Barra PCIe redimensionável e memória de acesso inteligente AMD explicada

28 de outubroº,O mercado de 2020 é um marco bastante significativo para a divisão Radeon da AMD, com o lançamento de sua nova série de placas gráficas Radeon RX 6000 baseada na arquitetura RDNA2. As 3 novas placas gráficas da série, a AMD Radeon RX 6800, a RX 6800 XT e a RX 6900 XT devem competir cara a cara com as melhores ofertas da série RTX 3000 da Nvidia. A AMD tem estado atrás da Nvidia em termos de GPUs durante a maior parte da década, mas agora com a nova e melhorada arquitetura RDNA2, a AMD está finalmente trazendo a competição que o mercado exigia. Esta é a primeira vez em várias gerações que a principal oferta da AMD foi diretamente competitiva com a oferta principal da Nvidia em termos de desempenho.



AMD Smart Access Memory foi um dos principais recursos anunciados com as placas de vídeo da série RX 6000 - Imagem: AMD

A AMD não apenas melhorou o desempenho de rasterização tradicional de suas placas em comparação com a geração anterior, mas também foi em frente e adicionou alguns recursos bastante atraentes em sua nova linha. Recursos como suporte para rastreamento de raio em tempo real (sobre o qual você pode aprender mais bem aqui ) fizeram muita falta na série RX 5700, já que a linha de GPUs da Nvidia Turing dominou facilmente o mercado devido a esse recurso, mesmo a um preço mais alto. Isso mudou com a série RX 6000, pois a AMD trouxe suporte para Real-Time Ray Tracing com a arquitetura RDNA 2. A AMD também introduziu um recurso de overclock de um clique conhecido como “Modo Rage” que visa aumentar ainda mais o desempenho, uma vez que seja habilitado.



Talvez o recurso mais interessante que a AMD introduziu nesta geração seja o Smart Access Memory ou SAM. Atualmente, esse recurso é exclusivo da AMD e promete fornecer algumas melhorias de desempenho nas condições certas. Vamos mergulhar fundo no SAM e analisar o mecanismo por trás dessa tecnologia.



AMD Smart Access Memory

Provavelmente, o recurso mais interessante e de polarização simultânea da série RX 6000 de placas gráficas é o recurso Smart Access Memory ou SAM. Este recurso só estaria disponível para usuários com uma CPU da série Ryzen 5000, uma placa-mãe da série 500 e uma placa de vídeo Radeon RX 6000. Smart Access Memory é a marca da AMD por sua implementação do recurso PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers). A memória de acesso inteligente permite essencialmente que a CPU acesse a quantidade total de memória GDDR6 encontrada na série RX 6000 de placas gráficas.



Ao contrário dos 256 MB usuais, o recurso SAM permite que a CPU acesse todo o pool de VRAM da placa - Imagem: AMD

Normalmente, a CPU só tem acesso ao VRAM em blocos de 256 MB ou 256 MB de regiões de endereço de memória de E / S. A Memória de Acesso Inteligente remove essa limitação e permite que a CPU tenha acesso direto a todo o pool de VRAM. A memória GDDR é tradicionalmente muito mais rápida do que a memória DDR padrão usada pelas CPUs normalmente. A série de processadores Ryzen 5000 pode acessar essa memória mais rápida e, portanto, oferecer níveis adicionais de desempenho.

Esta é a primeira vez que uma empresa lança um recurso que desbloqueia desempenho adicional dependendo do hardware de acompanhamento que o usuário possui. Esta decisão foi recebida com uma resposta mista da comunidade, com metade das pessoas realmente empolgadas com o desempenho extra que agora pode ser aproveitado com um build All-AMD, e metade das pessoas desapontadas com o fato de a AMD estar bloqueando o desempenho extra para CPUs de apenas a série 5000. Nem qualquer CPU Intel nem qualquer CPU Ryzen mais antiga pode alavancar o desempenho extra no momento da escrita, o que pode vir como uma decepção para os usuários dessas plataformas que procuram comprar uma GPU série RX 6000.



Requisitos

A memória Smart Access não é algo inventado pela AMD. É apenas uma implementação do recurso PCIe Resizable BAR (que discutiremos em breve). Portanto, o SAM pode funcionar teoricamente em todas as placas-mãe PCIe 3.0 e PCIe 4.0, bem como em placas gráficas. No entanto, atualmente, a AMD está limitando esta implementação apenas à nova série RX 6000 de placas gráficas. Além de uma das novas placas Big Navi, você precisará de uma CPU AMD Ryzen série 5000 baseada na arquitetura Zen 3 e um chipset de placa-mãe série 500.

