Größenanpassung von PCIe BAR und AMD Smart Access Memory erklärt

28. Oktober^th, Der Markt für 2020 ist ein wichtiger Meilenstein für die AMD-Division Radeon, als sie ihre brandneue Radeon RX 6000-Grafikkartenserie auf Basis der RDNA2-Architektur herausbrachten. Die drei neuen Grafikkarten der Serie, die AMD Radeon RX 6800, die RX 6800 XT und die RX 6900 XT, sollen sich mit den besten Angeboten der RTX 3000-Serie von Nvidia messen. AMD ist in Bezug auf GPUs den größten Teil des Jahrzehnts hinter Nvidia zurückgeblieben, aber jetzt, mit der neuen und verbesserten RDNA2-Architektur, bringt AMD endlich die Konkurrenz, die der Markt forderte. Dies ist das erste Mal seit mehreren Generationen, dass das Top-Angebot von AMD in Bezug auf die Leistung direkt mit dem Top-Angebot von Nvidia konkurriert.

AMD hat nicht nur die traditionelle Rasterleistung ihrer Karten im Vergleich zur vorherigen Generation verbessert, sondern auch einige ziemlich attraktive Funktionen in ihre neue Produktreihe aufgenommen. Funktionen wie die Echtzeit-Raytracing-Unterstützung (über die Sie mehr erfahren können genau hier) wurden in der RX 5700-Serie schmerzlich vermisst, da die GPU-Reihe Turing von Nvidia aufgrund dieser Funktion auch zu einem höheren Preis leicht den Markt dominierte. Dies hat sich mit der RX 6000-Serie geändert, da AMD die Echtzeit-Raytracing-Funktion mit der RDNA 2-Architektur unterstützt. AMD hat außerdem eine One-Click-Overclocking-Funktion namens „Rage Mode“ eingeführt, mit der die Leistung nach der Aktivierung weiter gesteigert werden soll.

Das vielleicht interessanteste Feature, das AMD in dieser Generation eingeführt hat, ist Smart Access Memory oder SAM. Diese Funktion ist derzeit nur für AMD verfügbar und verspricht einige Leistungsverbesserungen unter den richtigen Bedingungen. Lassen Sie uns tief in SAM eintauchen und den Mechanismus hinter dieser Technologie analysieren.

AMD Smart Access Memory

Die wahrscheinlich interessanteste und gleichzeitig polarisierende Funktion der Grafikkarten der RX 6000-Serie ist die Smart Access Memory- oder SAM-Funktion. Diese Funktion steht nur Benutzern mit einer CPU der Ryzen 5000-Serie, einem Motherboard der 500er-Serie und einer Grafikkarte der Radeon RX 6000-Serie zur Verfügung. Smart Access Memory ist das Markenzeichen von AMD für die Implementierung der PCI Express Resizable BAR-Funktion (Base Address Registers). Mit dem Smart Access-Speicher kann die CPU im Wesentlichen auf die gesamte GDDR6-Speicherkapazität der Grafikkarten der RX 6000-Serie zugreifen.

Normalerweise hat die CPU nur Zugriff auf den VRAM mit 256 MB Blöcken oder 256 MB E / A-Speicheradressbereichen. Smart Access Memory hebt diese Einschränkung auf und ermöglicht der CPU den direkten Zugriff auf den gesamten VRAM-Pool. Der GDDR-Speicher ist traditionell viel schneller als der Standard-DDR-Speicher, der normalerweise von CPUs verwendet wird. Die Prozessoren der Ryzen 5000-Serie können auf diesen schnelleren Speicher zugreifen und somit zusätzliche Leistungsstufen liefern.

Dies ist das erste Mal, dass ein Unternehmen eine Funktion veröffentlicht, die abhängig von der zugehörigen Hardware, über die der Benutzer verfügt, zusätzliche Leistung freischaltet. Diese Entscheidung wurde von der Community mit gemischten Reaktionen beantwortet. Die Hälfte der Leute war wirklich begeistert von der zusätzlichen Leistung, die jetzt mit einem All-AMD-Build genutzt werden kann, und die Hälfte der Leute war enttäuscht, dass AMD die zusätzliche Leistung für CPUs von sperrt nur die 5000er Serie. Weder eine Intel-CPU noch eine ältere Ryzen-CPU können die zusätzliche Leistung zum Zeitpunkt des Schreibens nutzen, was für die Benutzer der Plattformen, die eine GPU der RX 6000-Serie kaufen möchten, eine Enttäuschung sein kann.

