Aanpasbare PCIe BAR en AMD Smart Access-geheugen uitgelegd

28 oktober^th, 2020-markt een behoorlijk belangrijke mijlpaal voor de Radeon-divisie van AMD toen ze hun gloednieuwe Radeon RX 6000-serie grafische kaarten uitbrachten op basis van de RDNA2-architectuur. De 3 nieuwe grafische kaarten in de serie, de AMD Radeon RX 6800, de RX 6800 XT en de RX 6900 XT, zouden het moeten opnemen tegen het beste aanbod van Nvidia's RTX 3000-serie. AMD loopt het grootste deel van het decennium achter op Nvidia wat betreft GPU's, maar nu met de nieuwe en verbeterde RDNA2-architectuur, brengt AMD eindelijk de concurrentie die de markt eiste. Dit is de eerste keer in verschillende generaties dat het topaanbod van AMD direct concurrerend is met het topaanbod van Nvidia op het gebied van prestaties.

AMD verbeterde niet alleen de traditionele rasterprestaties van hun kaarten in vergelijking met de vorige generatie, maar ze gingen ook door en voegden een aantal behoorlijk aantrekkelijke functies toe aan hun nieuwe opstelling. Functies zoals ondersteuning voor realtime Ray Tracing (waarover u meer kunt leren hier) werden erg gemist in de RX 5700-serie, omdat Nvidia's Turing-serie GPU's dankzij die functie gemakkelijk de markt domineerde, zelfs tegen een hogere prijs. Dat is veranderd met de RX 6000-serie, aangezien AMD ondersteuning heeft geboden voor Real-Time Ray Tracing met de RDNA 2-architectuur. AMD heeft ook een overklokfunctie met één muisklik geïntroduceerd, bekend als "Rage Mode", die tot doel heeft de prestaties verder te verbeteren zodra deze is ingeschakeld.

Misschien wel de meest interessante functie die AMD in deze generatie heeft geïntroduceerd, is Smart Access Memory of SAM. Deze functie is momenteel exclusief voor AMD en belooft enkele prestatieverbeteringen te leveren onder de juiste omstandigheden. Laten we diep in SAM duiken en het mechanisme achter deze technologie analyseren.

AMD 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 is alleen beschikbaar voor gebruikers met een Ryzen 5000-serie CPU, een 500-serie moederbord en een Radeon RX 6000-serie grafische kaart. Smart Access Memory is AMD's merk voor de implementatie van de PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers) -mogelijkheid. Smart Access Memory stelt de CPU in wezen in staat om toegang te krijgen tot de volledige hoeveelheid GDDR6-geheugen van de RX 6000-serie grafische kaarten.

Gewoonlijk heeft de CPU alleen toegang tot de VRAM van 256 MB blokken of 256 MB I / O-geheugenadresregio's. Smart Access Memory heft die beperking op en geeft de CPU directe toegang tot de volledige pool van VRAM. Het GDDR-geheugen is traditioneel veel sneller dan het standaard DDR-geheugen dat normaal door CPU's wordt gebruikt. De Ryzen 5000-processorserie heeft toegang tot dit snellere geheugen en kan zo extra prestatieniveaus leveren.

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 een gemengde reactie van de gemeenschap, waarbij de helft van de mensen erg enthousiast was over de extra prestaties die nu kunnen worden gebruikt met een All-AMD-build, en de helft van de mensen was teleurgesteld dat AMD de extra prestaties voor CPU's van alleen de 5000-serie. Noch een Intel-CPU, noch een oudere Ryzen-CPU kan profiteren van de extra prestaties op het moment van schrijven, wat een teleurstelling kan zijn voor de gebruikers van die platforms die een GPU uit de RX 6000-serie willen kopen.

Vereisten

Smart Access-geheugen is niet iets dat is uitgevonden door AMD. Het is slechts een implementatie van de PCIe Resizable BAR-functie (die we zo dadelijk zullen bespreken). Daarom kan SAM theoretisch werken op alle PCIe 3.0- en PCIe 4.0-moederborden, evenals op grafische kaarten. Momenteel beperkt AMD deze implementatie echter tot alleen de nieuwe RX 6000-serie grafische kaarten. Naast een van de glimmende nieuwe Big Navi-kaarten, heb je een AMD Ryzen 5000-serie CPU nodig op basis van de Zen 3-architectuur en een 500-serie moederbordchipset.

Aan de softwarekant heeft AMD de functie gevalideerd op AMD Radeon Driver 20.11.2 of nieuwer. U hebt ook het nieuwste moederbord-BIOS nodig op basis van de AMD AGESA 1.1.0.0-microcode of nieuwer. Momenteel heeft AMD de volgende moederborden aanbevolen en gevalideerd:

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

Dit zijn slechts gevalideerde borden en SAM zal vrijwel zeker werken met alle B550- en X570-moederborden langs de lijn.

