Resizable PCIe BAR och AMD Smart Access Memory förklaras

28 oktober^th, 2020 marknadsför en ganska betydande milstolpe för AMDs Radeon-division när de släppte sin helt nya Radeon RX 6000-serie grafikkort baserat på RDNA2-arkitekturen. De tre nya grafikkorten i serien, AMD Radeon RX 6800, RX 6800 XT och RX 6900 XT är tänkta att gå head-to-head med de bästa erbjudandena från Nvidias RTX 3000-serie. AMD har varit bakom Nvidia när det gäller GPU: er under större delen av decenniet, men nu med den nya och förbättrade RDNA2-arkitekturen ger AMD äntligen den konkurrens som marknaden krävde. Det är första gången på flera generationer som AMD: s bästa erbjudande har varit direkt konkurrenskraftigt mot Nvidias bästa erbjudande när det gäller prestanda.

AMD förbättrade inte bara den traditionella rasteriseringsprestandan hos sina kort jämfört med föregående generation, men de gick också vidare och lade till några ganska attraktiva funktioner i deras nya sortiment. Funktioner som Real-Time Ray Tracing-stöd (som du kan lära dig mer om precis här) missades mycket i RX 5700-serien eftersom Nvidias Turing-serie av grafikprocessorer lätt dominerade marknaden på grund av den funktionen även till en högre prispunkt. Det har förändrats med RX 6000-serien eftersom AMD har gett stöd för realtidsspårning med RDNA 2-arkitekturen. AMD har också infört en överklockningsfunktion med ett klick som kallas "Rage Mode" som syftar till att ytterligare öka prestandan när den är aktiverad.

Den kanske mest intressanta funktionen som AMD har introducerat i denna generation är Smart Access Memory eller SAM. Denna funktion är för närvarande exklusiv för AMD och lovar att leverera vissa prestandaförbättringar under rätt förhållanden. Låt oss dyka djupt in i SAM och analysera mekanismen bakom denna teknik.

AMD Smart Access-minne

Förmodligen den mest intressanta och samtidigt polariserande funktionen i RX 6000-serien av grafikkort är Smart Access Memory eller SAM-funktionen. Den här funktionen skulle endast vara tillgänglig för användare med en processor i Ryzen 5000-serien, ett moderkort i 500-serien och ett Radeon RX 6000-seriens grafikkort. Smart Access Memory är AMDs varumärke för implementering av PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers) -funktionen. Smart Access Memory ger i princip CPU åtkomst till hela mängden GDDR6-minne som finns på RX 6000-serien av grafikkort.

Vanligtvis har CPU endast tillgång till VRAM är 256MB-block eller 256MB I / O-minnesadressregioner. Smart Access Memory tar bort den begränsningen och ger CPU direkt åtkomst till hela VRAM-poolen. GDDR-minnet är traditionellt mycket snabbare än det vanliga DDR-minnet som normalt används av processorer. Ryzen 5000-serien av processorer kan komma åt detta snabbare minne och kan därmed leverera ytterligare nivåer av prestanda.

Detta är första gången som ett företag släpper en funktion som låser upp ytterligare prestanda beroende på medföljande hårdvara som användaren har. Detta beslut möttes med ett blandat svar från samhället, med hälften av människorna som verkligen är glada över den extra prestanda som nu kan utnyttjas med en All-AMD-byggnad, och hälften av människorna besvikna över att AMD låser ut den extra prestandan till CPU endast 5000-serien. Varken någon Intel-processor eller någon äldre Ryzen-processor kan utnyttja extra prestanda i skrivande stund, vilket kan bli en besvikelse för användarna av de plattformar som vill köpa en RX 6000-serie GPU.

Krav

Smart Access-minne är inte något som har uppfunnits av AMD. Det är bara en implementering av PCIe Resizable BAR-funktionen (som vi kommer att diskutera om ett ögonblick). Därför kan SAM arbeta teoretiskt på alla PCIe 3.0- och PCIe 4.0-moderkort samt grafikkort. För närvarande begränsar AMD emellertid denna implementering till endast den nya RX 6000-serien av grafikkort. Förutom ett av de glänsande nya Big Navi-korten behöver du en AMD Ryzen 5000-serie CPU baserad på Zen 3-arkitekturen och ett 500-serie moderkortschipset.

