD-kaart op basis van de RDNA 1-architectuur was de Radeon RX 5700 XT, die qua prijs rechtstreeks concurreerde met de RTX 2060 Super, maar qua prestaties ver boven zijn gewicht uitstak. Dankzij driveroptimalisaties en een over het algemeen betere GPU, concurreert de RX 5700 XT nu rechtstreeks met de RTX 2070 Super en verslaat hij deze zelfs in veel moderne titels, terwijl hij 100 $ goedkoper is. Dit betekende dat de op RDNA 1 gebaseerde GPU een voor de hand liggende keuze was voor veel waardegerichte gamers. RDNA 2 hoopt die formule te verbeteren en direct te concurreren met het topaanbod van Nvidia op dat moment; de RTX 3000-serie GPU's.

Concurrentie met Nvidia

Nvidia heeft drie nieuwe grafische kaarten aangekondigd op basis van de gloednieuwe Ampere-architectuur die dit jaar een enorme hype en aandacht trok. De GeForce RTX 3090, RTX 3080 en RTX 3070 leveren allemaal extreem solide prestaties voor de prijs in vergelijking met de Turing-generatie. De grafische kaarten van AMD hopen deze keer rechtstreeks te concurreren met het absolute beste dat Nvidia te bieden heeft, iets dat al geruime tijd niet is gebeurd. Volgens AMD's first-party benchmarks concurreert de RX 6900XT rechtstreeks met de RTX 3090, terwijl hij $ 500 goedkoper is. Bovendien concurreert de RX 6800XT rechtstreeks met de RTX 3080, terwijl hij ook $ 50 goedkoper is, en de RX 6800 levert iets betere prestaties dan de RTX 3070, terwijl hij $ 80 duurder is. Laten we eens kijken hoe AMD erin is geslaagd om zulke enorme prestatiewinsten te behalen in slechts één generatie.

RDNA 2-procesknooppunt

AMD's RDNA 2-architectuur is nog steeds gebaseerd op het 7nm-proces van TSMC, net als RDNA 1. Dit is niet per se een slechte zaak, aangezien RDNA 1 enorme efficiëntiewinsten opleverde ten opzichte van hun oudere 12nm Vega-architectuur en ook ruimte biedt voor verbetering. RDNA 2 hoopt te profiteren van die ruimte voor verbetering en belooft tot 1,8x prestaties per watt verbetering ten opzichte van RDNA 1 op hetzelfde procesknooppunt. Dit vertaalt zich in ongeveer het dubbele van de prestaties binnen hetzelfde vermogensdoel als de laatste generatie, wat een lovenswaardige verbetering is ten opzichte van de originele RDNA-architectuur.

Oneindige cache

Een van de bepalende nieuwe functies die de pc-enthousiastelingen behoorlijk enthousiast hebben gemaakt, is de introductie van een gloednieuw caching-systeem dat bekend staat als Infinity cache. In wezen heeft AMD een high-speed cache geïntroduceerd die het GDDR6-geheugen aanvult om de bandbreedte van het ingebouwde VRAM effectief te vergroten. Deze infinity cache moet de kloof overbruggen tussen het GDDR6-geheugen dat AMD gebruikt, en het GDDR6X-geheugen dat aanwezig is in de RTX 3080 en RTX 3090 van Nvidia. Het nieuwe G6X-geheugen zou de dubbele bandbreedte moeten hebben van het standaard G6-geheugen.

In een andere verrassende zet houdt AMD vast aan een 256-bit brede bus en is in plaats daarvan rekenend op deze oneindige cache om de afname in bandbreedte te compenseren. AMD heeft beweerd dat zijn "revolutionaire" infinity cache-technologie effectief 2x de bandbreedte kan bieden als de normale 256-bits bus met GDDR6-geheugen, en dus een ideale oplossing kan zijn voor het verschil in doorvoer tussen de twee merken. Dit betekent dat als de beweringen van AMD waar zijn, het G6-geheugen op de 256-bits bus in combinatie met de oneindige cache aanzienlijk sneller zou zijn dan het G6-geheugen op een 384-bits bus. AMD zegt ook dat de oneindige cache zou moeten helpen bij het minimaliseren van DRAM-knelpunten, latentieproblemen en stroomverbruik, terwijl het ook helpt bij de bandbreedte.

