شرح تغيير حجم PCIe BAR وذاكرة الوصول الذكي AMD

28 أكتوبرالعاشر،يعتبر سوق 2020 علامة بارزة جدًا لقسم Radeon التابع لشركة AMD حيث أصدروا سلسلة Radeon RX 6000 الجديدة من بطاقات الرسوم بناءً على بنية RDNA2. من المفترض أن تتنافس البطاقات الرسومية الثلاث الجديدة في السلسلة ، AMD Radeon RX 6800 و RX 6800 XT و RX 6900 XT مع أفضل العروض من سلسلة Nvidia's RTX 3000. كانت AMD متأخرة عن Nvidia فيما يتعلق بوحدات معالجة الرسومات خلال الجزء الأفضل من العقد ، ولكن الآن مع بنية RDNA2 الجديدة والمحسّنة ، تقدم AMD أخيرًا المنافسة التي طلبها السوق. هذه هي المرة الأولى منذ عدة أجيال التي يتنافس فيها أفضل عروض AMD بشكل مباشر مع أفضل عروض Nvidia من حيث الأداء.



كانت ذاكرة الوصول الذكية AMD إحدى الميزات الرئيسية التي تم الإعلان عنها مع سلسلة بطاقات الرسومات RX 6000 - الصورة: AMD

لم تتحسن AMD فقط على أداء التحويل النقطي التقليدي لبطاقاتها مقارنة بالجيل السابق ، ولكنها تقدمت أيضًا وأضفت بعض الميزات الجذابة في تشكيلتها الجديدة. ميزات مثل دعم Real-Time Ray Tracing (والتي يمكنك معرفة المزيد عنها هنا ) تم إغفالها بشدة في سلسلة RX 5700 حيث سيطرت مجموعة Turing لوحدات معالجة الرسومات من Nvidia بسهولة على السوق بسبب هذه الميزة حتى عند نقطة سعر أعلى. لقد تغير ذلك مع سلسلة RX 6000 حيث قدمت AMD الدعم لـ Real-Time Ray Tracing مع بنية RDNA 2. قدمت AMD أيضًا ميزة رفع تردد التشغيل بنقرة واحدة تُعرف باسم 'Rage Mode' والتي تهدف إلى زيادة الأداء بمجرد تمكينها.



ربما تكون الميزة الأكثر إثارة للاهتمام التي قدمتها AMD في هذا الجيل هي Smart Access Memory أو SAM. هذه الميزة حصرية حاليًا لـ AMD وتعد بتقديم بعض تحسينات الأداء في ظل الظروف المناسبة. دعونا نتعمق في SAM ونحلل الآلية الكامنة وراء هذه التكنولوجيا.



ذاكرة الوصول الذكية AMD

ربما تكون الميزة الأكثر إثارة للاهتمام والاستقطاب المتزامن لسلسلة بطاقات الرسومات RX 6000 هي Smart Access Memory أو ميزة SAM. ستكون هذه الميزة متاحة فقط للمستخدمين الذين لديهم وحدة معالجة مركزية من سلسلة Ryzen 5000 ، واللوحة الأم من سلسلة 500 ، وبطاقة رسومات سلسلة Radeon RX 6000. Smart Access Memory هي العلامة التجارية لشركة AMD لتطبيقها لقدرة PCI Express Resizable BAR (Base Address Registers). تسمح Smart Access Memory بشكل أساسي لوحدة المعالجة المركزية بالوصول إلى المقدار الكامل من ذاكرة GDDR6 الموجودة في سلسلة بطاقات الرسومات RX 6000.



على عكس 256 ميجابايت المعتادة ، تسمح ميزة SAM لوحدة المعالجة المركزية بالوصول إلى مجموعة VRAM بالكامل على البطاقة - الصورة: AMD

عادة ، وحدة المعالجة المركزية (CPU) لديها فقط إمكانية الوصول إلى VRAM هي كتل 256 ميجابايت أو 256 ميجابايت مناطق عناوين ذاكرة الإدخال / الإخراج. تزيل ذاكرة الوصول الذكي هذا القيد وتسمح لوحدة المعالجة المركزية بالوصول المباشر إلى مجموعة VRAM بالكامل. عادة ما تكون ذاكرة GDDR أسرع بكثير من ذاكرة DDR القياسية التي تستخدمها وحدات المعالجة المركزية بشكل طبيعي. يمكن لسلسلة معالجات Ryzen 5000 الوصول إلى هذه الذاكرة الأسرع وبالتالي يمكنها تقديم مستويات إضافية من الأداء.

