อธิบาย PCIe BAR ที่ปรับขนาดได้และหน่วยความจำ AMD Smart Access

28 ตุลาคม^ท, ตลาดปี 2020 ถือเป็นก้าวที่สำคัญมากสำหรับแผนก Radeon ของ AMD เนื่องจากพวกเขาเปิดตัวกราฟิกการ์ด Radeon RX 6000 ซีรีส์ใหม่ล่าสุดที่ใช้สถาปัตยกรรม RDNA2 กราฟิกการ์ดใหม่ 3 ตัวในซีรีส์ ได้แก่ AMD Radeon RX 6800, RX 6800 XT และ RX 6900 XT ที่คู่ควรกับข้อเสนอที่ดีที่สุดจากซีรีส์ RTX 3000 ของ Nvidia AMD ตามหลัง Nvidia ในแง่ของ GPU ในช่วงที่ดีขึ้นของทศวรรษ แต่ตอนนี้ด้วยสถาปัตยกรรม RDNA2 ที่ปรับปรุงใหม่และในที่สุด AMD ก็นำการแข่งขันที่ตลาดต้องการ นี่เป็นครั้งแรกในหลายรุ่นที่ AMD เสนอให้สามารถแข่งขันโดยตรงกับข้อเสนออันดับต้น ๆ ของ Nvidia ในแง่ของประสิทธิภาพ

AMD ไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพการแรสเตอร์แบบดั้งเดิมของการ์ดเมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นก่อน แต่พวกเขายังเดินหน้าและเพิ่มคุณสมบัติที่น่าสนใจบางอย่างในกลุ่มผลิตภัณฑ์ใหม่ คุณสมบัติเช่นการสนับสนุน Real-Time Ray Tracing (ซึ่งคุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมได้ ที่นี่) พลาดไปอย่างมากในซีรีส์ RX 5700 เนื่องจาก GPU ทัวริงของ Nvidia ครองตลาดได้ง่ายเนื่องจากคุณสมบัติดังกล่าวแม้ในราคาที่สูงกว่า ที่เปลี่ยนไปด้วยซีรีส์ RX 6000 เนื่องจาก AMD ได้ให้การสนับสนุน Real-Time Ray Tracing ด้วยสถาปัตยกรรม RDNA 2 เอเอ็มดียังได้เปิดตัวฟีเจอร์โอเวอร์คล็อกแบบคลิกเดียวที่เรียกว่า “โหมด Rage” ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมเมื่อเปิดใช้งาน

บางทีคุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดที่ AMD นำเสนอในรุ่นนี้คือ Smart Access Memory หรือ SAM ปัจจุบันฟีเจอร์นี้เป็นเอกสิทธิ์ของ AMD และสัญญาว่าจะมอบการปรับปรุงประสิทธิภาพบางอย่างภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม ให้เราเจาะลึกเข้าไปใน SAM และวิเคราะห์กลไกเบื้องหลังเทคโนโลยีนี้

หน่วยความจำ AMD Smart Access

ฟีเจอร์ที่น่าสนใจที่สุดและโพลาไรซ์พร้อมกันของการ์ดกราฟิกซีรีส์ RX 6000 คือฟีเจอร์ Smart Access Memory หรือ SAM คุณลักษณะนี้จะใช้ได้เฉพาะกับผู้ใช้ที่มีซีพียู Ryzen 5000 series, เมนบอร์ด 500 series และการ์ดกราฟิก Radeon RX 6000 series Smart Access Memory เป็นแบรนด์ของ AMD สำหรับการนำความสามารถ PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers) มาใช้ โดยพื้นฐานแล้วหน่วยความจำ Smart Access จะช่วยให้ CPU เข้าถึงหน่วยความจำ GDDR6 เต็มจำนวนที่พบในการ์ดแสดงผล RX 6000 series

โดยปกติ CPU จะเข้าถึง VRAM ได้เพียง 256MB บล็อก หรือ 256MB I/O Memory Address Regions Smart Access Memory ขจัดข้อจำกัดนั้นและอนุญาตให้ CPU เข้าถึงพูลทั้งหมดของ VRAM ได้โดยตรง โดยปกติแล้ว หน่วยความจำ GDDR จะเร็วกว่าหน่วยความจำ DDR มาตรฐานที่ CPU ใช้งานตามปกติ โปรเซสเซอร์ตระกูล Ryzen 5000 สามารถเข้าถึงหน่วยความจำที่เร็วกว่านี้ และสามารถส่งมอบประสิทธิภาพในระดับเพิ่มเติมได้

