Объяснение изменяемого размера шины PCIe BAR и памяти AMD Smart Access

28 октябряth,Рынок 2020 года является довольно важной вехой для подразделения AMD Radeon, поскольку они выпустили свою новую серию видеокарт Radeon RX 6000 на основе архитектуры RDNA2. Предполагается, что 3 новые видеокарты этой серии, AMD Radeon RX 6800, RX 6800 XT и RX 6900 XT, будут конкурировать с лучшими предложениями серии RTX 3000 от Nvidia. AMD отставала от Nvidia с точки зрения графических процессоров большую часть десятилетия, но теперь с новой и улучшенной архитектурой RDNA2 AMD наконец-то приносит конкуренцию, которую требовал рынок. Впервые за несколько поколений лучшее предложение AMD напрямую конкурирует с лучшим предложением Nvidia с точки зрения производительности.



Память AMD Smart Access была одной из ключевых функций, анонсированных с видеокартами серии RX 6000 - Изображение: AMD

AMD не только улучшила традиционную производительность растеризации своих карт по сравнению с предыдущим поколением, но также пошла дальше и добавила некоторые довольно привлекательные функции в свою новую линейку. Такие функции, как поддержка трассировки лучей в реальном времени (о которой вы можете узнать больше Прямо здесь ) были сильно упущены в серии RX 5700, поскольку линейка графических процессоров Nvidia Turing легко доминировала на рынке благодаря этой функции даже по более высокой цене. Ситуация изменилась с выходом серии RX 6000, поскольку AMD предоставила поддержку трассировки лучей в реальном времени с архитектурой RDNA 2. AMD также представила функцию разгона в один клик, известную как «Rage Mode», которая направлена ​​на дальнейшее повышение производительности после ее включения.



Пожалуй, самая интересная функция, которую AMD представила в этом поколении, - это память Smart Access или SAM. Эта функция в настоящее время является эксклюзивной для AMD и обещает обеспечить некоторые улучшения производительности при правильных условиях. Давайте углубимся в SAM и проанализируем механизм, лежащий в основе этой технологии.



Память AMD Smart Access

Вероятно, наиболее интересной и одновременно поляризующей особенностью видеокарт серии RX 6000 является функция Smart Access Memory или SAM. Эта функция будет доступна только пользователям с процессором Ryzen серии 5000, материнской платой серии 500 и видеокартой серии Radeon RX 6000. Память Smart Access Memory - это торговая марка AMD для реализации возможности PCI Express Resizable BAR (регистры базового адреса). Память Smart Access по существу позволяет процессору получить доступ ко всему объему памяти GDDR6, имеющейся в видеокартах серии RX 6000.



В отличие от обычных 256 МБ, функция SAM позволяет ЦП получать доступ ко всему пулу видеопамяти на карте - Изображение: AMD

Обычно ЦП имеет доступ только к VRAM - блокам 256 МБ или областям адресов памяти ввода-вывода 256 МБ. Память Smart Access снимает это ограничение и позволяет ЦП получать прямой доступ ко всему пулу видеопамяти. Память GDDR традиционно намного быстрее, чем стандартная память DDR, которая обычно используется процессорами. Процессоры серии Ryzen 5000 могут получить доступ к этой более быстрой памяти и, таким образом, обеспечить дополнительные уровни производительности.

Это первый раз, когда компания выпустила функцию, которая открывает дополнительную производительность в зависимости от сопутствующего оборудования, которым обладает пользователь. Это решение было встречено неоднозначной реакцией сообщества: половина людей были действительно взволнованы дополнительной производительностью, которую теперь можно использовать с сборкой All-AMD, а половина людей разочарована тем, что AMD блокирует дополнительную производительность для процессоров только серия 5000. Ни один процессор Intel, ни какой-либо более старый процессор Ryzen на момент написания не могут использовать дополнительную производительность, что может разочаровать пользователей этих платформ, желающих купить графический процессор серии RX 6000.



Требования

Память Smart Access - это не то, что было изобретено AMD. Это просто реализация функции PCIe Resizable BAR (о которой мы поговорим чуть позже). Таким образом, SAM теоретически может работать на всех материнских платах PCIe 3.0 и PCIe 4.0, а также на видеокартах. Однако в настоящее время AMD ограничивает эту реализацию только видеокартами новой серии RX 6000. В дополнение к одной из блестящих новых карт Big Navi вам потребуется процессор AMD Ryzen серии 5000 на основе архитектуры Zen 3 и набор микросхем материнской платы серии 500.