هذه هي المرة الأولى التي تصدر فيها شركة ميزة تفتح قفلًا للأداء الإضافي اعتمادًا على الأجهزة المصاحبة التي يمتلكها المستخدم. قوبل هذا القرار بردود فعل متباينة من المجتمع ، حيث كان نصف الأشخاص متحمسين حقًا للأداء الإضافي الذي يمكن الآن الاستفادة منه مع بنية All-AMD ، وخيب أمل نصف الأشخاص لأن AMD تحجب الأداء الإضافي لوحدات المعالجة المركزية الخاصة بـ سلسلة 5000 فقط. لا يمكن لأي وحدة معالجة مركزية من Intel ولا أي وحدة معالجة مركزية أقدم من Ryzen الاستفادة من الأداء الإضافي حتى وقت كتابة هذا التقرير ، الأمر الذي قد يكون بمثابة خيبة أمل لمستخدمي تلك الأنظمة الأساسية الذين يتطلعون إلى شراء وحدة معالجة الرسومات RX 6000 series.



المتطلبات

ذاكرة الوصول الذكي ليست شيئًا اخترعته AMD. إنه مجرد تنفيذ لميزة PCIe Resizable BAR (التي سنناقشها بعد قليل). لذلك ، يمكن أن يعمل SAM نظريًا على جميع اللوحات الأم PCIe 3.0 و PCIe 4.0 بالإضافة إلى بطاقات الرسوميات. ومع ذلك ، حاليًا ، تقصر AMD هذا التطبيق على سلسلة بطاقات الرسومات RX 6000 الجديدة فقط. بالإضافة إلى واحدة من بطاقات Big Navi الجديدة اللامعة ، ستحتاج إلى وحدة معالجة مركزية من سلسلة AMD Ryzen 5000 استنادًا إلى بنية Zen 3 ومجموعة شرائح اللوحة الأم من سلسلة 500.

تتطلب ذاكرة الوصول الذكية من AMD معالج Ryzen 5000 series - صورة: AMD

على جانب البرنامج ، قامت AMD بالتحقق من صحة الميزة في AMD Radeon Driver 20.11.2 أو أحدث. ستحتاج أيضًا إلى الحصول على أحدث BIOS للوحة الأم استنادًا إلى الرمز الصغير AMD AGESA 1.1.0.0 أو الأحدث. حاليًا ، أوصت AMD باللوحات الأم التالية والتحقق منها:

  • ASUS X570 Crosshair VIII Hero WiFi
  • ASRock X570 Taichi
  • شريحة رئيسية AORUS X570 من جيجابايت
  • MSI X570 Godlike

هذه مجرد لوحات تم التحقق من صحتها وسيعمل SAM بشكل شبه مؤكد مع جميع اللوحات الأم B550 و X570 أسفل الخط.

طريقة

إذا كان نظامك يلبي جميع متطلبات AMD Smart Access Memory ، فابدأ وقم بتحديث BIOS الخاص بك إلى أحدث إصدار متاح من صفحة منتج اللوحة الأم. أنت الآن بحاجة إلى تمكين Smart Access Memory يدويًا.

تختلف طريقة تمكين SAM من اللوحة الأم إلى اللوحة الأم. في بعض اللوحات ، من المحتمل ألا يطلق عليها اسم Smart Access Memory. اختارت بعض الشركات المصنعة للوحات الأم خيارات مثل فوق فك 4G و تغيير حجم BAR ، أو بار متغير الحجم . سيقودك البحث السريع عبر الإنترنت باستخدام رقم طراز اللوحة الأم إلى الخيار الصحيح.

للحصول على دليلنا ، نحن نبحث في عملية اللوحة الأم ASUS Crosshair VIII Hero X570. سيكون هذا كافيًا لإعطاء فكرة عامة عن الطريقة.

  • بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى إيقاف تشغيل CSM (وحدة دعم التوافق) والتأكد من تعطيلها. لهذا ، انتقل إلى حذاء طويل القائمة وابحث عن وحدة دعم CSM / التوافق اضبط CSM على معاق .

  • اذهب إلى المتقدمة القائمة وابحث عن ملف إعدادات النظام الفرعي لـ PCI . في نماذج اللوحة الأم الأخرى ، يمكن كتابتها كـ تكوين PCIe / PCI Express خيارات.
  • في هذه الإعدادات ، قم بتمكين فوق فك 4G .
  • من هناك ، خيار التكوين دعم بار إعادة الحجم سوف تصبح متاحة. اضبطه على تلقاءي .

  • الآن خروج القائمة المتقدمة ، وحدد إحفظ التغييرات وأعد . قم بتأكيد التغييرات عن طريق التحقق منها وانقر فوق 'موافق'.

  • بعد نجاح اعادة التشغيل من اللوحة الأم ، سيتم تمكين خيار PCIe Resizable BAR (AMD Smart Access Memory) لبطاقة رسومات سلسلة Radeon RX 6000 ووحدة المعالجة المركزية Ryzen 5000 series.

