Обяснени архитектурни подобрения на AMD RDNA2

На 28 октомврити, 2020 Отделът на AMD Radeon обяви своята дългоочаквана серия графични карти RX 6000, базирани на чисто новата архитектура RDNA 2. Тези нови графични карти приемат вече утвърдената архитектура RDNA 1 и я подобряват масово, до такава степен, че очакваме новите графични карти на AMD най-накрая да се конкурират с най-добрите предложения на Nvidia. AMD показа някои от новите си функции в презентация на 28 октомвритикоито съдържат някои интересни технологични подобрения. В тази част от съдържанието ще разгледаме по-подробно какво е подобрила AMD по отношение на архитектурата и дизайна на графичните карти RDNA 2.



Архитектурата на AMD RDNA 2 обещава огромно повишаване на производителността през последното поколение - Изображение: AMD

Не е изненадващо, че AMD влиза в това поколение като аутсайдер, с повече или по-малко какво да губи. Предложенията на AMD RDNA 1 бяха конкурентни и насочиха компанията по правилния път, но все още не бяха пряка заплаха за най-добрите предложения от Nvidia. Най-бързата AMD карта, базирана на архитектурата RDNA 1, беше Radeon RX 5700 XT, която се конкурираше директно с RTX 2060 Super по отношение на цените, но постигна значително над теглото си по отношение на производителността. Поради оптимизациите на драйверите и като цяло по-добър графичен процесор, RX 5700 XT сега се конкурира директно с RTX 2070 Super и всъщност го бие в много съвременни заглавия, като същевременно е 100 $ по-евтин. Това означава, че графичният процесор, базиран на RDNA 1, е очевиден избор за много геймъри, ориентирани към стойност. RDNA 2 се надява да подобри тази формула и директно да се конкурира с най-добрите предложения на Nvidia по това време; серията графични процесори RTX 3000.



Състезание с Nvidia

Nvidia обяви три нови графични карти, базирани на чисто новата архитектура на Ampere, които спечелиха огромен шум и внимание тази година. GeForce RTX 3090, RTX 3080 и RTX 3070 осигуряват изключително солидна производителност на цената в сравнение с поколението Turing. Графичните карти на AMD този път се надяват директно да се конкурират с абсолютно най-доброто, което Nvidia може да предложи, нещо, което не се е случвало от доста време. Според първоначалните бенчмаркове на AMD, RX 6900XT се конкурира директно с RTX 3090, като същевременно е с 500 долара по-евтин. Освен това RX 6800XT се конкурира директно с RTX 3080, като същевременно е с 50 долара по-евтин, а RX 6800 осигурява малко по-добра производителност от RTX 3070, като същевременно е с 80 долара по-скъп. Нека да видим как AMD успя да постигне такива огромни подобрения в производителността само за едно поколение.



RDNA 2 Процесен възел

Архитектурата на AMD RDNA 2 все още се основава на 7-нанометровия процес на TSMC, точно както RDNA 1. Това не е непременно лошо нещо, тъй като RDNA 1 е осигурила огромно повишаване на ефективността в сравнение с по-старата си 12-нанометрова Vega архитектура и има място за подобрения. RDNA 2 се надява да се възползва от тази стая за подобрение и обещава до 1,8X производителност на ват подобрение спрямо RDNA 1 на същия процесен възел. Това води до приблизително удвояване на производителността в рамките на същата целева мощност като последното поколение, което е похвално подобрение спрямо оригиналната RDNA архитектура.



Кеш безкрайност

Една от дефиниращите нови функции, която доста развълнува ентусиастите на компютрите, е въвеждането на чисто нова кешираща система, известна като кеш Infinity. По същество AMD представи високоскоростен кеш, който допълва паметта GDDR6, за да увеличи ефективно честотната лента на вградената VRAM. Този безкраен кеш трябва да преодолее пропастта между паметта GDDR6, която AMD използва, и паметта GDDR6X, която присъства в RTX 3080 и RTX 3090 от Nvidia. Предполага се, че новата памет G6X има двойна честотна лента от стандартната памет G6.