På mjukvarusidan har AMD validerat funktionen på AMD Radeon Driver 20.11.2 eller senare. Du måste också ha det senaste moderkortets BIOS baserat på AMD AGESA 1.1.0.0-mikrokoden eller nyare. För närvarande har AMD rekommenderat och validerat följande moderkort:

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

Dessa är bara validerade kort och SAM kommer nästan definitivt att fungera med alla B550- och X570-moderkort.

Metod

Om ditt system uppfyller alla krav för AMD Smart Access Memory, uppdatera ditt BIOS till det senaste tillgängliga från moderkortets produktsida. Nu måste du aktivera Smart Access Memory manuellt.

Metoden för att aktivera SAM varierar från moderkort till moderkort. I vissa brädor kommer det antagligen inte ens att kallas Smart Access Memory. Vissa moderkortstillverkare har valt alternativ som Ovanför 4G-avkodning, Ändra storlek på BAR, eller Ändringsbar BAR. En snabb sökning online med ditt specifika moderkorts modellnummer leder dig till rätt alternativ.

För vår guide tittar vi på processen för ASUS Crosshair VIII Hero X570 moderkort. Detta skulle räcka för att ge en allmän bild av metoden.

Först och främst måste du stänga av CSM (Compatibility Support Module) och se till att den är inaktiverad. För detta, gå till Känga menyn och leta efter CSM / Kompatibilitetsstödmodul Ställ in CSM på Inaktiverad.

Gå till Avancerad menyn och sök efter Inställningar för PCI-delsystem. På andra moderkortmodeller kan det skrivas som PCIe / PCI Express-konfiguration alternativ.
I dessa inställningar, aktivera Ovanför 4G-avkodning.
Därifrån, alternativet att konfigurera Ändra storlek på BAR-stöd blir tillgängliga. Ställ in den på Bil.

Nu Utgång Avancerad-menyn och välj Spara ändringar och återställ. Bekräfta ändringarna genom att verifiera dem och klicka på OK.

Efter en lyckad starta om på moderkortet kommer PCIe Resizable BAR-alternativet (AMD Smart Access Memory) att aktiveras för ditt Radeon RX 6000-seriens grafikkort och Ryzen 5000-seriens CPU.

Resultat

AMD hävdar att det att aktivera Smart Access Memory kommer att ge dig en liten men gratis boost från 2% upp till 13% i spelprestanda beroende på spel. AMD presenterade en bild som visar att SAM kan bidra till en ökning av prestanda från 2% -13% i genomsnitt med vissa spel som ger upp till 14% mer prestanda med både SAM och Rage Mode påslagen. Eftersom SAM är helt gratis bör du definitivt sätta på den om du har rätt hårdvara.

Nvidias tillkännagivande

Nvidia var snabb med att hoppa in i situationen med ett tillkännagivande att det för närvarande arbetar på en liknande funktion som Smart Access Memory för deras RTX 3000-serie grafikkort, och den släpps snart i en drivrutinsuppdatering för dessa kort. Nvidia hävdar att tekniken bakom SAM-funktionen är en standard inkludering i PCIe-specifikationen och att Nvidias alternativ kommer att fungera på både Intel- och AMD-processorer med ett bredare utbud av moderkort också. Nvidia hävdade också att deras interna tester visar liknande prestanda som AMDs påstådda prestanda med SAM.

Tekniken som Nvidia hänvisar till är Resizable PCIe BAR-tekniken som är en öppen standard som ingår i PCI-SIG i PCIe-standarden 2008.

Ändringsbar PCIe BAR

Så vad är resizable PCIe BAR exakt? Tja, under den fysiska PCI Express-bussen skapas en virtuell tunnel mellan grafikkortet och processen. Denna tunnel gör att processorn kan komma åt VRAM-minnet direkt utan hinder. Genom att ändra storlek på den här virtuella tunneln kan processorn få direkt åtkomst till hela GPU-minnet, vilket vi ser med den nya Smart Access Memory-tekniken.

Sättet att ändra storlek på PCIe BAR-teknik fungerar är lite komplicerat. I huvudsak ändrar kärnlägesdrivrutinen den tillgängliga VRAM-storleken till hela minnesstorleken på grafikkortet genom en bakgrundsprocess. Det är viktigt att notera att även om allt minne är tillgängligt för CPU: n för användning, ges alltid grafikkortet prioritet eftersom GPU måste matas med texturer och tillgångsdata mycket snabbare. I en lyckad storleksändring ska kärnlägesdrivrutinen exponera ett enda minnessegment med namnet "CPUvisible" för VRAM-hanteraren. VRAM-chefen tilldelar processorns virtuella adresser direkt till minnet som förblir tillgängligt efter behov.