A memória de acesso inteligente AMD requer um processador da série Ryzen 5000 - Imagem: AMD

No lado do software, a AMD validou o recurso no AMD Radeon Driver 20.11.2 ou mais recente. Você também precisará ter o BIOS da placa-mãe mais recente baseado no microcódigo AMD AGESA 1.1.0.0 ou mais recente. Atualmente, a AMD recomendou e validou as seguintes placas-mãe:

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

Estas são apenas placas validadas e o SAM quase definitivamente funcionará com todas as placas-mãe B550 e X570 da linha.

Método

Se o seu sistema satisfaz todos os requisitos para AMD Smart Access Memory, vá em frente e atualize seu BIOS para o mais recente disponível na página de produto da sua placa-mãe. Agora você precisa habilitar o Smart Access Memory manualmente.

O método para habilitar o SAM varia de placa-mãe para placa-mãe. Em algumas placas, provavelmente nem será chamado de Smart Access Memory. Alguns fabricantes de placas-mãe optaram por opções como Acima da decodificação 4G , BAR de redimensionamento, ou BAR redimensionável . Uma rápida pesquisa online com o número do modelo específico da sua placa-mãe levará você à opção certa.

Para nosso guia, estamos analisando o processo da placa-mãe ASUS Crosshair VIII Hero X570. Isso seria o suficiente para dar uma ideia geral do método.

  • Em primeiro lugar, você precisa desligar o CSM (Módulo de Suporte de Compatibilidade) e certificar-se de que está desativado. Para isso, vá para o Bota menu e procure o CSM / Módulo de Suporte de Compatibilidade Definir CSM para Desativado .

  • Vou ao Avançado menu e pesquise o Configurações do subsistema PCI . Em outros modelos de placa-mãe, pode ser escrito como Configuração PCIe / PCI Express opções.
  • Nessas configurações, habilite Acima da decodificação 4G .
  • A partir daí, a opção de configurar Re-Size BAR Support ficará disponível. Defina para Auto .

  • Agora Saída o Menu Avançado e selecione Salvar alterações e reiniciar . Confirme as alterações verificando-as e clique em OK.

  • Depois de um sucesso reiniciar da placa-mãe, a opção PCIe Resizable BAR (AMD Smart Access Memory) será habilitada para sua placa de vídeo Radeon RX série 6000 e CPU Ryzen série 5000.

Resultados

A AMD afirma que habilitar o Smart Access Memory lhe dará um pequeno, mas grátis, aumento de 2% a 13% no desempenho de jogos, dependendo do jogo. A AMD apresentou um slide que mostra que o SAM pode contribuir para um aumento no desempenho de 2% a 13% em média, com alguns jogos oferecendo até 14% a mais de desempenho com o SAM e o modo Rage ativados. Como o SAM é totalmente gratuito, você definitivamente deve ligá-lo se tiver o hardware correto.

Habilitar o Smart Access Memory com o modo Rage pode melhorar o desempenho em até 13% - Imagem: AMD

Anúncio da Nvidia

A Nvidia foi rápida em entrar na situação com um anúncio de que está atualmente trabalhando em um recurso semelhante ao Smart Access Memory para sua série RTX 3000 de placas gráficas, e será lançado em breve em uma atualização de driver para essas placas. A Nvidia afirma que a tecnologia por trás do recurso SAM é uma inclusão padrão na especificação PCIe e que a alternativa da Nvidia funcionará em CPUs Intel e AMD com uma seleção mais ampla de placas-mãe também. A Nvidia também afirmou que seus testes internos mostram desempenho semelhante ao desempenho alegado pela AMD usando SAM.

A tecnologia a que a Nvidia se refere é a tecnologia Redimensionável PCIe BAR, que é um padrão aberto incluído pelo PCI-SIG no padrão PCIe em 2008.

BAR PCIe redimensionável

Então, o que é exatamente barra PCIe redimensionável? Bem, sob o barramento físico PCI Express, um túnel virtual é gerado entre a placa de vídeo e o processo. Este túnel permite que o processador acesse a memória VRAM diretamente sem qualquer obstáculo. O redimensionamento deste túnel virtual permite que o processador tenha acesso direto a todo o pool de memória da GPU, que é o que estamos vendo com a nova tecnologia Smart Access Memory.

A forma como a tecnologia RESizable PCIe BAR funciona é um pouco complicada. Essencialmente, o driver do modo kernel redimensiona o tamanho VRAM acessível para todo o tamanho da memória da placa gráfica por meio de um processo em segundo plano. É importante notar que embora toda a memória esteja disponível para uso pela CPU, a prioridade é sempre dada à placa de vídeo, uma vez que a GPU precisa ser alimentada com texturas e dados de ativos muito mais rapidamente. Em um redimensionamento bem-sucedido, o driver do modo kernel deve expor um único segmento de memória denominado “CPUvisible” para o gerenciador VRAM. O gerenciador VRAM atribui os endereços virtuais da CPU diretamente à memória que permanece acessível conforme necessário.