นี่เป็นครั้งแรกที่บริษัทได้เปิดตัวคุณลักษณะที่ปลดล็อกประสิทธิภาพเพิ่มเติมโดยขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ที่ผู้ใช้มีอยู่ การตัดสินใจครั้งนี้ได้รับการตอบสนองที่หลากหลายจากชุมชน โดยครึ่งหนึ่งของผู้คนตื่นเต้นมากสำหรับประสิทธิภาพพิเศษที่ตอนนี้สามารถใช้ประโยชน์จากบิลด์ All-AMD ได้ และอีกครึ่งหนึ่งผิดหวังที่ AMD ปิดกั้นประสิทธิภาพพิเศษของซีพียูของ ชุด 5000 เท่านั้น ทั้งซีพียูของ Intel และซีพียู Ryzen รุ่นเก่าไม่สามารถใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพพิเศษในขณะที่เขียนได้ ซึ่งอาจสร้างความผิดหวังให้กับผู้ใช้แพลตฟอร์มเหล่านั้นที่ต้องการซื้อ GPU ซีรีส์ RX 6000

ข้อกำหนด

หน่วยความจำ Smart Access ไม่ใช่สิ่งที่ AMD คิดค้นขึ้น เป็นเพียงการใช้งานคุณลักษณะ PCIe Resizable BAR (ซึ่งเราจะพูดถึงในอีกสักครู่) ดังนั้น SAM จึงสามารถทำงานได้ตามหลักทฤษฎีบนเมนบอร์ด PCIe 3.0 และ PCIe 4.0 ทั้งหมด รวมทั้งการ์ดกราฟิก อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน AMD กำลังจำกัดการใช้งานนี้สำหรับกราฟิกการ์ด RX 6000 ซีรีส์ใหม่เท่านั้น นอกจากหนึ่งในการ์ด Big Navi รุ่นใหม่ คุณจะต้องใช้ซีพียู AMD Ryzen 5000 series ที่ใช้สถาปัตยกรรม Zen 3 และชิปเซ็ตเมนบอร์ด 500 series

ทางด้านซอฟต์แวร์ AMD ได้ตรวจสอบคุณสมบัติบน AMD Radeon Driver 20.11.2 หรือใหม่กว่าแล้ว คุณจะต้องมีไบออสเมนบอร์ดรุ่นล่าสุดที่ใช้ไมโครโค้ด AMD AGESA 1.1.0.0 หรือใหม่กว่า ปัจจุบัน AMD ได้แนะนำและตรวจสอบเมนบอร์ดต่อไปนี้:

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

นี่เป็นเพียงบอร์ดที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว และ SAM เกือบจะใช้งานได้กับมาเธอร์บอร์ด B550 และ X570 ทั้งหมดในอนาคต

วิธี

หากระบบของคุณตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดสำหรับ AMD Smart Access Memory ให้ดำเนินการต่อและอัปเดต BIOS เป็นรุ่นล่าสุดจากหน้าผลิตภัณฑ์ของเมนบอร์ด ตอนนี้คุณต้องเปิดใช้งาน Smart Access Memory ด้วยตนเอง

วิธีการเปิดใช้งาน SAM จะแตกต่างกันไปในแต่ละเมนบอร์ด ในบางบอร์ดอาจจะไม่เรียกว่า Smart Access Memory ผู้ผลิตเมนบอร์ดบางรายได้เลือกตัวเลือกเช่น เหนือการถอดรหัส 4G, การปรับขนาด BAR, หรือ BAR . ปรับขนาดได้. การค้นหาออนไลน์อย่างรวดเร็วด้วยหมายเลขรุ่นของเมนบอร์ดเฉพาะของคุณจะนำคุณไปสู่ตัวเลือกที่เหมาะสม

สำหรับคำแนะนำของเรา เรากำลังดูกระบวนการสำหรับมาเธอร์บอร์ด ASUS Crosshair VIII Hero X570 นี่จะเพียงพอที่จะให้แนวคิดทั่วไปของวิธีการ

ก่อนอื่นคุณต้องปิด CSM (โมดูลการสนับสนุนความเข้ากันได้) และตรวจสอบให้แน่ใจว่าปิดใช้งานแล้ว สำหรับสิ่งนี้ไปที่ไฟล์ บูต เมนูแล้วมองหา CSM/โมดูลรองรับความเข้ากันได้ ตั้งค่า CSM เป็น พิการ.

