Vysvětlení architektury AMD RDNA2

28. října^thV roce 2020 divize AMD Radeon oznámila svou vysoce očekávanou řadu grafických karet RX 6000 založenou na zcela nové architektuře RDNA 2. Tyto nové grafické karty využívají již zavedenou architekturu RDNA 1 a masivně ji vylepšují do té míry, že očekáváme, že nové grafické karty AMD budou konečně konkurenceschopné s nejlepší nabídkou od Nvidia. Společnost AMD předvedla některé ze svých nových funkcí v prezentaci 28. října^thkteré obsahují některá zajímavá technologická vylepšení. V této části obsahu se blíže podíváme na to, co AMD vylepšilo, pokud jde o architekturu a design grafických karet RDNA 2.

Architektura AMD RDNA 2 slibuje oproti minulé generaci obrovské zvýšení výkonu - Obrázek: AMD

Není žádným překvapením, že AMD přichází do této generace jako smolař a víceméně nemá co ztratit. Nabídky AMD RDNA 1 byly konkurenceschopné a uvedly společnost na správnou cestu, ale stále nebyly přímo hrozbou pro špičkové nabídky od Nvidia. Nejrychlejší kartou AMD založenou na architektuře RDNA 1 byl Radeon RX 5700 XT, který cenově konkuroval přímo RTX 2060 Super, ale pokud jde o výkon, vyrazil vysoko nad svou váhu. Díky optimalizaci ovladačů a obecně lepšímu grafickému procesoru nyní RX 5700 XT soutěží přímo s RTX 2070 Super a ve skutečnosti jej překonává v mnoha moderních titulech, přičemž je o 100 $ levnější. To znamenalo, že GPU založené na RDNA 1 bylo jasnou volbou pro mnoho hráčů orientovaných na hodnotu. RDNA 2 doufá, že tento vzorec vylepší a bude přímo konkurovat špičkovým nabídkám Nvidia v té době; řada GPU RTX 3000.

Konkurence s Nvidia

Nvidia oznámila tři nové grafické karty založené na zcela nové architektuře Ampere, které letos získaly obrovský humbuk a pozornost. Všechny GeForce RTX 3090, RTX 3080 a RTX 3070 poskytují extrémně solidní výkon za cenu ve srovnání s generací Turing. Grafické karty AMD tentokrát doufají, že budou přímo soutěžit s absolutně tím nejlepším, co Nvidia nabízí, což se za docela dlouhou dobu nestalo. Podle benchmarku AMD první strany konkuruje RX 6900XT přímo RTX 3090, přičemž je o 500 $ levnější. RX 6800XT navíc soutěží přímo s RTX 3080, přičemž je také o 50 $ levnější, a RX 6800 přináší o něco lepší výkon než RTX 3070, přičemž je o 80 $ dražší. Podívejme se, jak AMD dokázala přinést takové obrovské zvýšení výkonu během jedné generace.

Uzel procesu RDNA 2

Architektura AMD RDNA 2 je stále založena na 7nm procesu TSMC stejně jako RDNA 1. To nemusí být nutně špatná věc, protože RDNA 1 poskytla obrovské zvýšení efektivity oproti své starší 12nm architektuře Vega a má také prostor pro zlepšení. RDNA 2 doufá, že využije tento prostor pro zlepšení a slibuje až 1,8násobné zlepšení výkonu na watt oproti RDNA 1 ve stejném uzlu procesu. To znamená zhruba dvojnásobný výkon ve stejném energetickém cíli jako předchozí generace, což je chvályhodné zlepšení oproti původní architektuře RDNA.

Infinity Cache

Jednou z definujících nových funkcí, které PC nadšence dost nadchly, je zavedení zcela nového systému ukládání do mezipaměti známého jako Infinity cache. Společnost AMD v zásadě představila vysokorychlostní mezipaměť, která doplňuje paměť GDDR6, aby efektivně zvýšila šířku pásma integrované paměti VRAM. Tato nekonečná mezipaměť má překlenout mezeru mezi pamětí GDDR6, kterou AMD používá, a pamětí GDDR6X, která je přítomna v RTX 3080 a RTX 3090 od Nvidia. Nová paměť G6X má mít dvojnásobnou šířku pásma oproti standardní paměti G6.