النتائج

تدعي AMD أن تمكين Smart Access Memory سيمنحك دفعة صغيرة ولكنها مجانية تتراوح من 2٪ إلى 13٪ في أداء الألعاب اعتمادًا على اللعبة. قدمت AMD شريحة توضح أن SAM يمكن أن يساهم في زيادة في الأداء تتراوح من 2٪ إلى 13٪ في المتوسط ​​مع بعض الألعاب التي تقدم أداءً أكبر بنسبة تصل إلى 14٪ مع تشغيل كل من SAM و Rage Mode. نظرًا لأن SAM مجاني تمامًا ، يجب عليك بالتأكيد تشغيله إذا كان لديك الأجهزة المناسبة.

يمكن أن يؤدي تمكين ذاكرة الوصول الذكية مع وضع الغضب إلى تحسين الأداء بنسبة تصل إلى 13٪ - الصورة: AMD

إعلان نفيديا

سارعت Nvidia في القفز إلى الموقف بإعلان أنها تعمل حاليًا على ميزة مماثلة لـ Smart Access Memory لسلسلة بطاقات الرسومات RTX 3000 الخاصة بها ، وسيتم إصدارها قريبًا في تحديث برنامج التشغيل لتلك البطاقات. تدعي Nvidia أن التقنية الكامنة وراء ميزة SAM هي تضمين قياسي في مواصفات PCIe وأن بديل Nvidia سيعمل على كل من معالجات Intel و AMD مع مجموعة واسعة من اللوحات الأم أيضًا. زعمت Nvidia أيضًا أن اختبارها الداخلي يُظهر أداءً مشابهًا لأداء AMD المزعوم باستخدام SAM.

التكنولوجيا التي تشير إليها Nvidia هي تقنية Resizable PCIe BAR والتي تعد معيارًا مفتوحًا تم تضمينه بواسطة PCI-SIG في معيار PCIe في عام 2008.

PCIe BAR متغير الحجم

إذن ما هو شريط PCIe BAR القابل لتغيير الحجم بالضبط؟ حسنًا ، تحت ناقل PCI Express الفعلي ، يتم إنشاء نفق افتراضي بين بطاقة الرسومات والعملية. يسمح هذا النفق للمعالج بالوصول إلى ذاكرة VRAM مباشرة دون أي عائق. يسمح تغيير حجم هذا النفق الافتراضي للمعالج بالوصول المباشر إلى كل مجموعة ذاكرة وحدة معالجة الرسومات ، وهو ما نشهده باستخدام تقنية Smart Access Memory الجديدة.

الطريقة التي تعمل بها تقنية PCIe BAR القابلة لتغيير الحجم معقدة بعض الشيء. يقوم برنامج تشغيل الوضع kernel بشكل أساسي بتغيير حجم VRAM الذي يمكن الوصول إليه إلى حجم ذاكرة بطاقة الرسومات بالكامل من خلال عملية في الخلفية. من المهم ملاحظة أنه على الرغم من توفر كل الذاكرة لوحدة المعالجة المركزية للاستخدام ، إلا أن الأولوية تعطى دائمًا لبطاقة الرسومات نظرًا لأن وحدة معالجة الرسومات تحتاج إلى أن يتم تغذيتها بالقوام وبيانات الأصول بسرعة أكبر. في تغيير الحجم بنجاح ، يجب أن يعرض برنامج تشغيل وضع kernel مقطع ذاكرة واحدًا يسمى 'CPUvisible' لمدير VRAM. يقوم مدير VRAM بتعيين العناوين الافتراضية لوحدة المعالجة المركزية مباشرة إلى الذاكرة التي تظل قابلة للوصول حسب الحاجة.

شرح AMD لذاكرة الوصول الذكي - الصورة: AMD

تم اقتراح BAR القابل لتغيير الحجم (أو سجل الوصول الأساسي) من قبل HP و AMD في عام 2008. كانت هذه الشركات هي التي اقترحت هذه الفكرة على PCI-SIG ، الذي يدير معيار PCI Express. تلقى شريط Resizable BAR أسماء مختلفة على مر السنين ، أبرزها Smart Access Memory. بصرف النظر عن SAM ، تم تسمية شريط Resizable BAR أيضًا باسم ASRock Clever Access Memory بواسطة ASRock في اللوحات الأم.

دعم أقدم معالجات Ryzen و Intel

أحد الأشياء الواعدة حقًا في إعلان Nvidia هو حقيقة أنه من المفترض أن يعمل على منصات Intel ومنصات Ryzen الأقدم أيضًا. يبدو أن هذا يعمل على حل قيود AMD التعسفية التي لم تحصل على استجابة إيجابية من مجتمع التكنولوجيا في المقام الأول. سيكون من العار إذا كان تطبيق Nvidia متوافقًا مع معالجات Ryzen الأقدم ولوحات السلسلة 400 بالإضافة إلى أن تطبيق SAM الخاص بـ AMD كان متوافقًا فقط مع معالجات Ryzen 5000 series واللوحات الأم من سلسلة 500.