Для памяти AMD Smart Access требуется процессор серии Ryzen 5000 - Изображение: AMD

Что касается программного обеспечения, AMD проверила эту функцию на AMD Radeon Driver 20.11.2 или новее. Вам также потребуется последняя версия BIOS материнской платы на основе микрокода AMD AGESA 1.1.0.0 или новее. В настоящее время AMD рекомендовала и проверила следующие материнские платы:

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

Это только проверенные платы, и SAM почти наверняка будет работать со всеми материнскими платами B550 и X570 в будущем.

Метод

Если ваша система удовлетворяет всем требованиям к памяти AMD Smart Access, обновите BIOS до последней доступной версии на странице продукта материнской платы. Теперь вам нужно вручную включить память Smart Access.

Способ включения SAM зависит от материнской платы. В некоторых платах это, вероятно, даже не будет называться памятью Smart Access. Некоторые производители материнских плат выбрали такие опции, как Выше декодирования 4G , Изменение размера BAR, или же Панель с изменяемым размером . Быстрый поиск в Интернете по номеру модели вашей материнской платы приведет вас к нужному варианту.

В качестве руководства мы рассмотрим процесс для материнской платы ASUS Crosshair VIII Hero X570. Этого было бы достаточно, чтобы дать общее представление о методе.

  • Прежде всего, вам нужно отключить CSM (модуль поддержки совместимости) и убедиться, что он отключен. Для этого перейдите в Загрузки меню и ищите Модуль поддержки CSM / совместимости Установите CSM на Отключено .

  • Перейти к Продвинутый меню и найдите Настройки подсистемы PCI . На других моделях материнских плат это можно было бы записать как Конфигурация PCIe / PCI Express параметры.
  • В этих настройках включите Выше декодирования 4G .
  • Оттуда возможность настроить Поддержка изменения размера BAR станет доступным. Установите это на Авто .

  • В настоящее время Выход расширенное меню и выберите Сохранить изменения и сбросить . Подтвердите изменения, проверив их, и нажмите ОК.

  • После успешного перезагружать материнской платы опция PCIe Resizable BAR (память AMD Smart Access) будет включена для вашей видеокарты серии Radeon RX 6000 и ЦП серии Ryzen 5000.

Полученные результаты

AMD утверждает, что включение памяти Smart Access даст вам небольшой, но бесплатный прирост производительности в играх от 2% до 13% в зависимости от игры. AMD представила слайд, который показывает, что SAM может способствовать увеличению производительности в среднем на 2–13%, при этом некоторые игры обеспечивают повышение производительности до 14% при включенных SAM и Rage Mode. Поскольку SAM полностью бесплатен, вам обязательно нужно включить его, если у вас есть подходящее оборудование.

Включение памяти Smart Access в режиме Rage Mode может повысить производительность до 13% - Изображение: AMD

Объявление Nvidia

Nvidia быстро вмешалась в ситуацию, объявив, что в настоящее время она работает над аналогичной функцией Smart Access Memory для своих видеокарт серии RTX 3000, и вскоре она будет выпущена в обновлении драйверов для этих карт. Nvidia утверждает, что технология, лежащая в основе функции SAM, является стандартным включением в спецификацию PCIe и что альтернатива Nvidia будет работать как на процессорах Intel, так и на AMD с более широким выбором материнских плат. Nvidia также заявила, что их внутреннее тестирование показывает производительность, аналогичную заявленной AMD с использованием SAM.

Технология, о которой говорит Nvidia, - это технология Resizable PCIe BAR, которая является открытым стандартом, включенным PCI-SIG в стандарт PCIe в 2008 году.

Изменяемый размер панели PCIe BAR

Так что же такое PCIe BAR с изменяемым размером? Что ж, под физической шиной PCI Express создается виртуальный туннель между видеокартой и процессом. Этот туннель позволяет процессору напрямую обращаться к памяти VRAM без каких-либо препятствий. Изменение размера этого виртуального туннеля позволяет процессору иметь прямой доступ ко всему пулу памяти графического процессора, что мы и наблюдаем с новой технологией памяти Smart Access.

Принцип работы технологии Resizable PCIe BAR немного сложен. По сути, драйвер режима ядра изменяет размер доступного объема VRAM на весь объем памяти видеокарты посредством фонового процесса. Важно отметить, что, хотя вся память доступна для использования ЦП, приоритет всегда отдается видеокарте, поскольку в ГП нужно гораздо быстрее загружать текстуры и данные ресурсов. При успешном изменении размера драйвер режима ядра должен предоставить диспетчеру VRAM один сегмент памяти с именем CPUvisible. Диспетчер видеопамяти назначает виртуальные адреса ЦП непосредственно памяти, которая остается доступной по мере необходимости.