Methode

Als uw systeem voldoet aan alle vereisten voor AMD Smart Access Memory, kunt u uw BIOS bijwerken naar de nieuwste beschikbare versie op de productpagina van uw moederbord. Nu moet u Smart Access Memory handmatig inschakelen.

De methode om SAM in te schakelen, varieert van moederbord tot moederbord. Op sommige boards wordt het waarschijnlijk niet eens Smart Access Memory genoemd. Sommige moederbordfabrikanten hebben gekozen voor opties zoals Boven 4G-decodering, Het formaat van BAR wijzigen, of Aanpasbare balk. Een snelle online zoekopdracht met het modelnummer van uw specifieke moederbord leidt u naar de juiste optie.

Voor onze gids kijken we naar het proces voor het ASUS Crosshair VIII Hero X570-moederbord. Dit zou voldoende zijn om een ​​algemeen idee van de methode te geven.

• Allereerst moet u CSM (Compatibility Support Module) uitschakelen en ervoor zorgen dat deze is uitgeschakeld. Ga hiervoor naar het Laars menu en zoek naar het CSM / Compatibiliteitsondersteuningsmodule Stel CSM in op Gehandicapt.

• Ga naar het Geavanceerd menu en zoek naar het PCI-subsysteeminstellingen. Op andere moederbordmodellen kan het worden geschreven als PCIe / PCI Express-configuratie opties.
• Schakel in deze instellingen in Boven 4G-decodering.
• Van daaruit is de optie om te configureren Re-size BAR-ondersteuning zal beschikbaar komen. Zet het op Auto.

• Nu Uitgang het menu Geavanceerd en selecteer Sla wijzigingen op en herstart. Bevestig de wijzigingen door ze te verifiëren en klik op OK.

• Na een succesvol herstart van het moederbord, wordt de PCIe Resizable BAR-optie (AMD Smart Access Memory) ingeschakeld voor uw Radeon RX 6000-serie grafische kaart en Ryzen 5000-serie CPU.

Resultaten

AMD beweert dat het inschakelen van Smart Access Memory je een kleine maar gratis boost geeft, variërend van 2% tot 13% in spelprestaties, afhankelijk van het spel. AMD presenteerde een dia die laat zien dat SAM kan bijdragen aan een prestatieverhoging van gemiddeld 2% -13%, waarbij sommige games tot 14% meer prestaties leveren met zowel SAM als Rage Mode ingeschakeld. Omdat SAM volledig gratis is, moet u het zeker AAN zetten als u over de juiste hardware beschikt.

Aankondiging van Nvidia

Nvidia sprong snel in de situatie met de aankondiging dat het momenteel werkt aan een vergelijkbare functie als Smart Access Memory voor hun RTX 3000-serie grafische kaarten, en het zal binnenkort worden vrijgegeven in een driverupdate voor die kaarten. Nvidia beweert dat de technologie achter de SAM-functie standaard is opgenomen in de PCIe-specificatie en dat het alternatief van Nvidia 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.

De technologie waarnaar Nvidia verwijst, is de Resizable PCIe BAR-technologie, een open standaard die in 2008 door PCI-SIG in de PCIe-standaard is opgenomen.

Aanpasbare PCIe BAR

Dus wat is Resizable PCIe BAR precies? Welnu, onder de fysieke PCI Express-bus wordt een virtuele tunnel gegenereerd tussen de grafische kaart en het proces. Door deze tunnel kan de processor zonder enige belemmering rechtstreeks toegang krijgen tot het VRAM-geheugen. Door het formaat van deze virtuele tunnel aan te passen, heeft de processor directe toegang tot de hele geheugenpool van de GPU, wat we zien met de nieuwe Smart Access Memory-technologie.

De manier waarop Resizable PCIe BAR-technologie werkt, is een beetje ingewikkeld. In wezen wijzigt het stuurprogramma in de kernelmodus de toegankelijke VRAM-grootte naar de volledige geheugengrootte van de grafische kaart via een achtergrondproces. Het is belangrijk op te merken dat hoewel al het geheugen beschikbaar is voor gebruik door de CPU, de prioriteit altijd wordt gegeven aan de grafische kaart, aangezien de GPU veel sneller moet worden gevoed met texturen en activagegevens. Als de grootte succesvol is gewijzigd, zou het stuurprogramma in de kernelmodus een enkel geheugensegment met de naam "CPUvisible" aan de VRAM-manager moeten tonen. De VRAM-manager wijst de virtuele adressen van de CPU rechtstreeks toe aan het geheugen dat indien nodig toegankelijk blijft.

