Объяснение архитектурных улучшений AMD RDNA2

28 октября 2020 года подразделение AMD Radeon анонсировало долгожданную серию видеокарт RX 6000 на базе новой архитектуры RDNA 2. Эти новые видеокарты используют уже установленную архитектуру RDNA 1 и значительно улучшают ее до такой степени, что мы ожидаем, что новые видеокарты AMD наконец-то будут конкурентоспособны с лучшими предложениями от Nvidia. AMD продемонстрировала некоторые из своих новых функций на презентации 28 октября, которая содержит некоторые интересные технологические усовершенствования. В этом разделе мы более подробно рассмотрим, что AMD улучшила с точки зрения архитектуры и дизайна графических карт RDNA 2.

Архитектура AMD RDNA 2 обещает огромный прирост производительности по сравнению с последним поколением – Изображение: AMD

Неудивительно, что AMD входит в это поколение как проигравший игрок, которому более или менее нечего терять. Предложения AMD RDNA 1 были конкурентоспособными и поставили компанию на правильный путь, но они по-прежнему не представляли прямой угрозы для лучших предложений от Nvidia. Самой быстрой видеокартой AMD на основе архитектуры RDNA 1 была Radeon RX 5700 XT, которая напрямую конкурировала с RTX 2060 Super с точки зрения цены, но она намного превосходила его вес, когда дело касалось производительности. Благодаря оптимизации драйверов и в целом лучшему графическому процессору, RX 5700 XT теперь напрямую конкурирует с RTX 2070 Super и, по сути, превосходит его во многих современных играх, но при этом стоит на 100 долларов дешевле. Это означало, что графический процессор на основе RDNA 1 был очевидным выбором для многих ориентированных на ценность геймеров. RDNA 2 надеется улучшить эту формулу и напрямую конкурировать с лучшими предложениями от Nvidia на тот момент; графические процессоры серии RTX 3000.

Конкуренция с Nvidia

Nvidia анонсировала три новые видеокарты, основанные на новой архитектуре Ampere, которая в этом году вызвала огромный резонанс и внимание. GeForce RTX 3090, RTX 3080 и RTX 3070 обеспечивают исключительно высокую производительность по цене по сравнению с поколением Turing. Видеокарты AMD на этот раз надеются напрямую конкурировать с абсолютным лучшим, что может предложить Nvidia, чего не происходило уже довольно давно. Согласно собственным тестам AMD, RX 6900XT напрямую конкурирует с RTX 3090, будучи на 500 долларов дешевле. Более того, RX 6800XT напрямую конкурирует с RTX 3080, будучи на 50 долларов дешевле, а RX 6800 обеспечивает несколько лучшую производительность, чем RTX 3070, но на 80 долларов дороже. Давайте посмотрим, как AMD удалось добиться такого огромного прироста производительности всего за одно поколение.

Узел процесса RDNA 2

Архитектура AMD RDNA 2 по-прежнему основана на 7-нм техпроцессе TSMC, как и RDNA 1. Это не обязательно плохо, поскольку RDNA 1 действительно обеспечила значительный прирост эффективности по сравнению с их более старой 12-нм архитектурой Vega и также имеет возможности для улучшений. RDNA 2 надеется воспользоваться этой возможностью для улучшений и обещает повышение производительности на ватт до 1,8 раза по сравнению с RDNA 1 на том же технологическом узле. Это означает примерно удвоение производительности при той же целевой мощности, что и у последнего поколения, что является похвальным улучшением по сравнению с исходной архитектурой RDNA.

Бесконечный кэш

Одна из определяющих новых функций, которая очень взволновала энтузиастов ПК, – это введение новой системы кэширования, известной как Infinity cache. По сути, AMD представила высокоскоростной кэш, который дополняет память GDDR6, чтобы эффективно увеличить пропускную способность встроенной VRAM. Предполагается, что этот бесконечный кеш-память устранит разрыв между памятью GDDR6, которую использует AMD, и памятью GDDR6X, которая присутствует в RTX 3080 и RTX 3090 от Nvidia. Новая память G6X должна иметь вдвое большую пропускную способность, чем стандартная память G6.