Resizable BAR (eller Base Access Register) föreslogs faktiskt av HP och AMD redan 2008. Dessa företag var de som föreslog denna idé till PCI-SIG, som hanterar PCI Express-standarden. Resizable BAR har fått olika namn genom åren, det mest anmärkningsvärda är Smart Access Memory. Förutom SAM har Resizable BAR också utsetts till ASRock Clever Access Memory av ASRock på sina moderkort.

Stöd för äldre Ryzen-processorer och Intel

En sak som är riktigt lovande i Nvidias tillkännagivande är det faktum att det enligt uppgift ska fungera på Intel och äldre Ryzen-plattformar också. Det verkar fungera kring AMD: s godtyckliga begränsning som inte fick ett positivt svar från teknologinsamhället i första hand. Det skulle vara synd om Nvidias implementering också var kompatibel med äldre Ryzen-processorer och 400-seriens kort, medan AMDs egen SAM-implementering bara var kompatibel med Ryzen 5000-serieprocessorer och moderkort i 500-serien.

Det verkar vara möjligt att den här funktionen också fungerar på Intel och andra Ryzen-processorer eftersom det inte finns något specifikt med Resizable PCIe BAR som kräver en Ryzen 5000-serie CPU och ett PCIe Gen 4-moderkort. Faktum är att Intel-processorer stöder PCIe BAR-tekniken ända sedan Haswell-arkitekturen släpptes 2013. Därför kan Nvidias kommande Resizable BAR-implementering bli ännu mer utbredd än AMDs Smart Access Memory.

Framtida konsekvenser

För närvarande är AMDs Smart Access-minne låst till AMD Ryzen 5000-seriens processorer ihop med ett moderkort i 500-serien som B550 eller X570 tillsammans med en Radeon RX 6000-serie GPU. Alla tecken verkar dock peka mot en kommande PCIe Resizable BAR-implementering från Nvidia för sina RTX 3000-seriens grafikkort baserat på Ampere-arkitekturen. Detta verkar vara oundvikligt eftersom Nvidia redan har meddelat det, och dessutom ska det få ett bredare utbud av kompatibilitet samtidigt som det ger liknande prestanda.

Det är möjligt att AMD efter Nvidias släpp av en motsvarande PCIe Resizable BAR-implementering också måste utöka sitt kompatibilitetsnät. Det finns helt enkelt inte många som köper ett grafikkort i RX 6000-serien med en Ryzen 5000-serie CPU och ett 500-serie moderkort, särskilt med de pågående globala kiselförsörjningsproblemen. Det finns mycket fler spelare och allmänna konsumenter på äldre Ryzen-processorer med moderkort i 400-serien och ännu fler Intel-plattformsspelare som skulle älska att vara kompatibla med denna teknik. Med tanke på detta måste AMD utvidga sitt kompatibilitetsintervall till äldre Ryzen-processorer, äldre moderkort, såväl som Intels processorer och moderkort förr än senare.

Eftersom PCIe Resizable BAR-teknik är en PCI-standard som redan är inbyggd i PCI-specifikationen kommer det bredare kompatibilitetsnätet att säkerställa att denna teknik blir mainstream under de närmaste generationerna. Det ökar prestanda gratis, och även i värsta fall har det ingen inverkan på prestanda. Därför är det rimligt att förvänta sig att PCIe Resizable BAR-teknik blir en standardfunktion under de kommande åren.

Slutord

AMD levererade en av de mest intressanta och samtidigt polariserande funktionerna med sina RX 6000-serie grafikkort i oktober 2020. Smart Access Memory-funktionen ökar prestanda gratis förutsatt att användaren har en kompatibel uppsättning maskinvara. SAM-funktionen är bara en ommärkning av den redan existerande PCIe BAR-tekniken som finns i PCI-specifikationen, så det finns inget som hindrar AMD från att utöka stödet för denna teknik till andra processorer och moderkort.

Nvidia utnyttjade AMDs exklusivitet och tillkännagav sin kommande variant av Resizable PCIe BAR-teknik som ska fungera på en mängd plattformar med deras RTX 3000-serie av GPU: er. Detta steg från Nvidia borde sätta press på AMD för att utöka kompatibiliteten för deras implementering av Smart Access Memory, och vi kan förvänta oss att denna teknik kommer att bli mainstream under de närmaste åren.