Infinity Cache slibuje překlenutí propasti mezi G6 na 256bitové sběrnici a 384bitové sběrnici - Obrázek: AMD

V dalším překvapivém kroku se AMD drží 256bitové sběrnice a místo toho je počítat s touto nekonečnou mezipamětí, aby kompenzoval pokles šířky pásma . Společnost AMD tvrdí, že její „revoluční“ technologie mezipaměti nekonečna může účinně poskytovat dvojnásobnou šířku pásma než běžná 256bitová sběrnice s pamětí GDDR6, a může tak být ideálním řešením rozdílu v propustnosti mezi těmito dvěma značkami. To znamená, že pokud jsou tvrzení AMD pravdivá, pak by paměť G6 na 256bitové sběrnici spojená s mezipamětí nekonečna byla výrazně rychlejší než paměť G6 na 384bitové sběrnici. AMD také říká, že nekonečná mezipaměť by měla pomoci s minimalizací úzkých míst DRAM, problémů s latencí a spotřeby energie a zároveň pomoci s šířkou pásma.

Rage Fashion

Kromě kontroverzní značky může být nová funkce AMD Rage Mode ve skutečnosti docela užitečná při zvyšování výkonu nových grafických karet řady RX 6000. Režim Rage je v zásadě krok pod automatickým přetaktováním, které je u těchto nových grafických karet zabudováno do Radeon Software (dříve Wattman). Rage Mode se nepokouší „přetaktovat“ samotnou kartu, spíše ve skutečnosti zvyšuje limit výkonu na maximální možnou hodnotu. To může být docela užitečné pro lidi, kteří se nechtějí pustit do přetaktování, ale nevadilo by jim narušení výkonu.

Vyčerpání limitu výkonu není samo o sobě novou funkcí, ale je to poprvé, co jej výrobce začleňuje do svých výkonnostních měřítek první strany, takže to je třeba počítat jako významnou vlastnost. Za normálních okolností je zvýšení posuvníku výkonu obvykle prvním krokem v ručním přetaktování a uživatelé to mohou i nadále dělat ve svém zvoleném softwaru u řady RX 6000, ale implementace AMD si jistě vyžádá aktualizace a optimalizace, aby dokonale využila výhody rezervy napájení, která je dostupné na těchto kartách.

Obecně platí, že zvýšení posuvníku napájení na maximální sítě se zvyšuje o přibližně 50–100 Mhz v maximálním trvalém zvyšování hodin (od AMD označovaných jako „herní hodiny“), takže za normálních podmínek může dojít k nárůstu výkonu přibližně o 1–2% . AMD varuje, že vylepšení budou velmi záviset na samotné hře, takže je třeba mít na paměti také. Režim Rage také zvýší agresivitu křivky ventilátoru, aby udržel vyšší teploty pod kontrolou.

Smart Access Memory

Pravděpodobně nejzajímavější a současně polarizační funkcí grafických karet řady RX 6000 je funkce Smart Access Memory nebo SAM. Tato funkce by byla k dispozici pouze uživatelům s CPU řady Ryzen 5000, základní deskou řady 500 a grafickou kartou řady Radeon RX 6000. Smart Access Memory v podstatě umožňuje CPU přístup k plnému množství paměti GDDR6, která se nachází na grafických kartách řady RX 6000. CPU má obvykle přístup pouze k VRAM, což je 256 MB bloků. Paměť GDDR je tradičně mnohem rychlejší než standardní paměť DDR, kterou CPU běžně používají. Řada procesorů Ryzen 5000 může přistupovat k této rychlejší paměti a může tak poskytovat další úrovně výkonu. AMD představilo snímek, který ukazuje, že SAM může přispět ke zvýšení výkonu v průměru od 2% do 8%, přičemž některé hry přinášejí až o 12% vyšší výkon se zapnutým režimem SAM i Rage.

Toto je poprvé, co společnost vydala funkci, která odemkne další výkon v závislosti na doprovodném hardwaru, který má uživatel k dispozici. Toto rozhodnutí se setkalo se smíšenou odezvou komunity, přičemž polovina lidí byla skutečně nadšená pro extra výkon, který lze nyní využít při sestavení All-AMD, a polovina lidí byla zklamaná, že AMD blokuje další výkon CPU CPU pouze série 5000. Žádný procesor Intel ani žádný starší procesor Ryzen nedokáže využít extra výkon, který by mohl být zklamáním pro uživatele těchto platforem, kteří chtějí koupit GPU řady RX 6000.

Na rozdíl od obvyklých 256 MB umožňuje funkce SAM CPU přístup k celému fondu VRAM na kartě - Obrázek: AMD

Společnost Nvidia rychle naskočila do situace s oznámením, že v současné době pracuje na podobné funkci jako Smart Access Memory pro své grafické karty řady RTX 3000 a brzy bude vydána v aktualizaci ovladačů pro tyto karty. Nvidia tvrdí, že technologie, která stojí za funkcí SAM, je standardním začleněním do specifikace PCIe a že alternativa společnosti Nvidia bude fungovat na procesorech Intel i AMD s širším výběrem základních desek. Nvidia také tvrdila, že jejich interní testování ukazuje podobný výkon jako údajný výkon AMD pomocí SAM.