Bedarf

Smart Access-Speicher wurde von AMD nicht erfunden. Es ist nur eine Implementierung der PCIe Resizable BAR-Funktion (die wir gleich diskutieren werden). Daher kann SAM theoretisch auf allen PCIe 3.0- und PCIe 4.0-Motherboards sowie auf Grafikkarten verwendet werden. Derzeit beschränkt AMD diese Implementierung jedoch nur auf die neue Grafikkartenserie RX 6000. Zusätzlich zu einer der glänzenden neuen Big Navi-Karten benötigen Sie eine AMD Ryzen 5000-CPU, die auf der Zen 3-Architektur basiert, und einen Motherboard-Chipsatz der 500-Serie.

Auf der Softwareseite hat AMD die Funktion in AMD Radeon Driver 20.11.2 oder neuer validiert. Sie benötigen außerdem das neueste Motherboard-BIOS, das auf dem AMD AGESA 1.1.0.0-Mikrocode oder neuer basiert. Derzeit hat AMD die folgenden Motherboards empfohlen und validiert:

• ASUS X570 Fadenkreuz VIII Hero WiFi
• ASRock X570 Taichi
• GIGABYTE AORUS X570 Master
• MSI X570 gottähnlich

Dies sind nur validierte Karten, und SAM funktioniert mit Sicherheit mit allen B550- und X570-Motherboards auf der ganzen Linie.

Methode

Wenn Ihr System alle Anforderungen für AMD Smart Access Memory erfüllt, aktualisieren Sie Ihr BIOS auf der Produktseite Ihres Motherboards auf das neueste verfügbare BIOS. Jetzt müssen Sie den Smart Access-Speicher manuell aktivieren.

Die Methode zum Aktivieren von SAM variiert von Motherboard zu Motherboard. In einigen Boards wird es wahrscheinlich nicht einmal als Smart Access Memory bezeichnet. Einige Motherboard-Hersteller haben sich für Optionen wie entschieden Über 4G Decodierung, Ändern der Größe von BAR, oder Größenänderbare Leiste. Eine schnelle Online-Suche mit der Modellnummer Ihres Motherboards führt Sie zur richtigen Option.

Für unseren Leitfaden betrachten wir den Prozess für das ASUS Crosshair VIII Hero X570-Motherboard. Dies würde ausreichen, um eine allgemeine Vorstellung von der Methode zu geben.

• Zunächst müssen Sie CSM (Compatibility Support Module) deaktivieren und sicherstellen, dass es deaktiviert ist. Gehen Sie dazu zum Booten Menü und suchen Sie nach dem CSM / Kompatibilitäts-Support-Modul Stellen Sie CSM auf ein Deaktiviert.

• Gehe zum Fortgeschrittene Menü und suchen Sie nach dem PCI-Subsystemeinstellungen. Bei anderen Motherboard-Modellen könnte es als geschrieben werden PCIe / PCI Express-Konfiguration Optionen.
• Aktivieren Sie in diesen Einstellungen Über 4G Decodierung.
• Von dort aus die Option zum Konfigurieren BAR-Unterstützung für neue Größe wird verfügbar sein. Stellen Sie es auf ein Auto.

• Jetzt Ausgang das erweiterte Menü und wählen Sie Änderungen speichern und neu starten. Bestätigen Sie die Änderungen, indem Sie sie überprüfen und auf OK klicken.

• Nach einem erfolgreichen Neustart Auf dem Motherboard wird die Option PCIe Resizable BAR (AMD Smart Access Memory) für Ihre Grafikkarte der Radeon RX 6000-Serie und die CPU der Ryzen 5000-Serie aktiviert.