Woede-modus

Afgezien van controversiële branding, kan AMD's nieuwe Rage Mode-functie behoorlijk nuttig zijn bij het verbeteren van de prestaties van de nieuwe RX 6000-serie grafische kaarten. De Rage-modus is in feite een stap lager dan automatisch overklokken dat is ingebouwd in de Radeon-software (voorheen Wattman) voor deze nieuwe grafische kaarten. Rage Mode probeert niet om de specifieke kaart zelf te "overklokken", maar verhoogt het de vermogenslimiet tot de maximaal mogelijke waarde. Dit kan heel handig zijn voor mensen die niet bereid zijn om zelf te overklokken, maar een gratis prestatiestoot niet erg vinden.

Het maximaliseren van de vermogenslimiet is geen nieuwe functie op zich, maar dit is de eerste keer dat een fabrikant het zelf opneemt in hun first-party prestatiebenchmarks, dus dit moet als een belangrijke functie worden beschouwd. Normaal gesproken is het verhogen van de vermogensschuifregelaar meestal de eerste stap bij handmatig overklokken en gebruikers kunnen dit nog steeds doen in hun software naar keuze met de RX 6000-serie, maar de implementatie van AMD zal zeker updates en optimalisaties ontvangen om perfect te profiteren van de krachtruimte die er is. beschikbaar in deze kaarten.

Over het algemeen verhoogt het verhogen van de stroomschuif naar zijn maximale netten rond 50-100 Mhz de maximale aanhoudende boostklok (door AMD "gameklok" genoemd) van de kaart, dus dit kan zich vertalen in een prestatieverbetering van ongeveer 1-2% onder normale omstandigheden . AMD waarschuwt dat de verbeteringen sterk afhankelijk zijn van de game zelf, dus dat is ook iets om in gedachten te houden. De Rage-modus zal ook de agressiviteit van de ventilatorcurve verhogen om de hogere temperaturen onder controle te houden.

Smart Access-geheugen

Waarschijnlijk de meest interessante en tegelijkertijd polariserende functie van de RX 6000-serie grafische kaarten is de Smart Access Memory- of SAM-functie. Deze functie zou alleen beschikbaar zijn voor gebruikers met een Ryzen 5000-serie CPU, een 500-serie moederbord en een Radeon RX 6000-serie grafische kaart. Smart Access Memory stelt de CPU in wezen in staat om toegang te krijgen tot de volledige hoeveelheid GDDR6-geheugen die te vinden is op de RX 6000-serie grafische kaarten. Meestal heeft de CPU alleen toegang tot het VRAM van 256 MB blokken. Het GDDR-geheugen is traditioneel veel sneller dan het standaard DDR-geheugen dat normaal gesproken door CPU's wordt gebruikt. De processors van de Ryzen 5000-serie hebben toegang tot dit snellere geheugen en kunnen dus extra prestatieniveaus leveren. AMD presenteerde een dia die laat zien dat SAM kan bijdragen aan een prestatieverbetering van gemiddeld 2% tot 8%, waarbij sommige games tot 12% meer prestaties leveren met zowel SAM als Rage Mode ingeschakeld.

Dit is de eerste keer dat een bedrijf een functie heeft uitgebracht die extra prestaties ontgrendelt, afhankelijk van de bijbehorende hardware die de gebruiker bezit. Deze beslissing kreeg gemengde reacties van de gemeenschap, waarbij de helft van de mensen erg enthousiast was over de extra prestaties die nu kunnen worden benut met een All-AMD-build, en de helft van de mensen teleurgesteld is dat AMD de extra prestaties uitsluit voor CPU's van alleen de 5000-serie. Noch een Intel CPU, noch een oudere Ryzen CPU kan profiteren van de extra prestaties, wat een teleurstelling kan zijn voor de gebruikers van die platforms die een GPU uit de RX 6000-serie willen kopen.

Nvidia sprong snel in de situatie met de aankondiging dat het momenteel werkt aan een soortgelijke functie als Smart Access Memory voor hun RTX 3000-serie grafische kaarten, en het zal binnenkort worden vrijgegeven in een stuurprogramma-update voor die kaarten. Nvidia beweert dat de technologie achter de SAM-functie een standaardopname is in de PCIe-specificatie en dat het alternatief van Nvidia ook zal werken op zowel Intel- als AMD-CPU's met een bredere selectie moederborden. Nvidia beweerde ook dat hun interne tests vergelijkbare prestaties laten zien als de geclaimde prestaties van AMD met SAM.