ไปที่ ขั้นสูง และค้นหาไฟล์ การตั้งค่าระบบย่อย PCI. บนเมนบอร์ดรุ่นอื่นๆ สามารถเขียนเป็น การกำหนดค่า PCIe/PCI Express ตัวเลือก.
ในการตั้งค่าเหล่านี้ ให้เปิดใช้งาน เหนือการถอดรหัส 4G.
จากนั้นตัวเลือกในการกำหนดค่า Re-Size BAR รองรับ จะสามารถใช้ได้ ตั้งเป็น รถยนต์.

ตอนนี้ ทางออก เมนูขั้นสูง แล้วเลือก บันทึกการเปลี่ยนแปลงและรีเซ็ต. ยืนยันการเปลี่ยนแปลงโดยยืนยันและคลิกตกลง

หลังจากประสบความสำเร็จ รีบูต ของเมนบอร์ด ตัวเลือก PCIe Resizable BAR (AMD Smart Access Memory) จะเปิดใช้งานสำหรับกราฟิกการ์ด Radeon RX 6000 series และซีพียู Ryzen 5000 series

ผล

AMD อ้างว่าการเปิดใช้งาน Smart Access Memory จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเกมเล็กน้อยแต่ฟรีตั้งแต่ 2% ถึง 13% ขึ้นอยู่กับเกม AMD นำเสนอสไลด์ที่แสดงให้เห็นว่า SAM สามารถนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพได้โดยเฉลี่ย 2%-13% โดยเกมบางเกมมีประสิทธิภาพมากขึ้นถึง 14% เมื่อเปิดทั้ง SAM และ Rage Mode เนื่องจาก SAM นั้นฟรีโดยสมบูรณ์ คุณจึงควรเปิดใช้งานหากคุณมีฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสม

ประกาศของ Nvidia

Nvidia กระโดดเข้าสู่สถานการณ์อย่างรวดเร็วด้วยการประกาศว่าขณะนี้กำลังทำงานในคุณสมบัติที่คล้ายกับ Smart Access Memory สำหรับกราฟิกการ์ด RTX 3000 ซีรีส์ของพวกเขา และจะเปิดตัวเร็ว ๆ นี้ในการอัปเดตไดรเวอร์สำหรับการ์ดเหล่านั้น Nvidia อ้างว่าเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังคุณสมบัติ SAM นั้นเป็นมาตรฐานที่รวมอยู่ในข้อกำหนด PCIe และทางเลือกของ Nvidia จะทำงานบนทั้งซีพียู Intel และ AMD ที่มีมาเธอร์บอร์ดให้เลือกมากมายเช่นกัน Nvidia ยังอ้างว่าการทดสอบภายในของพวกเขาแสดงประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกับประสิทธิภาพที่อ้างสิทธิ์ของ AMD โดยใช้ SAM

เทคโนโลยีที่ Nvidia อ้างถึงคือเทคโนโลยี Resizable PCIe BAR ซึ่งเป็นมาตรฐานเปิดที่รวมโดย PCI-SIG ในมาตรฐาน PCIe ในปี 2008

PCIe BAR ที่ปรับขนาดได้

PCIe BAR ที่ปรับขนาดได้คืออะไรกันแน่? ภายใต้ฟิสิคัลบัส PCI Express จะมีการสร้างอุโมงค์เสมือนระหว่างการ์ดกราฟิกและกระบวนการ อุโมงค์นี้อนุญาตให้โปรเซสเซอร์เข้าถึงหน่วยความจำ VRAM ได้โดยตรงโดยไม่มีอุปสรรคใดๆ การปรับขนาดช่องสัญญาณเสมือนนี้ช่วยให้โปรเซสเซอร์สามารถเข้าถึงพูลหน่วยความจำทั้งหมดของ GPU ได้โดยตรง ซึ่งเป็นสิ่งที่เราเห็นด้วยเทคโนโลยี Smart Access Memory ใหม่