Объяснение AMD о памяти Smart Access - Изображение: AMD

Изменяемый размер BAR (или Base Access Register) был фактически предложен HP и AMD еще в 2008 году. Именно эти компании предложили эту идею PCI-SIG, которая управляет стандартом PCI Express. Изменяемый размер BAR получил различные имена на протяжении многих лет, наиболее известным из которых является память Smart Access. Помимо SAM, панель с изменяемым размером также получила название ASRock Clever Access Memory от ASRock на своих материнских платах.

Поддержка старых процессоров Ryzen и Intel

Одна вещь, которая действительно многообещает в объявлении Nvidia, - это тот факт, что она, как сообщается, также должна работать на Intel и более старых платформах Ryzen. Похоже, это помогает обойти произвольное ограничение AMD, которое в первую очередь не получило положительной реакции со стороны технического сообщества. Было бы обидно, если бы реализация Nvidia была совместима со старыми процессорами Ryzen и платами серии 400, в то время как собственная реализация AMD SAM была совместима только с процессорами серии Ryzen 5000 и материнскими платами серии 500.

Кажется возможным, что эта функция будет работать и на процессорах Intel, и на других процессорах Ryzen, поскольку нет ничего специфического в Resizable PCIe BAR, для которого требуется процессор серии Ryzen 5000 и материнская плата PCIe Gen 4. Фактически, процессоры Intel поддерживают технологию PCIe BAR с момента выпуска архитектуры Haswell в 2013 году. Поэтому предстоящая реализация Nvidia Resizable BAR может стать даже более распространенной, чем память AMD Smart Access.

Будущие последствия

В настоящее время память AMD Smart Access Memory привязана к процессорам AMD Ryzen серии 5000 в сочетании с материнскими платами серии 500, такими как B550 или X570, а также с графическим процессором серии Radeon RX 6000. Однако все признаки, похоже, указывают на предстоящую реализацию PCIe Resizable BAR от Nvidia для своих видеокарт серии RTX 3000, основанных на архитектуре Ampere. Это кажется неизбежным, поскольку Nvidia уже объявила об этом, и, кроме того, предполагается, что она получит более широкий диапазон совместимости при аналогичной производительности.

Возможно, что после того, как Nvidia выпустит эквивалентную реализацию PCIe Resizable BAR, AMD также придется расширить сеть совместимости. Просто не так много людей, которые покупают видеокарту серии RX 6000 с процессором Ryzen серии 5000 и материнскую плату серии 500, особенно с учетом продолжающихся глобальных проблем с поставками кремния. На старых процессорах Ryzen с материнскими платами 400-й серии гораздо больше геймеров и обычных потребителей, а еще больше геймеров на платформе Intel хотели бы иметь совместимость с этой технологией. Имея это в виду, AMD рано или поздно придется расширить диапазон совместимости до старых процессоров Ryzen, старых материнских плат, а также процессоров и материнских плат Intel.

Подтверждено, что процессоры Intel Rocket Lake 11-го поколения также имеют поддержку PCIe Gen 4 - Изображение: Intel

Поскольку технология PCIe Resizable BAR является стандартом PCI, который уже встроен в спецификацию PCI, более широкая сеть совместимости гарантирует, что эта технология станет популярной в течение следующих нескольких поколений. Это увеличивает производительность бесплатно и даже в худшем случае не влияет на производительность. Поэтому разумно ожидать, что технология PCIe Resizable BAR станет стандартной функцией в ближайшие годы.

Заключительные слова

AMD представила одну из самых интересных и одновременно поляризующих функций со своими Видеокарты серии RX 6000 в октябре 2020 года. Функция Smart Access Memory повышает производительность бесплатно при условии, что у пользователя есть совместимый набор оборудования. Функция SAM - это просто ребрендинг уже существующей технологии PCIe BAR, которая присутствует в спецификации PCI, поэтому ничто не мешает AMD расширить поддержку этой технологии на другие процессоры и материнские платы.

Nvidia воспользовалась эксклюзивностью AMD и анонсировала свой предстоящий вариант технологии Resizable PCIe BAR, которая должна работать на множестве платформ с их графическими процессорами серии RTX 3000. Этот шаг со стороны Nvidia должен заставить AMD расширить совместимость своей реализации Smart Access Memory, и мы можем ожидать, что эта технология станет широко распространенной в ближайшие несколько лет.