Explication de la BAR PCIe redimensionnable et de la mémoire AMD Smart Access

28 octobreth,Le marché 2020 est une étape assez importante pour la division Radeon d'AMD, car ils ont lancé leur toute nouvelle série de cartes graphiques Radeon RX 6000 basées sur l'architecture RDNA2. Les 3 nouvelles cartes graphiques de la série, l’AMD Radeon RX 6800, la RX 6800 XT et la RX 6900 XT, sont censées s'affronter avec les meilleures offres de la série RTX 3000 de Nvidia. AMD a été à la traîne derrière Nvidia en termes de GPU pendant la majeure partie de la décennie, mais maintenant avec la nouvelle architecture RDNA2 améliorée, AMD apporte enfin la concurrence que le marché exigeait. C’est la première fois depuis plusieurs générations que la meilleure offre d’AMD est directement en concurrence avec la meilleure offre de Nvidia en termes de performances.



La mémoire AMD Smart Access était l'une des principales fonctionnalités annoncées avec les cartes graphiques de la série RX 6000 - Image: AMD

AMD a non seulement amélioré les performances de rastérisation traditionnelles de ses cartes par rapport à la génération précédente, mais ils ont également ajouté des fonctionnalités assez attrayantes dans leur nouvelle gamme. Des fonctionnalités telles que la prise en charge du lancer de rayons en temps réel (sur lesquelles vous pouvez en savoir plus ici ) ont été cruellement manqués dans la série RX 5700 car la gamme de GPU Turing de Nvidia a facilement dominé le marché en raison de cette fonctionnalité, même à un prix plus élevé. Cela a changé avec la série RX 6000 car AMD a pris en charge le traçage de rayons en temps réel avec l'architecture RDNA 2. AMD a également introduit une fonction d'overclocking en un clic connue sous le nom de «Mode Rage» qui vise à augmenter encore les performances une fois qu'elle est activée.



La fonctionnalité la plus intéressante introduite par AMD dans cette génération est peut-être la mémoire Smart Access ou SAM. Cette fonctionnalité est actuellement exclusive à AMD et promet d'apporter des améliorations de performances dans les bonnes conditions. Plongeons-nous dans SAM et analysons le mécanisme derrière cette technologie.



Mémoire AMD Smart Access

La fonction la plus intéressante et la plus polarisante de la série de cartes graphiques RX 6000 est probablement la fonction Smart Access Memory ou SAM. Cette fonctionnalité ne serait disponible que pour les utilisateurs disposant d'un processeur Ryzen série 5000, d'une carte mère série 500 et d'une carte graphique Radeon RX 6000. Smart Access Memory est la marque AMD pour sa mise en œuvre de la capacité PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers). La mémoire Smart Access permet essentiellement au processeur d'accéder à la quantité totale de mémoire GDDR6 trouvée sur la série de cartes graphiques RX 6000.



Contrairement aux 256 Mo habituels, la fonction SAM permet au CPU d'accéder à l'ensemble du pool de VRAM sur la carte - Image: AMD

Habituellement, le processeur n'a accès à la VRAM que sur des blocs de 256 Mo ou des régions d'adresses de mémoire d'E / S de 256 Mo. Smart Access Memory supprime cette limitation et permet au processeur d'accéder directement à l'ensemble du pool de VRAM. La mémoire GDDR est traditionnellement beaucoup plus rapide que la mémoire DDR standard qui est normalement utilisée par les processeurs. La série de processeurs Ryzen 5000 peut accéder à cette mémoire plus rapide et peut ainsi offrir des niveaux de performances supplémentaires.

C'est la première fois qu'une entreprise publie une fonctionnalité qui débloque des performances supplémentaires en fonction du matériel d'accompagnement que l'utilisateur possède. Cette décision a été accueillie avec une réponse mitigée de la part de la communauté, la moitié des personnes étant vraiment enthousiasmées par les performances supplémentaires qui peuvent désormais être exploitées avec une version All-AMD, et la moitié des personnes déçues qu'AMD verrouille les performances supplémentaires des processeurs la série 5000 uniquement. Aucun processeur Intel ni aucun processeur Ryzen plus ancien ne peut tirer parti des performances supplémentaires au moment de la rédaction, ce qui peut décevoir les utilisateurs de ces plates-formes qui cherchent à acheter un GPU de la série RX 6000.



Exigences

La mémoire Smart Access n'est pas quelque chose qui a été inventé par AMD. Il s'agit simplement d'une implémentation de la fonction PCIe Redimensionnable BAR (dont nous parlerons dans un instant). Par conséquent, SAM peut théoriquement fonctionner sur toutes les cartes mères PCIe 3.0 et PCIe 4.0 ainsi que sur les cartes graphiques. Cependant, actuellement, AMD limite cette implémentation uniquement à la nouvelle série de cartes graphiques RX 6000. En plus de l'une des nouvelles cartes brillantes Big Navi, vous aurez besoin d'un processeur AMD Ryzen série 5000 basé sur l'architecture Zen 3 et d'un chipset de carte mère série 500.

