サイズ変更可能なPCIeBARとAMDスマートアクセスメモリの説明

10月28日th、2020年には、AMDのRadeon部門がRDNA2アーキテクチャに基づく新しいRadeon RX 6000シリーズのグラフィックスカードをリリースしたため、かなり重要なマイルストーンが市場に出ました。シリーズの3つの新しいグラフィックカードであるAMDRadeon RX 6800、RX 6800 XT、およびRX 6900 XTは、NvidiaのRTX3000シリーズの最高の製品と直接対決することになっています。 AMDは、10年の大部分でGPUの点でNvidiaに後れを取っていますが、新しく改良されたRDNA2アーキテクチャにより、AMDはついに市場が要求する競争をもたらしています。 AMDのトップオファリングがパフォーマンスの点でNvidiaのトップオファリングと直接競合するのは、数世代で初めてです。



AMDスマートアクセスメモリは、RX 6000シリーズグラフィックスカードで発表された主要機能の1つでした–画像:AMD

AMDは、前世代と比較してカードの従来のラスタライズパフォーマンスを改善しただけでなく、新しいラインナップにかなり魅力的な機能を追加しました。リアルタイムレイトレーシングのサポートなどの機能(詳細については、こちらをご覧ください) ここに )RX 5700シリーズでは、NvidiaのGPUのチューリングラインナップが、より高い価格帯でもその機能のために市場を簡単に支配したため、非常に見逃されていました。 AMDがRDNA2アーキテクチャでリアルタイムレイトレーシングをサポートするようになったため、RX6000シリーズではこれが変わりました。 AMDはまた、「レイジモード」と呼ばれるワンクリックのオーバークロック機能を導入しました。これは、有効にするとパフォーマンスをさらに向上させることを目的としています。



おそらく、AMDがこの世代で導入した最も興味深い機能は、スマートアクセスメモリまたはSAMです。この機能は現在AMD専用であり、適切な条件下でパフォーマンスの向上をもたらすことが約束されています。 SAMを深く掘り下げて、このテクノロジーの背後にあるメカニズムを分析しましょう。



AMDスマートアクセスメモリ

おそらく、RX 6000シリーズのグラフィックスカードで最も興味深く、同時に極性化する機能は、スマートアクセスメモリまたはSAM機能です。この機能は、Ryzen 5000シリーズCPU、500シリーズマザーボード、およびRadeon RX6000シリーズグラフィックスカードを使用しているユーザーのみが利用できます。 Smart Access Memoryは、PCI Express Resizable BAR(ベースアドレスレジスタ)機能を実装するためのAMDのブランドです。スマートアクセスメモリを使用すると、CPUは基本的にRX6000シリーズのグラフィックカードにあるGDDR6メモリの全量にアクセスできます。



通常の256MBとは異なり、SAM機能により、CPUはカード上のVRAMのプール全体にアクセスできます–画像:AMD

通常、CPUは256MBブロックまたは256MB I / Oメモリアドレス領域のVRAMにのみアクセスできます。スマートアクセスメモリはその制限を取り除き、CPUがVRAMのプール全体に直接アクセスできるようにします。 GDDRメモリは、従来、CPUが通常使用する標準のDDRメモリよりもはるかに高速です。 Ryzen 5000シリーズのプロセッサは、この高速なメモリにアクセスできるため、パフォーマンスをさらに向上させることができます。

ユーザーが所有する付属のハードウェアに応じて追加のパフォーマンスのロックを解除する機能を会社がリリースしたのはこれが初めてです。この決定はコミュニティからのさまざまな反応に見舞われ、半数の人々がAll-AMDビルドで活用できる追加のパフォーマンスに本当に興奮し、半数の人々がAMDが追加のパフォーマンスをCPUにロックアウトしていることに失望しました。 5000シリーズのみ。 IntelCPUも古いRyzenCPUも、執筆時点での追加のパフォーマンスを活用できません。これは、RX6000シリーズGPUを購入しようとしているプラ​​ットフォームのユーザーに失望をもたらす可能性があります。