Infinity Cache обещава да преодолее разликата между G6 на 256-битова шина и 384-битова шина - Изображение: AMD

В друг изненадващ ход AMD се придържа с ширина 256 бита и вместо това е разчитайки на този кеш безкрайност, за да компенсира намаляването на честотната лента . AMD твърди, че нейната „революционна“ безкрайна кеш технология може ефективно да осигури 2Х пропускателната способност като нормалната 256-битова шина с GDDR6 памет и по този начин може да бъде идеалното решение за разликата в производителността между двете марки. Това означава, че ако твърденията на AMD са верни, тогава паметта G6 на 256-битовата шина, съчетана с безкрайния кеш, ще бъде значително по-бърза от паметта G6 на 384-битова шина. AMD също така казва, че безкрайният кеш трябва да помогне за минимизиране на тесните места на DRAM, проблемите със закъснението и консумацията на енергия, като същевременно помага за пропускателната способност.



Мода на яростта

Освен спорното брандиране, новата функция Rage Mode на AMD всъщност може да бъде много полезна за увеличаване на производителността на новите графични карти от серията RX 6000. Режимът Rage е основно стъпка под автоматичния овърклок, който е вграден в софтуера Radeon (по-рано Wattman) за тези нови графични карти. Rage Mode не се опитва да „овърклоква” конкретната карта, а всъщност увеличава ограничението на мощността до максималната възможна стойност. Това може да бъде много полезно за хора, които не желаят да се занимават с овърклок, но не биха имали нищо против безплатно увеличаване на производителността.

Увеличаването на ограничението на мощността не е нова функция сама по себе си, но това е първият път, когато производителят сам я включва в своите референтни показатели за производителност, така че това трябва да се счита за значима характеристика. Обикновено увеличаването на плъзгача на мощността обикновено е първата стъпка в ръчния овърклок и потребителите все още могат да го направят в избрания от тях софтуер със серията RX 6000, но внедряването на AMD със сигурност ще получи актуализации и оптимизации, за да се възползва перфектно от запаса на мощността, който е налични в тези карти.

Като цяло, увеличаване на плъзгача на мощността до максималните си мрежи около 50-100Mhz увеличаване на максимално поддържания ускорителен часовник (наречен „часовник на играта” от AMD) на картата, така че може да доведе до около 1-2% увеличение на производителността при нормални условия . AMD предупреждава, че подобренията биха били силно зависими от самата игра, така че и това трябва да се има предвид. Режимът на ярост също ще увеличи агресивността на кривата на вентилатора, за да поддържа по-високи температури под контрол.

Памет за интелигентен достъп

Може би най-интересната и едновременно поляризираща характеристика на графичните карти от серията RX 6000 е функцията Smart Access Memory или SAM. Тази функция ще бъде достъпна само за потребители с процесор Ryzen 5000 серия, дънна платка 500 серия и графична карта Radeon RX 6000 серия. Паметта за интелигентен достъп по същество позволява на процесора достъп до цялото количество GDDR6 памет, намерено в графичните карти от серията RX 6000. Обикновено процесорът има достъп само до VRAM е 256MB блокове. GDDR паметта традиционно е много по-бърза от стандартната DDR памет, която обикновено се използва от процесорите. Процесорите Ryzen 5000 имат достъп до тази по-бърза памет и по този начин могат да осигурят допълнителни нива на производителност. AMD представи слайд, който показва, че SAM може да допринесе за увеличаване на производителността, варираща средно от 2% -8%, като някои игри осигуряват до 12% повече производителност при включени SAM и Rage Mode.

Това е първият път, когато компания пусна функция, която отключва допълнителна производителност в зависимост от придружаващия хардуер, който притежава потребителят. Това решение беше посрещнато с разнопосочен отговор от общността, като половината хора наистина се вълнуваха от допълнителната производителност, която вече може да се използва с компилация на All-AMD, а половината хора разочароваха, че AMD блокира допълнителната производителност на процесорите на само серията 5000. Нито един процесор на Intel, нито който и да е по-стар процесор Ryzen не могат да се възползват от допълнителната производителност, което може да бъде разочарование за потребителите на тези платформи, които искат да закупят графичен процесор RX 6000 серия.

Противно на обичайните 256MB, функцията SAM позволява на процесора достъп до целия пул от VRAM на картата - Изображение: AMD

Nvidia побърза да влезе в ситуацията с известие, че в момента работи по подобна функция на Smart Access Memory за техните графични карти RTX 3000 и скоро ще бъде пусната в актуализация на драйвера за тези карти. Nvidia твърди, че технологията зад функцията SAM е стандартно включване в спецификацията PCIe и че алтернативата на Nvidia ще работи както на процесори Intel, така и на AMD с по-широк избор от дънни платки. Nvidia също твърди, че тяхното вътрешно тестване показва подобна производителност на заявената производителност на AMD, използваща SAM.