Ergebnisse

AMD behauptet, dass die Aktivierung von Smart Access Memory Ihnen einen kleinen, aber kostenlosen Anstieg der Spieleleistung von 2% bis 13% je nach Spiel bringt. AMD präsentierte eine Folie, die zeigt, dass SAM zu einer Leistungssteigerung von durchschnittlich 2 bis 13% beitragen kann, wobei einige Spiele bei eingeschaltetem SAM- und Rage-Modus bis zu 14% mehr Leistung liefern. Da SAM völlig kostenlos ist, sollten Sie es auf jeden Fall einschalten, wenn Sie die richtige Hardware haben.

Ankündigung von Nvidia

Nvidia war schnell in die Situation eingetreten und gab bekannt, dass derzeit an einer ähnlichen Funktion wie Smart Access Memory für die Grafikkarten der RTX 3000-Serie gearbeitet wird. Diese wird in Kürze in einem Treiber-Update für diese Karten veröffentlicht. Nvidia behauptet, dass die Technologie hinter der SAM-Funktion standardmäßig in die PCIe-Spezifikation aufgenommen wurde und dass die Alternative von Nvidia sowohl auf Intel- als auch auf AMD-CPUs mit einer größeren Auswahl an Motherboards funktioniert. Nvidia behauptete auch, dass ihre internen Tests eine ähnliche Leistung wie die von AMD behauptete Leistung mit SAM zeigen.

Die Technologie, auf die sich Nvidia bezieht, ist die Resizable PCIe BAR-Technologie, ein offener Standard, der 2008 von PCI-SIG in den PCIe-Standard aufgenommen wurde.

Größenänderbare PCIe-Leiste

Was genau ist Resizable PCIe BAR? Nun, unter dem physischen PCI Express-Bus wird ein virtueller Tunnel zwischen der Grafikkarte und dem Prozess erzeugt. Dieser Tunnel ermöglicht es dem Prozessor, ungehindert direkt auf den VRAM-Speicher zuzugreifen. Durch die Größenänderung dieses virtuellen Tunnels kann der Prozessor direkt auf den gesamten Speicherpool der GPU zugreifen. Dies ist bei der neuen Smart Access Memory-Technologie der Fall.

Die Funktionsweise der Resizable PCIe BAR-Technologie ist etwas kompliziert. Im Wesentlichen ändert der Kernel-Modus-Treiber die zugängliche VRAM-Größe durch einen Hintergrundprozess auf die gesamte Speichergröße der Grafikkarte. Es ist wichtig zu beachten, dass, obwohl der gesamte Speicher der CPU zur Verwendung zur Verfügung steht, die Grafikkarte immer Vorrang hat, da die GPU viel schneller mit Texturen und Asset-Daten versorgt werden muss. Bei einer erfolgreichen Größenänderung sollte der Kernel-Modus-Treiber dem VRAM-Manager ein einzelnes Speichersegment mit dem Namen "CPUvisible" zur Verfügung stellen. Der VRAM-Manager weist die virtuellen Adressen der CPU direkt dem Speicher zu, auf den bei Bedarf zugegriffen werden kann.

Eine anpassbare BAR (oder ein Basiszugriffsregister) wurde bereits 2008 von HP und AMD vorgeschlagen. Diese Unternehmen haben diese Idee der PCI-SIG vorgeschlagen, die den PCI Express-Standard verwaltet. Resizable BAR hat im Laufe der Jahre verschiedene Namen erhalten, von denen der Smart Access Memory der bemerkenswerteste ist. Abgesehen von SAM wurde die Resizable BAR von ASRock auf ihren Motherboards auch als ASRock Clever Access Memory bezeichnet.

Unterstützung für ältere Ryzen-CPUs und Intel

Eine Sache, die in der Ankündigung von Nvidia wirklich vielversprechend ist, ist die Tatsache, dass es angeblich auch auf Intel- und älteren Ryzen-Plattformen funktionieren soll. Dies scheint die willkürliche Einschränkung von AMD zu umgehen, die von der Tech-Community überhaupt nicht positiv aufgenommen wurde. Es wäre eine Schande, wenn die Implementierung von Nvidia auch mit älteren Ryzen-Prozessoren und Karten der 400er-Serie kompatibel wäre, während AMDs eigene SAM-Implementierung nur mit Prozessoren der Ryzen 5000er-Serie und Motherboards der 500er-Serie kompatibel wäre.