يبدو أنه من الممكن أن تعمل هذه الميزة على معالجات Intel وغيرها من معالجات Ryzen أيضًا نظرًا لعدم وجود شيء محدد حول Resizable PCIe BAR الذي يتطلب وحدة المعالجة المركزية Ryzen 5000 series واللوحة الأم PCIe Gen 4. في الواقع ، تدعم معالجات Intel تقنية PCIe BAR منذ إطلاق بنية Haswell في عام 2013. لذلك ، قد يصبح تطبيق Resizable BAR القادم من Nvidia أكثر انتشارًا من ذاكرة الوصول الذكية من AMD.

التداعيات المستقبلية

حاليًا ، يتم تأمين ذاكرة الوصول الذكية من AMD في سلسلة معالجات AMD Ryzen 5000 المقترنة باللوحة الأم من سلسلة 500 مثل B550 أو X570 جنبًا إلى جنب مع سلسلة Radeon RX 6000 GPU. ومع ذلك ، يبدو أن جميع الدلائل تشير إلى تنفيذ PCIe Resizable BAR القادم من Nvidia لسلسلة بطاقات الرسومات RTX 3000 على أساس معمارية Ampere. يبدو أن هذا أمر لا مفر منه لأن Nvidia قد أعلنت عنه بالفعل ، وعلاوة على ذلك ، من المفترض أن تتلقى نطاقًا أوسع من التوافق مع تقديم أداء مشابه.

من المحتمل أنه بعد إصدار Nvidia لتطبيق PCIe Resizable BAR مكافئ ، سيتعين على AMD توسيع شبكة التوافق الخاصة بها أيضًا. ببساطة لا يوجد الكثير من الأشخاص الذين يشترون بطاقة رسومات من سلسلة RX 6000 مع وحدة المعالجة المركزية Ryzen 5000 series واللوحة الأم من السلسلة 500 ، خاصة مع مشكلات إمدادات السيليكون العالمية المستمرة. يوجد الكثير من اللاعبين والمستهلكين على معالجات Ryzen الأقدم مع اللوحات الأم من سلسلة 400 وحتى المزيد من لاعبي منصة Intel الذين يرغبون في التوافق مع هذه التقنية. مع وضع ذلك في الاعتبار ، سيتعين على AMD توسيع نطاق توافقها ليشمل وحدات المعالجة المركزية Ryzen القديمة واللوحات الأم القديمة ، بالإضافة إلى وحدات المعالجة المركزية واللوحات الأم من Intel عاجلاً وليس آجلاً.

تم تأكيد أن وحدات المعالجة المركزية 11th Gen Intel Rocket Lake تدعم PCIe Gen 4 أيضًا - الصورة: Intel

نظرًا لأن تقنية PCIe Resizable BAR هي معيار PCI مدمج بالفعل في مواصفات PCI ، فإن شبكة التوافق الأوسع ستضمن أن تصبح هذه التقنية سائدة على مدى الأجيال القليلة القادمة. إنه يزيد من الأداء مجانًا ، وحتى في أسوأ السيناريوهات ، ليس له أي تأثير على الأداء. لذلك ، من المعقول أن نتوقع أن تصبح تقنية PCIe Resizable BAR ميزة قياسية في السنوات القادمة.

الكلمات الأخيرة

قدمت AMD واحدة من أكثر الميزات إثارة للاهتمام والاستقطاب في وقت واحد مع سلسلة بطاقات الجرافيكس RX 6000 في أكتوبر من عام 2020. تعمل ميزة Smart Access Memory على تعزيز الأداء مجانًا بشرط أن يكون لدى المستخدم مجموعة متوافقة من الأجهزة. ميزة SAM هي مجرد إعادة تسمية لتقنية PCIe BAR الموجودة بالفعل والموجودة في مواصفات PCI ، لذلك لا يوجد ما يمنع AMD من توسيع دعم هذه التقنية إلى وحدات المعالجة المركزية واللوحات الأم الأخرى.

استفادت Nvidia من حصرية AMD وأعلنت عن البديل القادم لتقنية Resizable PCIe BAR التي من المفترض أن تعمل على العديد من الأنظمة الأساسية مع سلسلة RTX 3000 من وحدات معالجة الرسومات. يجب أن تضغط هذه الخطوة من Nvidia على AMD لتوسيع توافق تطبيق Smart Access Memory الخاص بها ، ويمكننا أن نتوقع أن تصبح هذه التكنولوجيا سائدة خلال السنوات القليلة المقبلة.