La mémoire AMD Smart Access nécessite un processeur Ryzen série 5000 - Image: AMD

Côté logiciel, AMD a validé la fonctionnalité sur AMD Radeon Driver 20.11.2 ou plus récent. Vous aurez également besoin du dernier BIOS de la carte mère basé sur le microcode AMD AGESA 1.1.0.0 ou plus récent. Actuellement, AMD a recommandé et validé les cartes mères suivantes:

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

Ce ne sont que des cartes validées et SAM fonctionnera presque certainement avec toutes les cartes mères B550 et X570 sur toute la ligne.

Méthode

Si votre système satisfait à toutes les exigences de la mémoire AMD Smart Access, mettez à jour votre BIOS avec le dernier BIOS disponible sur la page produit de votre carte mère. Vous devez maintenant activer manuellement la mémoire Smart Access.

La méthode d'activation de SAM varie d'une carte mère à l'autre. Dans certaines cartes, il ne sera probablement même pas appelé Smart Access Memory. Certains fabricants de cartes mères ont opté pour des options telles que Décodage supérieur à 4G , Redimensionner BAR, ou BAR redimensionnable . Une recherche rapide en ligne avec le numéro de modèle de votre carte mère spécifique vous mènera à la bonne option.

Pour notre guide, nous examinons le processus de la carte mère ASUS Crosshair VIII Hero X570. Cela suffirait à donner une idée générale de la méthode.

  • Tout d'abord, vous devez désactiver CSM (module de support de compatibilité) et vous assurer qu'il est désactivé. Pour cela, rendez-vous au Démarrage menu et recherchez le Module de support CSM / compatibilité Réglez CSM sur désactivé .

  • Aller au Avancée menu et recherchez le Paramètres du sous-système PCI . Sur d'autres modèles de cartes mères, il pourrait être écrit comme Configuration PCIe / PCI Express options.
  • Dans ces paramètres, activez Décodage supérieur à 4G .
  • De là, la possibilité de configurer Support de barre de redimensionnement deviendra disponible. Réglez-le sur Auto .

  • Maintenant Sortie le menu avancé et sélectionnez Enregistrer les modifications et réinitialiser . Confirmez les modifications en les vérifiant et cliquez sur OK.

  • Après un succès redémarrer de la carte mère, l'option PCIe Resizable BAR (AMD Smart Access Memory) sera activée pour votre carte graphique Radeon RX 6000 et le processeur Ryzen 5000.

Résultats

AMD affirme que l'activation de la mémoire Smart Access vous donnera un petit mais gratuit coup de pouce allant de 2% à 13% des performances de jeu en fonction du jeu. AMD a présenté une diapositive qui montre que SAM peut contribuer à une augmentation des performances allant de 2% à 13% en moyenne, certains jeux offrant jusqu'à 14% de performances en plus avec SAM et Rage Mode activés. Étant donné que SAM est entièrement gratuit, vous devez absolument l'activer si vous avez le bon matériel.

L'activation de la mémoire Smart Access avec le mode Rage peut améliorer les performances jusqu'à 13% - Image: AMD

Annonce de Nvidia

Nvidia n'a pas tardé à se lancer dans la situation en annonçant qu'il travaillait actuellement sur une fonctionnalité similaire à la mémoire Smart Access pour leur série de cartes graphiques RTX 3000, et elle sera bientôt publiée dans une mise à jour du pilote pour ces cartes. Nvidia affirme que la technologie derrière la fonctionnalité SAM est une inclusion standard dans la spécification PCIe et que l'alternative de Nvidia fonctionnera à la fois sur les processeurs Intel et AMD avec une plus large sélection de cartes mères. Nvidia a également affirmé que ses tests internes montrent des performances similaires à celles revendiquées par AMD avec SAM.

La technologie à laquelle Nvidia fait référence est la technologie Redimensionnable PCIe BAR qui est une norme ouverte incluse par PCI-SIG dans la norme PCIe en 2008.

BAR PCIe redimensionnable

Alors, qu'est-ce que la barre PCIe redimensionnable exactement? Eh bien, sous le bus physique PCI Express, un tunnel virtuel est généré entre la carte graphique et le processus. Ce tunnel permet au processeur d'accéder directement à la mémoire VRAM sans aucune entrave. Le redimensionnement de ce tunnel virtuel permet au processeur d'avoir un accès direct à l'ensemble du pool de mémoire du GPU, ce que nous constatons avec la nouvelle technologie Smart Access Memory.

Le fonctionnement de la technologie Redimensionnable PCIe BAR est un peu compliqué. Essentiellement, le pilote en mode noyau redimensionne la taille VRAM accessible à la taille de la mémoire entière de la carte graphique via un processus d'arrière-plan. Il est important de noter que bien que toute la mémoire soit disponible pour le CPU pour l'utilisation, la priorité est toujours donnée à la carte graphique car le GPU doit être alimenté en textures et en données d'actifs beaucoup plus rapidement. Lors d'un redimensionnement réussi, le pilote en mode noyau doit exposer un seul segment de mémoire nommé «CPUvisible» au gestionnaire VRAM. Le gestionnaire VRAM attribue les adresses virtuelles du CPU directement à la mémoire qui reste accessible selon les besoins.