วิธีการทำงานของเทคโนโลยี Resizable PCIe BAR นั้นซับซ้อนเล็กน้อย โดยพื้นฐานแล้ว ไดรเวอร์โหมดเคอร์เนลจะปรับขนาด VRAM ที่เข้าถึงได้เป็นขนาดหน่วยความจำทั้งหมดของการ์ดกราฟิกผ่านกระบวนการพื้นหลัง สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือแม้ว่าหน่วยความจำทั้งหมดจะพร้อมใช้งานสำหรับ CPU แต่ลำดับความสำคัญนั้นมักจะถูกกำหนดให้กับกราฟิกการ์ด เนื่องจาก GPU จำเป็นต้องป้อนพื้นผิวและข้อมูลสินทรัพย์ให้เร็วกว่ามาก ในการปรับขนาดที่สำเร็จ ไดรเวอร์โหมดเคอร์เนลควรเปิดเผยเซ็กเมนต์หน่วยความจำเดียวที่ชื่อว่า “CPUvisible” แก่ตัวจัดการ VRAM ตัวจัดการ VRAM จะกำหนดที่อยู่เสมือนของ CPU โดยตรงให้กับหน่วยความจำที่สามารถเข้าถึงได้ตามต้องการ

BAR ที่ปรับขนาดได้ (หรือ Base Access Register) จริง ๆ แล้วถูกเสนอโดย HP และ AMD ย้อนกลับไปในปี 2008 บริษัทเหล่านี้เป็นผู้เสนอแนวคิดนี้ให้กับ PCI-SIG ซึ่งจัดการมาตรฐาน PCI Express Resizable BAR ได้รับชื่อต่างๆ มากมายตลอดหลายปีที่ผ่านมา โดยชื่อที่โดดเด่นที่สุดคือ Smart Access Memory นอกจาก SAM แล้วแถบปรับขนาดได้ยังได้รับการตั้งชื่อว่า ASRock Clever Access Memory โดย ASRock ในเมนบอร์ด

รองรับซีพียู Ryzen และ Intel . รุ่นเก่ากว่า

สิ่งหนึ่งที่มีแนวโน้มมากในการประกาศของ Nvidia คือความจริงที่ว่ามีรายงานว่าควรจะทำงานบนแพลตฟอร์ม Intel และ Ryzen รุ่นเก่าเช่นกัน ดูเหมือนว่าจะแก้ไขข้อ จำกัด โดยพลการของ AMD ซึ่งไม่ได้รับการตอบรับเชิงบวกจากชุมชนเทคโนโลยีตั้งแต่แรก คงจะเป็นเรื่องน่าละอายหากการใช้งานของ Nvidia เข้ากันได้กับโปรเซสเซอร์ Ryzen รุ่นเก่าและบอร์ด 400 series เช่นกันในขณะที่การใช้งาน SAM ของ AMD นั้นเข้ากันได้กับโปรเซสเซอร์ Ryzen 5000 series และมาเธอร์บอร์ด 500 series เท่านั้น

ดูเหมือนว่าจะเป็นไปได้ว่าคุณลักษณะนี้จะทำงานได้บน Intel และโปรเซสเซอร์ Ryzen อื่นๆ เช่นกัน เนื่องจากไม่มีอะไรเฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับ PCIe BAR ที่ปรับขนาดได้ซึ่งต้องใช้ซีพียู Ryzen 5000 series และมาเธอร์บอร์ด PCIe Gen 4 อันที่จริง โปรเซสเซอร์ของ Intel รองรับเทคโนโลยี PCIe BAR นับตั้งแต่สถาปัตยกรรม Haswell ที่เปิดตัวในปี 2013 ดังนั้น การใช้งาน Resizable BAR ที่จะเกิดขึ้นของ Nvidia อาจแพร่หลายมากกว่าหน่วยความจำ Smart Access ของ AMD