Infinity Cache обещает преодолеть разрыв между G6 на 256-битной шине и 384-битной шине – Изображение: AMD

Еще один удивительный шаг: AMD придерживается 256-битной шины и вместо этого рассчитывает на этот бесконечный кеш, чтобы компенсировать снижение пропускной способности. AMD заявила, что ее «революционная» технология бесконечного кэша может эффективно обеспечить вдвое большую пропускную способность, чем обычная 256-битная шина с памятью GDDR6, и, таким образом, может быть идеальным решением с учетом разницы в пропускной способности между двумя брендами. Это означает, что если утверждения AMD верны, то память G6 на 256-битной шине в сочетании с бесконечным кешем будет значительно быстрее, чем память G6 на 384-битной шине. AMD также заявляет, что кэш бесконечности должен помочь свести к минимуму узкие места DRAM, проблемы с задержкой и энергопотреблением, а также помочь с пропускной способностью.

Режим ярость

Спорный брендинг в стороне, новая функция Mode Ярости от AMD действительно может быть весьма полезной для увеличения производительности нового RX 6000 серии графических карт. Режим Rage – это, по сути, ступенька ниже автоматического разгона, встроенного в программное обеспечение Radeon (ранее Wattman) для этих новых видеокарт. Rage Mode не пытается «разогнать» конкретную карту, а фактически увеличивает предел мощности до максимально возможного значения. Это может быть весьма полезно для людей, не желающих заниматься разгоном, но не возражающих против бесплатного увеличения производительности.

Превышение предела мощности – это не новая функция сама по себе, но это первый раз, когда производитель сам включает ее в свои собственные тесты производительности, поэтому это следует рассматривать как важную функцию. Обычно увеличение ползунка мощности – это первый шаг в ручном разгоне, и пользователи по-прежнему могут делать это в своем программном обеспечении с серией RX 6000, но реализация AMD обязательно получит обновления и оптимизацию, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществом запаса мощности, который доступны в этих картах.

Как правило, увеличение ползунка мощности до максимума приводит к увеличению на 50-100 МГц максимальной тактовой частоты постоянного ускорения (называемой AMD «игровыми часами») карты, так что это может привести к увеличению производительности примерно на 1-2% при нормальных условиях. . AMD предупреждает, что улучшения будут во многом зависеть от самой игры, так что об этом тоже нужно помнить. Режим Rage также увеличивает агрессивность кривой вентилятора, чтобы контролировать более высокие температуры.

Память 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, по сути, позволяет процессору получить доступ ко всему объему памяти GDDR6, имеющейся в видеокартах серии RX 6000. Обычно ЦП имеет доступ только к видеопамяти с 256 Мб блоками. Память GDDR традиционно намного быстрее стандартной памяти DDR, которая обычно используется процессорами. Процессоры серии Ryzen 5000 могут получить доступ к этой более быстрой памяти и, таким образом, могут обеспечить дополнительные уровни производительности. AMD представила слайд, который показывает, что SAM может способствовать увеличению производительности в среднем от 2% до 8%, при этом некоторые игры обеспечивают повышение производительности до 12% при включенных SAM и Rage Mode.

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 была действительно взволнована 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 старый процессор Ryzen не могут использовать дополнительную производительность, что может разочаровать пользователей этих платформ, желающих купить графический процессор серии RX 6000.

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

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.

Ускорители лучей

Одна из наиболее ожидаемых функций серии RX 6000 – это поддержка трассировки лучей в реальном времени. AMD – это поколение позади Nvidia в реализации этой функции, поскольку Nvidia представила свою серию карт RTX еще в 2018 году с полной аппаратной возможностью трассировки лучей, но, наконец, она здесь с графическими процессорами серии RX 6000. Однако подход AMD немного отличается. В то время как Nvidia использует выделенные аппаратные ядра Raytracing для обработки трассировки лучей в реальном времени, AMD по-своему использует реализацию DXR от Microsoft. Выделенные «ускорители RT» присутствуют в каждом вычислительном блоке, однако общедоступной информации об указанных ускорителях RT и о том, что они из себя представляют, практически нет.