Paprskové urychlovače

Jednou z nejočekávanějších funkcí řady RX 6000 je zahrnutí podpory raytracingu v reálném čase. AMD je generací za Nvidia při implementaci této funkce, protože Nvidia představila svou řadu karet RTX již v roce 2018 s plnými schopnostmi raytracingu hardwaru, ale konečně je tu s řadou GPU řady RX 6000. Přístup, který AMD používá, je trochu odlišný. Zatímco Nvidia používá pro zpracování raytracingu v reálném čase vyhrazená hardwarová jádra Raytracing, AMD využívá implementaci DXR od Microsoftu svým vlastním způsobem. V každé výpočetní jednotce jsou obsaženy vyhrazené „RT akcelerátory“, nicméně o uvedených RT akcelerátorech a o tom, co ve skutečnosti jsou, jsou k dispozici jen málo nebo žádné informace.

Současný přístup AMD k Raytracingu podporuje vše, co je pokryto verzemi DXR 1.0 a 1.1 od Microsoftu, avšak nic, co je pro Nvidia RTX zvykem nebo vlastnictvím, nebude na AMD raytracingu podporováno. Jedná se o jakýsi přístup divokého západu k raytracingu, protože nyní zavádí další faktor do otázky „Podporuje tato hra Raytracing?“ protože teď musíme vědět, s jakou verzí raytracingu hra ve skutečnosti funguje nejlépe. Stále více her by mělo dobře fungovat s přístupem AMD, protože grafické karty RDNA 2 uvnitř konzolí také používají podobnou formu raytracingu jako grafické karty AMD pro stolní počítače.

Raytracing je jednou z klíčových funkcí, které AMD uvedlo tuto generaci - Obrázek: AMD

Konkurent DLSS

DLSS nebo Deep Learning Super Sampling je jednou z nejlepších funkcí, které byly vydány s vydáním grafických karet RTX v roce 2018. Tato funkce chytře upscaluje obraz, který byl vykreslen v nižším rozlišení, aby poskytoval mnohem lepší výkon s malou nebo žádnou ztrátou vizuální kvalita. Už jsme vysvětlili vstupy a výstupy DLSS v tomto článku Je to ale skvělá vlastnost pro hráče, která přináší více FPS při zhruba stejné vizuální kvalitě.

AMD v současné době nemá žádnou alternativu k DLSS (což je proprietární technologie Nvidia), plánuje však brzy vydat alternativu. AMD tvrdí, že jeho alternativa bude fungovat podobně jako DLSS, ale to by bylo zajímavé otestovat, protože na rozdíl od Nvidia nemá AMD žádná hardwarová jádra Tensor nebo Deep Learning, která by počítala všechny tyto upscalingové informace. Nvidia také používá superpočítač ke zpracování většiny výpočtů týkajících se DLSS, které pak komunikuje s grafickou kartou a umožňuje funkce upscalingu. Nezdá se, že by AMD touto cestou v tuto chvíli šlo dolů.

Soutěžit s těmi nejlepšími

Ať AMD vyhraje nebo prohraje s Nvidia, je jasné, že skutečnými vítězi této generace jsou ve skutečnosti hráči. AMD konečně soutěží na velmi špičkové úrovni s Nvidia. Je těžké si ani vzpomenout, kdy naposledy měli nejvýkonnější jediný GPU na trhu. Nvidia byla v tomto oddělení docela dominantní a na rozdíl od Intelu se také neuspokojila. AMD dává této generaci přísnou konkurenci pro Nvidia, což vede k většímu výběru a možnostem pro hráče. Pokud se AMD podaří optimalizovat výkon Raytracingu a nabídnout spolehlivého konkurenta DLSS, může pro hráče přinést dokonce mnohem atraktivnější volbu než nejlepší nabídky Nvidia. Mezitím si hráči na starších kartách AMD, jako jsou karty RX 400 nebo 500 nebo RX Vega, užijí obrovský skok v oblasti výkonu a kvality života, pokud se rozhodnou upgradovat na karty založené na RDNA 2.

Závěrečná slova

Architektura AMD RDNA 2 převzala stávající pevnou základní linii nastavenou architekturou RDNA a významně se vylepšila, přičemž přidala kvalitní funkce, jako je podpora Raytracing, režim Rage a paměť Smart Access Memory. Díky těmto vlastnostem je řada karet RX 6000 extrémně konkurenceschopnou alternativou k nejlepším nabídkám Nvidia a s další optimalizací v oddělení raytracingu by AMD mohla dokonce zaujmout celkový náskok v čistém herním výkonu. Celkově je tato generace pro hráče vítězstvím, protože tato konkurence mezi Nvidia a AMD vede k vydávání extrémně pevných produktů z obou stran za konkurenceschopné ceny.