ผลกระทบในอนาคต

ปัจจุบัน Smart Access Memory ของ AMD ถูกล็อกไว้กับโปรเซสเซอร์ AMD Ryzen 5000 series ที่จับคู่กับเมนบอร์ด 500 series เช่น B550 หรือ X570 พร้อมด้วย GPU Radeon RX 6000 series อย่างไรก็ตาม สัญญาณทั้งหมดดูเหมือนจะชี้ไปที่การใช้งาน PCIe Resizable BAR ที่กำลังจะมีขึ้นจาก Nvidia สำหรับกราฟิกการ์ด RTX 3000 series ที่ใช้สถาปัตยกรรม Ampere ดูเหมือนว่าจะหลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจาก Nvidia ได้ประกาศไปแล้วและยิ่งไปกว่านั้น ควรจะได้รับความเข้ากันได้ที่กว้างขึ้นในขณะที่ให้ประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกัน

เป็นไปได้ว่าหลังจากการเปิดตัว PCIe Resizable BAR ที่เทียบเท่าของ Nvidia แล้ว AMD จะต้องขยายเครือข่ายความเข้ากันได้ด้วย มีเพียงไม่กี่คนที่ซื้อกราฟิกการ์ด RX 6000 series ที่มีซีพียู Ryzen 5000 series และมาเธอร์บอร์ด 500 series โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับปัญหาด้านการจัดหาซิลิกอนทั่วโลกที่กำลังดำเนินอยู่ มีนักเล่นเกมและผู้บริโภคทั่วไปจำนวนมากขึ้นบนโปรเซสเซอร์ Ryzen รุ่นเก่าที่มีมาเธอร์บอร์ดซีรีส์ 400 และเกมเมอร์บนแพลตฟอร์ม Intel จำนวนมากขึ้นที่ต้องการความเข้ากันได้กับเทคโนโลยีนี้ เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ AMD จะต้องขยายช่วงความเข้ากันได้ไปยังซีพียู Ryzen รุ่นเก่าเมนบอร์ดรุ่นเก่าตลอดจนซีพียูและเมนบอร์ดของ Intel เร็วกว่าในภายหลัง

เนื่องจากเทคโนโลยี PCIe Reshable BAR เป็นมาตรฐาน PCI ที่สร้างไว้แล้วในข้อมูลจำเพาะของ PCI ดังนั้นความเข้ากันได้ที่กว้างขึ้นจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าเทคโนโลยีนี้จะกลายเป็นกระแสหลักในอีกไม่กี่รุ่นข้างหน้า เพิ่มประสิทธิภาพฟรีและแม้ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดก็ไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่คาดว่าเทคโนโลยี PCIe Resizable BAR จะกลายเป็นคุณสมบัติมาตรฐานในปีต่อๆ ไป

คำพูดสุดท้าย

AMD นำเสนอคุณสมบัติโพลาไรซ์ที่น่าสนใจที่สุดตัวหนึ่งพร้อมๆ กันด้วย การ์ดกราฟิก RX 6000 ซีรีส์ ในเดือนตุลาคม 2020 ฟีเจอร์ Smart Access Memory ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพฟรีโดยที่ผู้ใช้มีชุดฮาร์ดแวร์ที่เข้ากันได้ ฟีเจอร์ SAM เป็นเพียงการรีแบรนด์เทคโนโลยี PCIe BAR ที่มีอยู่แล้วซึ่งมีอยู่ในข้อมูลจำเพาะของ PCI ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งใดที่ขัดขวาง AMD จากการขยายการสนับสนุนเทคโนโลยีนี้ไปยังซีพียูและมาเธอร์บอร์ดอื่นๆ

Nvidia ใช้ประโยชน์จากความพิเศษเฉพาะตัวของ AMD และได้ประกาศเทคโนโลยี Resizable PCIe BAR ที่กำลังจะมีขึ้นซึ่งคาดว่าจะทำงานบนแพลตฟอร์มที่หลากหลายด้วย GPU ซีรีส์ RTX 3000 ขั้นตอนนี้จาก Nvidia ควรกดดัน AMD ในการขยายความเข้ากันได้ของการใช้งาน Smart Access Memory และเราคาดว่าเทคโนโลยีนี้จะกลายเป็นกระแสหลักในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า