Explicação da AMD sobre Smart Access Memory - Imagem: AMD

O BAR redimensionável (ou Base Access Register) foi proposto pela HP e pela AMD em 2008. Essas empresas foram as que propuseram essa ideia ao PCI-SIG, que gerencia o padrão PCI Express. O RESizable BAR recebeu vários nomes ao longo dos anos, sendo o mais notável deles o Smart Access Memory. Além do SAM, a BAR Resizable também foi chamada de ASRock Clever Access Memory da ASRock em suas placas-mãe.

Suporte para CPUs Ryzen mais antigas e Intel

Uma coisa que é realmente promissora no anúncio da Nvidia é o fato de que supostamente funciona em plataformas Intel e Ryzen mais antigas também. Isso parece contornar a limitação arbitrária da AMD, que não obteve uma resposta positiva da comunidade de tecnologia em primeiro lugar. Seria uma pena se a implementação da Nvidia fosse compatível com processadores Ryzen mais antigos e placas da série 400, enquanto a própria implementação de SAM da AMD fosse compatível apenas com os processadores da série Ryzen 5000 e placas-mãe da série 500.

Parece possível que esse recurso funcione na Intel e em outros processadores Ryzen também, uma vez que não há nada específico sobre a BAR PCIe redimensionável que requer uma CPU da série 5000 Ryzen e uma placa-mãe PCIe Gen 4. Na verdade, os processadores Intel suportam a tecnologia PCIe BAR desde a arquitetura Haswell lançada em 2013. Portanto, a implementação de BAR redimensionável da Nvidia pode se tornar ainda mais difundida do que a memória de acesso inteligente da AMD.

Implicações Futuras

Atualmente, a memória de acesso inteligente da AMD está bloqueada para os processadores AMD Ryzen série 5000 emparelhados com uma placa-mãe da série 500 como B550 ou X570 junto com uma GPU Radeon RX série 6000. No entanto, todos os sinais parecem apontar para uma implementação de BAR redimensionável PCIe da Nvidia para suas placas gráficas da série RTX 3000 baseadas na arquitetura Ampere. Isso parece ser inevitável, uma vez que a Nvidia já o anunciou e, além disso, é suposto receber uma gama mais ampla de compatibilidade enquanto oferece desempenho semelhante.

É possível que após o lançamento da Nvidia de uma implementação de BAR redimensionável PCIe equivalente, a AMD teria que expandir sua rede de compatibilidade também. Simplesmente não há muitas pessoas que estão comprando uma placa de vídeo da série RX 6000 com uma CPU da série Ryzen 5000 e uma placa-mãe da série 500, especialmente com os contínuos problemas globais de fornecimento de silício. Existem muito mais jogadores e consumidores em geral nos processadores Ryzen mais antigos com placas-mãe da série 400 e ainda mais jogadores da plataforma Intel que adorariam ter compatibilidade com esta tecnologia. Mantendo isso em mente, a AMD teria que estender sua faixa de compatibilidade para CPUs Ryzen mais antigas, placas-mãe mais antigas, bem como CPUs e placas-mãe da Intel mais cedo ou mais tarde.

As CPUs Intel Rocket Lake de 11ª geração também têm suporte para PCIe Gen 4 - Imagem: Intel

Visto que a tecnologia PCIe Resizable BAR é um padrão PCI que já está embutido na especificação PCI, a rede de compatibilidade mais ampla garantirá que essa tecnologia se torne popular nas próximas gerações. Ele aumenta o desempenho gratuitamente e, mesmo no pior cenário, não tem impacto no desempenho. Portanto, é razoável esperar que a tecnologia PCIe Resizable BAR se torne um recurso padrão nos próximos anos.

Palavras Finais

A AMD entregou um dos recursos mais interessantes e simultaneamente polarizadores com seus RX 6000 series de placas gráficas em outubro de 2020. O recurso Smart Access Memory aumenta o desempenho gratuitamente, desde que o usuário tenha um conjunto de hardware compatível. O recurso SAM é apenas um rebranding da já existente tecnologia PCIe BAR que está presente nas especificações PCI, então não há nada que impeça a AMD de estender o suporte a esta tecnologia para outros processadores e placas-mãe.

A Nvidia aproveitou a exclusividade da AMD e anunciou sua próxima variante da tecnologia Redimensionável PCIe BAR que supostamente funcionaria em uma infinidade de plataformas com sua série RTX 3000 de GPUs. Este passo da Nvidia deve colocar pressão sobre a AMD para expandir a compatibilidade de sua implementação de Smart Access Memory, e podemos esperar que essa tecnologia se torne popular nos próximos anos.