Es scheint möglich zu sein, dass diese Funktion auch auf Intel und anderen Ryzen-Prozessoren funktioniert, da die Resizable PCIe BAR nichts Spezifisches enthält, für das eine CPU der Ryzen 5000-Serie und ein PCIe Gen 4-Motherboard erforderlich sind. Tatsächlich unterstützen Intel-Prozessoren die PCIe BAR-Technologie seit der Veröffentlichung der Haswell-Architektur im Jahr 2013. Daher wird die bevorstehende Resizable BAR-Implementierung von Nvidia möglicherweise noch weiter verbreitet als der Smart Access Memory von AMD.

Zukünftige Implikationen

Derzeit ist der Smart Access Memory von AMD an die Prozessoren der AMD Ryzen 5000-Serie gebunden, die mit einem Motherboard der 500er-Serie wie B550 oder X570 zusammen mit einer GPU der Radeon RX 6000-Serie gekoppelt sind. Alle Anzeichen scheinen jedoch auf eine bevorstehende PCIe Resizable BAR-Implementierung von Nvidia für seine Grafikkarten der RTX 3000-Serie zu deuten, die auf der Ampere-Architektur basieren. Dies scheint unvermeidlich zu sein, da Nvidia dies bereits angekündigt hat und darüber hinaus ein breiteres Kompatibilitätsspektrum bei ähnlicher Leistung erhalten soll.

Möglicherweise müsste AMD nach der Veröffentlichung einer äquivalenten PCIe Resizable BAR-Implementierung durch Nvidia auch sein Kompatibilitätsnetz erweitern. Es gibt einfach nicht viele Leute, die eine Grafikkarte der RX 6000-Serie mit einer CPU der Ryzen 5000-Serie und einem Motherboard der 500er-Serie kaufen, insbesondere angesichts der anhaltenden globalen Probleme bei der Siliziumversorgung. Es gibt viel mehr Gamer und allgemeine Verbraucher auf älteren Ryzen-Prozessoren mit Motherboards der 400er-Serie und noch mehr Intel-Plattform-Gamer, die gerne mit dieser Technologie kompatibel wären. Vor diesem Hintergrund müsste AMD seinen Kompatibilitätsbereich früher als später auf ältere Ryzen-CPUs, ältere Motherboards sowie Intel-CPUs und Motherboards ausweiten.

Da die PCIe Resizable BAR-Technologie ein PCI-Standard ist, der bereits in die PCI-Spezifikation integriert ist, wird das breitere Kompatibilitätsnetz sicherstellen, dass diese Technologie in den nächsten Generationen zum Mainstream wird. Es erhöht die Leistung kostenlos und hat selbst im schlimmsten Fall keinen Einfluss auf die Leistung. Daher ist zu erwarten, dass die PCIe Resizable BAR-Technologie in den kommenden Jahren zum Standard wird.

Letzte Worte

AMD lieferte mit ihren eine der interessantesten und gleichzeitig polarisierenden Eigenschaften Grafikkarten der Serie RX 6000 im Oktober 2020. Die Smart Access Memory-Funktion steigert die Leistung kostenlos, sofern der Benutzer über eine kompatible Hardware verfügt. Die SAM-Funktion ist nur eine Umbenennung der bereits vorhandenen PCIe BAR-Technologie, die in der PCI-Spezifikation enthalten ist. Nichts hindert AMD daran, die Unterstützung dieser Technologie auf andere CPUs und Motherboards auszudehnen.

Nvidia nutzte die Exklusivität von AMD und kündigte die kommende Variante der Resizable PCIe BAR-Technologie an, die mit ihren GPUs der RTX 3000-Serie auf einer Vielzahl von Plattformen funktionieren soll. Dieser Schritt von Nvidia sollte AMD unter Druck setzen, die Kompatibilität der Implementierung des Smart Access-Speichers zu erweitern, und wir können davon ausgehen, dass diese Technologie in den nächsten Jahren zum Mainstream wird.