要件

スマートアクセスメモリは、AMDによって発明されたものではありません。これは、PCIe Resizable BAR機能の実装にすぎません(これについては後で説明します)。したがって、SAMは、理論的にはすべてのPCIe3.0およびPCIe4.0マザーボードとグラフィックカードで動作します。ただし、現在、AMDはこの実装を新しいRX6000シリーズのグラフィックスカードのみに制限しています。光沢のある新しいBigNaviカードの1つに加えて、Zen3アーキテクチャに基づくAMDRyzen5000シリーズCPUと500シリーズマザーボードチップセットが必要になります。

AMDスマートアクセスメモリにはRyzen5000シリーズプロセッサが必要–画像:AMD

ソフトウェア側では、AMDはAMD Radeon Driver20.11.2以降の機能を検証しています。また、AMD AGESA1.1.0.0マイクロコード以降に基づく最新のマザーボードBIOSが必要です。現在、AMDは次のマザーボードを推奨および検証しています。

  • ASUS X570 Crosshair VIII Hero WiFi
  • ASRockX570太一
  • GIGABYTE AORUSX570マスター
  • MSIX570神のような

これらは検証済みのボードであり、SAMはほぼ間違いなくすべてのB550およびX570マザーボードで動作します。

方法

システムがAMDSmart Access Memoryのすべての要件を満たしている場合は、先に進んで、マザーボードの製品ページからBIOSを利用可能な最新のものに更新してください。次に、スマートアクセスメモリを手動で有効にする必要があります。

SAMを有効にする方法は、マザーボードによって異なります。一部のボードでは、おそらくスマートアクセスメモリとは呼ばれません。一部のマザーボードメーカーは、次のようなオプションを選択しています。 4G以上のデコードBARのサイズ変更、 または サイズ変更可能なBAR 。特定のマザーボードのモデル番号をオンラインですばやく検索すると、適切なオプションが表示されます。

ガイドとして、ASUS Crosshair VIII HeroX570マザーボードのプロセスを見ていきます。これは、メソッドの一般的なアイデアを与えるのに十分です。

  • まず、CSM(互換性サポートモジュール)をオフにして、無効になっていることを確認する必要があります。これについては、 ブート メニューを探して CSM /互換性サポートモジュール CSMをに設定します 無効

  • に移動します 高度な メニューと検索 PCIサブシステム設定 。他のマザーボードモデルでは、次のように書くことができます PCIe / PCIExpress構成 オプション。
  • これらの設定で、有効にします 4G以上のデコード
  • そこから、構成するオプション BARサポートのサイズ変更 利用可能になります。に設定します 自動

  • 出口 詳細メニューをクリックし、 変更を保存してリセット 。変更を確認して確認し、[OK]をクリックします。

  • 成功した後 リブート マザーボードのPCIeResizable BARオプション(AMD Smart Access Memory)は、Radeon RX6000シリーズグラフィックスカードとRyzen5000シリーズCPUで有効になります。

結果

AMDは、Smart Access Memoryを有効にすると、ゲームに応じてゲームのパフォーマンスが2%から13%まで、わずかながら無料で向上すると主張しています。 AMDは、SAMとレイジモードの両方をオンにすると、SAMが平均2%〜13%の範囲でパフォーマンスの向上に貢献できることを示すスライドを提示しました。一部のゲームでは、パフォーマンスが最大14%向上しています。 SAMは完全に無料なので、適切なハードウェアがある場合は必ずオンにする必要があります。

Rageモードでスマートアクセスメモリを有効にすると、パフォーマンスが最大13%向上します–画像:AMD

Nvidiaの発表

Nvidiaは、RTX 3000シリーズのグラフィックスカード用のスマートアクセスメモリと同様の機能に現在取り組んでいることを発表し、すぐに状況に飛び込みました。Nvidiaは、これらのカードのドライバアップデートでまもなくリリースされます。 Nvidiaは、SAM機能の背後にあるテクノロジーはPCIe仕様に標準で含まれており、Nvidiaの代替品はIntelCPUとAMDCPUの両方で機能し、マザーボードの選択肢も豊富であると主張しています。 Nvidiaはまた、内部テストでは、SAMを使用したAMDの主張するパフォーマンスと同様のパフォーマンスを示していると主張しました。

Nvidiaが参照しているテクノロジーは、Resizable PCIe BARテクノロジーです。これは、2008年にPCI-SIGによってPCIe標準に含まれたオープンスタンダードです。