Текущий подход AMD к трассировке лучей поддерживает все, что предусмотрено в версиях Microsoft DXR 1.0 и 1.1, однако все, что является индивидуальным или проприетарным для Nvidia RTX, не будет поддерживаться в версии трассировки лучей AMD. Это своего рода подход Дикого Запада к трассировке лучей, поскольку теперь он вводит дополнительный фактор в вопрос «Поддерживает ли эта игра трассировку лучей?» поскольку теперь мы должны знать, с какой версией трассировки лучей игра работает лучше всего. Тем не менее, все больше и больше игр должны хорошо работать с подходом AMD, поскольку графические процессоры RDNA 2 внутри консолей также используют аналогичную форму трассировки лучей, что и настольные видеокарты AMD.

Трассировка лучей – одна из ключевых функций, которые AMD представила в этом поколении – Изображение: AMD

DLSS Конкурент

DLSS или суперсэмплинг глубокого обучения – одна из лучших функций, которые появились с выпуском видеокарт RTX в 2018 году. Эта функция умно масштабирует изображение, которое было визуализировано с более низким разрешением, чтобы обеспечить гораздо лучшую производительность с минимальными потерями или без них. Визуальное качество. Мы уже объяснили все тонкости DLSS в этой статье, но короче говоря, это отличная функция для геймеров, которая обеспечивает больше FPS при примерно таком же визуальном качестве.

У AMD в настоящее время нет альтернативы DLSS (которая является запатентованной технологией Nvidia), однако вскоре она планирует выпустить альтернативу. AMD утверждает, что ее альтернатива будет работать аналогично DLSS, но ее было бы интересно протестировать, потому что, в отличие от Nvidia, AMD не имеет аппаратных ядер Tensor или Deep Learning для вычисления всей этой информации о масштабировании. Nvidia также использует суперкомпьютер для обработки большинства вычислений, касающихся DLSS, которые затем передаются на видеокарту и включают функции масштабирования. Не похоже, что AMD пойдет по этому пути на данный момент.

Конкуренция с лучшими

Независимо от того, выиграет AMD или проиграет против Nvidia, очевидно, что настоящие победители в этом поколении на самом деле – геймеры. AMD наконец-то конкурирует с Nvidia на самом высоком уровне. Трудно даже вспомнить последний раз, когда у них был самый высокопроизводительный одиночный графический процессор на рынке. Nvidia доминировала в этом отделе, и, в отличие от Intel, они тоже не останавливались на достигнутом. AMD жестко конкурирует с Nvidia за это поколение, и это приводит к большему выбору и возможностям для геймеров. Если AMD удастся оптимизировать свою производительность трассировки лучей и предоставить надежного конкурента DLSS, они могут даже стать более привлекательным вариантом для геймеров, чем лучшие предложения Nvidia. Между тем, геймеры, использующие старые карты AMD, такие как серии RX 400 или 500 или карты RX Vega, получат огромный скачок производительности и качества жизни, если они решат перейти на карты на основе RDNA 2.

Заключительные слова

Архитектура AMD RDNA 2 взяла существующую твердую основу, установленную архитектурой RDNA, и значительно улучшила ее, добавив качественные функции, такие как поддержка трассировки лучей, режим ярости и интеллектуальная память доступа. Эти особенности делают видеокарты серии RX 6000 чрезвычайно конкурентоспособным вариантом среди лучших предложений Nvidia, а с некоторой дальнейшей оптимизацией в отделе трассировки лучей AMD может даже стать лидером в чистой игровой производительности. В целом, это поколение является победой для геймеров, поскольку конкуренция между Nvidia и AMD приводит к выпуску чрезвычайно надежных продуктов с обеих сторон по конкурентоспособным ценам.