Explication AMD de la mémoire Smart Access - Image: AMD

Le RESizable BAR (ou Base Access Register) a en fait été proposé par HP et AMD en 2008. Ce sont ces sociétés qui ont proposé cette idée au PCI-SIG, qui gère le standard PCI Express. Redimensionnable BAR a reçu divers noms au fil des ans, le plus notable étant Smart Access Memory. Outre SAM, le Resizable BAR a également été nommé ASRock Clever Access Memory par ASRock dans ses cartes mères.

Prise en charge des anciens processeurs Ryzen et Intel

Une chose qui est vraiment prometteuse dans l’annonce de Nvidia est le fait qu’il est censé fonctionner également sur les plates-formes Intel et les anciennes plates-formes Ryzen. Cela semble contourner la limitation arbitraire d'AMD qui n'a pas obtenu de réponse positive de la communauté technologique en premier lieu. Il serait dommage que l’implémentation de Nvidia soit compatible avec les anciens processeurs Ryzen et les cartes de la série 400, alors que la propre implémentation SAM d’AMD n’était compatible qu’avec les processeurs de la série Ryzen 5000 et les cartes mères de la série 500.

Il semble possible que cette fonctionnalité fonctionne également sur Intel et d'autres processeurs Ryzen, car il n'y a rien de spécifique à propos de la Redimensionnable PCIe BAR qui nécessite un processeur Ryzen série 5000 et une carte mère PCIe Gen 4. En fait, les processeurs Intel prennent en charge la technologie PCIe BAR depuis l’architecture Haswell publiée en 2013. Par conséquent, la prochaine mise en œuvre Redimensionnable BAR de Nvidia pourrait devenir encore plus répandue que la mémoire Smart Access d’AMD.

Implications futures

Actuellement, la mémoire Smart Access d’AMD est verrouillée sur les processeurs AMD Ryzen de la série 5000 associés à une carte mère de la série 500 comme B550 ou X570 avec un GPU de la série Radeon RX 6000. Cependant, tous les signes semblent indiquer une prochaine implémentation PCIe Redimensionnable BAR de Nvidia pour ses cartes graphiques de la série RTX 3000 basées sur l'architecture Ampere. Cela semble inévitable puisque Nvidia l'a déjà annoncé, et de plus, il est censé bénéficier d'une plus large gamme de compatibilité tout en offrant des performances similaires.

Il est possible qu’après la sortie par Nvidia d’une implémentation équivalente de la BAR redimensionnable PCIe, AMD devrait également étendre son réseau de compatibilité. Il n'y a tout simplement pas beaucoup de gens qui achètent une carte graphique de la série RX 6000 avec un processeur de la série Ryzen 5000 et une carte mère de la série 500, en particulier avec les problèmes d'approvisionnement mondiaux en silicium. Il y a beaucoup plus de joueurs et de consommateurs en général sur les anciens processeurs Ryzen avec des cartes mères de la série 400 et encore plus de joueurs sur plateforme Intel qui aimeraient être compatibles avec cette technologie. En gardant cela à l'esprit, AMD devrait étendre sa gamme de compatibilité aux anciens processeurs Ryzen, aux anciennes cartes mères, ainsi qu'aux processeurs et aux cartes mères d'Intel le plus tôt possible.

Il est confirmé que les processeurs Intel Rocket Lake de 11e génération sont également compatibles avec PCIe Gen 4 - Image: Intel

Étant donné que la technologie PCIe Resizable BAR est une norme PCI qui est déjà intégrée à la spécification PCI, le réseau de compatibilité plus large garantira que cette technologie deviendra courante au cours des prochaines générations. Il augmente les performances gratuitement et, même dans le pire des cas, n'a aucun impact sur les performances. Par conséquent, il est raisonnable de s'attendre à ce que la technologie PCIe Redimensionnable BAR devienne une fonctionnalité standard dans les années à venir.

Mots finaux

AMD a fourni l'une des fonctionnalités les plus intéressantes et simultanément polarisantes avec leur Série RX 6000 de cartes graphiques en octobre 2020. La fonction Smart Access Memory améliore les performances gratuitement à condition que l'utilisateur dispose d'un ensemble de matériel compatible. La fonction SAM n'est qu'un changement de nom de la technologie PCIe BAR déjà existante qui est présente dans la spécification PCI, donc rien n'empêche AMD d'étendre la prise en charge de cette technologie à d'autres processeurs et cartes mères.

Nvidia a profité de l'exclusivité d'AMD et a annoncé sa prochaine variante de la technologie Redimensionnable PCIe BAR qui est censée fonctionner sur une multitude de plates-formes avec leur série RTX 3000 de GPU. Cette étape de Nvidia devrait faire pression sur AMD pour étendre la compatibilité de sa mise en œuvre Smart Access Memory, et nous pouvons nous attendre à ce que cette technologie devienne courante au cours des prochaines années.