Straalversnellers

Een van de meest verwachte functies voor de RX 6000-serie is de opname van realtime raytracing-ondersteuning. AMD loopt een generatie achter op Nvidia bij het implementeren van deze functie, aangezien Nvidia zijn RTX-serie kaarten in 2018 introduceerde met volledige hardware-raytracing-mogelijkheden, maar het is eindelijk hier met de RX 6000-serie GPU's. De benadering die AMD kiest, is echter een beetje anders. Terwijl Nvidia speciale hardware Raytracing-kernen gebruikt om de realtime raytracing af te handelen, gebruikt AMD de DXR-implementatie van Microsoft op zijn eigen manier. Toegewijde "RT-versnellers" zijn aanwezig in elke rekeneenheid, maar er is weinig tot geen informatie openbaar beschikbaar over de RT-versnellers en wat ze eigenlijk zijn.

AMD's huidige benadering van Raytracing ondersteunt alles wat wordt gedekt door Microsoft's DXR 1.0- en 1.1-versies, maar alles dat aangepast of eigendom is van Nvidia RTX wordt niet ondersteund op AMD's versie van raytracing. Dit is een soort wilde westen-benadering van raytracing, omdat het nu een extra factor introduceert in de vraag "Ondersteunt deze game Raytracing?" omdat we nu moeten weten met welke versie van raytracing het spel eigenlijk het beste werkt. Meer en meer games zouden echter goed moeten werken met AMD's aanpak, aangezien de RDNA 2 GPU's in de consoles ook een vergelijkbare vorm van raytracing gebruiken als AMD's desktop grafische kaarten.

DLSS-concurrent

DLSS of Deep Learning Super Sampling is een van de beste functies die bij de release van de RTX grafische kaarten in 2018 zijn geleverd. Deze functie schaalt een afbeelding die is weergegeven met een lagere resolutie op slimme wijze op om veel betere prestaties te leveren met weinig tot geen verlies in visuele kwaliteit. We hebben de ins-en-outs van DLSS al uitgelegd in dit artikel, maar kort en krachtig, het is een geweldige functie voor gamers die meer FPS levert bij ongeveer dezelfde visuele kwaliteit.

AMD heeft momenteel geen alternatief voor DLSS (wat de eigen technologie van Nvidia is), maar het is van plan binnenkort een alternatief uit te brengen. AMD beweert dat zijn alternatief op dezelfde manier zal presteren als DLSS, maar dat zou interessant zijn om te testen, omdat AMD, in tegenstelling tot Nvidia, geen hardware Tensor of Deep Learning cores heeft om al die opschalingsinformatie te berekenen. Nvidia gebruikt ook een supercomputer om de meeste berekeningen met betrekking tot DLSS uit te voeren, die het vervolgens naar de grafische kaart communiceert en de opschalingsfuncties mogelijk maakt. Het lijkt er niet op dat AMD op dit moment die route zal inslaan.

Concurreren met de allerbeste

Of AMD nu wint of verliest van Nvidia, het is duidelijk dat de echte winnaars in deze generatie eigenlijk de gamers zijn. AMD concurreert eindelijk in het zeer high-end met Nvidia. Het is moeilijk om zelfs de laatste keer te herinneren dat ze de best presterende enkele GPU op de markt hadden. Nvidia is behoorlijk dominant geweest in deze afdeling en, in tegenstelling tot Intel, zijn ze ook niet zelfgenoegzaam geweest. AMD geeft Nvidia strikte concurrentie voor deze generatie en dat leidt tot meer keuzes en opties voor de gamers. Als AMD erin slaagt zijn Raytracing-prestaties te optimaliseren en een solide DLSS-concurrent te leveren, kunnen ze zelfs een aantrekkelijker optie zijn voor gamers dan het topaanbod van Nvidia. Ondertussen zullen gamers op oudere AMD-kaarten zoals de RX 400- of 500-serie of RX Vega-kaarten genieten van een enorme sprong in prestaties en levenskwaliteit als ze ervoor kiezen om te upgraden naar de op RDNA 2 gebaseerde kaarten.

Laatste woorden

De RDNA 2-architectuur van AMD nam de bestaande solide basislijn van de RDNA-architectuur over en verbeterde deze aanzienlijk door kwaliteitsfuncties toe te voegen zoals Raytracing-ondersteuning, Rage-modus en Smart Access Memory. Deze functies maken de RX 6000-serie kaarten tot een uiterst competitieve optie voor het topaanbod van Nvidia, en met wat verdere optimalisatie op de raytracing-afdeling, zou AMD zelfs de algemene leiding kunnen nemen in pure gameprestaties. Over het algemeen is deze generatie een overwinning voor de gamers, aangezien deze concurrentie tussen Nvidia en AMD leidt tot de release van uiterst solide producten van beide kanten tegen concurrerende prijzen.