Resizable BAR (of Base Access Register) werd eigenlijk al in 2008 voorgesteld door HP en AMD. Deze bedrijven waren degenen die dit idee voorstelden aan de PCI-SIG, die de PCI Express-standaard beheert. Resizable BAR heeft door de jaren heen verschillende namen gekregen, waarvan Smart Access Memory de meest opvallende is. Behalve SAM is de Resizable BAR ook door ASRock ASRock Clever Access Memory genoemd in zijn moederborden.

Ondersteuning voor oudere Ryzen-CPU's en Intel

Een ding dat echt veelbelovend is in de aankondiging van Nvidia, is het feit dat het naar verluidt ook zou werken op Intel en oudere Ryzen-platforms. Dit lijkt de willekeurige beperking van AMD te omzeilen, die in de eerste plaats geen positieve reactie kreeg van de technische gemeenschap. Het zou jammer zijn als de implementatie van Nvidia compatibel was met oudere Ryzen-processors en 400-serie boards, terwijl AMD's eigen SAM-implementatie alleen compatibel was met Ryzen 5000-serie processors en 500-serie moederborden.

Het lijkt mogelijk dat deze functie ook zou werken op Intel en andere Ryzen-processors, aangezien er niets specifieks is aan de Resizable PCIe BAR die een Ryzen 5000-serie CPU en een PCIe Gen 4-moederbord vereist. In feite ondersteunen Intel-processors de PCIe BAR-technologie sinds de Haswell-architectuur die in 2013 werd uitgebracht. Daarom zou de aanstaande Resizable BAR-implementatie van Nvidia nog wijdverspreider kunnen worden dan AMD's Smart Access Memory.

Toekomstige implicaties

Momenteel is AMD's Smart Access Memory vergrendeld op de AMD Ryzen 5000-serie processors in combinatie met een 500-serie moederbord zoals B550 of X570 samen met een Radeon RX 6000-serie GPU. Alle tekenen lijken echter te wijzen op een aanstaande PCIe Resizable BAR-implementatie van Nvidia voor zijn grafische kaarten uit de RTX 3000-serie op basis van de Ampere-architectuur. Dit lijkt onvermijdelijk te zijn, aangezien Nvidia het al heeft aangekondigd, en bovendien zou het een breder scala aan compatibiliteit moeten krijgen terwijl het vergelijkbare prestaties levert.

Het is mogelijk dat na de release van Nvidia van een gelijkwaardige PCIe Resizable BAR-implementatie, AMD ook zijn compatibiliteitsnet zou moeten uitbreiden. Er zijn gewoon niet veel mensen die een grafische kaart uit de RX 6000-serie kopen met een Ryzen 5000-serie CPU en een 500-serie moederbord, vooral met de aanhoudende wereldwijde problemen met de levering van silicium. Er zijn veel meer gamers en algemene consumenten op oudere Ryzen-processors met moederborden uit de 400-serie en zelfs meer Intel-platformgamers die graag compatibiliteit met deze technologie zouden willen hebben. Met dit in gedachten zou AMD zijn compatibiliteitsbereik eerder dan later moeten uitbreiden naar oudere Ryzen-CPU's, oudere moederborden en Intel's CPU's en moederborden.

Aangezien PCIe Resizable BAR-technologie een PCI-standaard is die al in de PCI-specificatie is ingebouwd, zal het bredere compatibiliteitsnet ervoor zorgen dat deze technologie de komende generaties mainstream wordt. Het verhoogt de prestaties gratis en heeft zelfs in het ergste geval geen invloed op de prestaties. Daarom is het redelijk om te verwachten dat PCIe Resizable BAR-technologie de komende jaren een standaardfunctie zal worden.

Laatste woorden

AMD leverde een van de meest interessante en tegelijkertijd polariserende functies met hun RX 6000-serie grafische kaarten in oktober 2020. De Smart Access Memory-functie verhoogt de prestaties gratis, op voorwaarde dat de gebruiker een compatibele set hardware heeft. De SAM-functie is slechts een rebranding van de reeds bestaande PCIe BAR-technologie die aanwezig is in de PCI-specificatie, dus niets belet AMD om ondersteuning van deze technologie uit te breiden naar andere CPU's en moederborden.

Nvidia profiteerde van de exclusiviteit van AMD en kondigde hun aankomende variant van de Resizable PCIe BAR-technologie aan die zou moeten werken op een groot aantal platforms met hun RTX 3000-serie GPU's. Deze stap van Nvidia zou AMD onder druk moeten zetten om de compatibiliteit van hun Smart Access Memory-implementatie uit te breiden, en we kunnen verwachten dat deze technologie de komende jaren mainstream zal worden.