Ускорители на лъча

Една от най-очакваните функции за серията RX 6000 е включването на поддръжка на проследяване на лъчи в реално време. AMD е поколение зад Nvidia при внедряването на тази функция, тъй като Nvidia представи своята серия RTX карти през 2018 г. с пълни възможности за хардуерно проследяване на лъчи, но най-накрая е тук с серията графични процесори RX 6000. Подходът, който AMD възприема, е малко по-различен. Докато Nvidia използва специални хардуерни Raytracing ядра, за да се справи с проследяването на лъчи в реално време, AMD използва внедряването на Microsoft DXR по свой начин. Специализирани “RT ускорители” присъстват във всяка изчислителна единица, но има малко или никаква публично достъпна информация за споменатите RT ускорители и какви са те всъщност.

Настоящият подход на AMD към Raytracing поддържа всичко, което е обхванато от версиите DXR 1.0 и 1.1 на Microsoft, но всичко, което е по поръчка или е собственост на Nvidia RTX, няма да се поддържа във версията на AMD на raytracing. Това е нещо като див подход на запаметяването на лъчи, тъй като сега той въвежда допълнителен фактор във въпроса „Поддържа ли тази игра Raytracing?“ тъй като сега трябва да знаем с коя версия на raytracing играта всъщност работи най-добре. Все повече и повече игри трябва да работят добре с подхода на AMD, тъй като графичните процесори RDNA 2 в конзолите също използват подобна форма на проследяване на лъчи като настолните графични карти на AMD.

Raytracing е една от ключовите характеристики, които AMD представи това поколение - Изображение: AMD

DLSS конкурент

DLSS или Deep Learning Super Sampling е една от най-добрите характеристики, които дойдоха с пускането на графичните карти RTX през 2018 г. Тази функция интелигентно надгражда изображение, което е изобразено с по-ниска резолюция, за да осигури много по-добра производителност с малка или никаква загуба в визуално качество. Вече обяснихме подробностите за DLSS в тази статия , но дългото и кратко е, това е чудесна функция за геймърите, която осигурява повече FPS при приблизително същото визуално качество.

Понастоящем AMD няма алтернатива на DLSS (която е собствена технология на Nvidia), но планира скоро да пусне алтернатива. AMD твърди, че нейната алтернатива ще работи подобно на DLSS, но това би било интересно да се тества, тъй като за разлика от Nvidia, AMD няма хардуерни ядра Tensor или Deep Learning, за да изчисли цялата тази информация за мащабиране. Nvidia също използва суперкомпютър, за да се справи с повечето изчисления по отношение на DLSS, които след това комуникира с графичната карта и позволява функциите за мащабиране. Изглежда, че AMD в този момент няма да тръгне по този маршрут.

Състезавайки се с най-добрите

Независимо дали AMD печели или губи срещу Nvidia, ясно е, че действителните победители в това поколение всъщност са геймърите. AMD най-накрая се конкурира в най-високия клас с Nvidia. Трудно е дори да си спомним последния път, когато са имали най-ефективния единичен графичен процесор на пазара. Nvidia е доста доминираща в този отдел и за разлика от Intel, те също не са доволни. AMD дава строга конкуренция на Nvidia за това поколение и това води до повече възможности за избор и възможности за геймърите. Ако AMD успее да оптимизира своята Raytracing производителност и да предостави солиден DLSS конкурент, те може дори да направят по-завладяваща опция за геймърите от най-добрите предложения на Nvidia. Междувременно геймърите на по-стари AMD карти като RX 400 или 500 серия или RX Vega карти ще се радват на огромен скок в производителността и характеристиките на качеството на живот, ако решат да надстроят до базирани на RDNA 2 карти.

Заключителни думи

Архитектурата на AMD RDNA 2 взе съществуващата солидна базова линия, зададена от архитектурата RDNA, и я подобри значително, добавяйки качествени функции като Raytracing поддръжка, Rage режим и Smart Access Memory по пътя. Тези функции правят серията карти RX 6000 изключително конкурентна опция за най-добрите предложения на Nvidia и с известна по-нататъшна оптимизация в отдела за проследяване на лъчи, AMD може дори да поеме цялостната преднина в чисто игрални характеристики. Като цяло това поколение е победа за геймърите, тъй като тази конкуренция между Nvidia и AMD води до пускането на изключително солидни продукти от двете страни на конкурентни цени.