サイズ変更可能なPCIeBAR

では、Resizable PCIe BARとは正確には何ですか? PCI Express物理バスでは、グラフィックカードとプロセスの間に仮想トンネルが生成されます。このトンネルにより、プロセッサは支障なくVRAMメモリに直接アクセスできます。この仮想トンネルのサイズを変更すると、プロセッサはGPUのすべてのメモリプールに直接アクセスできるようになります。これは、新しいスマートアクセスメモリテクノロジで見られるものです。

サイズ変更可能なPCIeBARテクノロジーの動作方法は少し複雑です。基本的に、カーネルモードドライバは、バックグラウンドプロセスを通じて、アクセス可能なVRAMサイズをグラフィックカードのメモリサイズ全体にサイズ変更します。 CPUはすべてのメモリを使用できますが、GPUにテクスチャとアセットデータをはるかに迅速に供給する必要があるため、常にグラフィックカードが優先されることに注意してください。サイズ変更が成功すると、カーネルモードドライバーは「CPUvisible」という名前の単一のメモリセグメントをVRAMマネージャーに公開する必要があります。 VRAMマネージャーは、CPUの仮想アドレスを、必要に応じてアクセス可能なままのメモリに直接割り当てます。

スマートアクセスメモリに関するAMDの説明–画像:AMD

サイズ変更可能なBAR(またはベースアクセスレジスタ)は、2008年にHPとAMDによって実際に提案されました。これらの企業は、PCIExpress標準を管理するPCI-SIGにこのアイデアを提案した企業です。サイズ変更可能なBARは、何年にもわたってさまざまな名前が付けられていますが、最も注目すべき名前はスマートアクセスメモリです。 SAMとは別に、Resizable BARは、マザーボードのASRockによってASRock Clever AccessMemoryとも呼ばれています。

古いRyzenCPUとIntelのサポート

Nvidiaの発表で本当に有望なことの1つは、Intelおよび古いRyzenプラットフォームでも動作することになっているという事実です。これは、AMDの恣意的な制限を回避しているようですが、そもそも技術コミュニティから肯定的な反応は得られませんでした。 Nvidiaの実装が古いRyzenプロセッサと400シリーズボードと互換性があり、AMD独自のSAM実装がRyzen 5000シリーズプロセッサと500シリーズマザーボードとのみ互換性があるとしたら、それは残念です。

Ryzen5000シリーズCPUとPCIeGen4マザーボードを必要とするResizablePCIe BARについては特に何もないため、この機能はIntelやその他のRyzenプロセッサでも機能する可能性があります。実際、Intelプロセッサは2013年にリリースされたHaswellアーキテクチャ以来PCIe BARテクノロジをサポートしています。したがって、Nvidiaの今後のResizable BAR実装は、AMDのSmart AccessMemoryよりもさらに普及する可能性があります。

将来の影響

現在、AMDのスマートアクセスメモリは、Radeon RX6000シリーズGPUとともにB550やX570などの500シリーズマザーボードとペアになっているAMDRyzen5000シリーズプロセッサにロックされています。ただし、すべての兆候は、Ampereアーキテクチャに基づくRTX3000シリーズグラフィックスカード用のNvidiaからの今後のPCIeResizableBAR実装を示しているようです。 Nvidiaはすでに発表しているので、これは避けられないようです。さらに、同様のパフォーマンスを提供しながら、より広い範囲の互換性を受け取ることになっています。

Nvidiaが同等のPCIeResizable BAR実装をリリースした後、AMDは互換性ネットも拡張する必要がある可能性があります。 Ryzen5000シリーズCPUと500シリーズマザーボードを搭載したRX6000シリーズグラフィックスカードを購入している人はそれほど多くありません。特に、進行中のグローバルなシリコン供給の問題があります。 400シリーズのマザーボードを搭載した古いRyzenプロセッサには、さらに多くのゲーマーや一般消費者がいます。さらに、このテクノロジーとの互換性を望んでいるIntelプラットフォームゲーマーもいます。これを念頭に置いて、AMDは互換性の範囲を古いRyzen CPU、古いマザーボード、およびIntelのCPUとマザーボードに遅かれ早かれ拡張する必要があります。

第11世代IntelRocket Lake CPUは、PCIe Gen 4もサポートしていることが確認されています–画像:Intel

PCIe Resizable BARテクノロジーはすでにPCI仕様に組み込まれているPCI標準であるため、より広い互換性ネットにより、このテクノロジーが次の数世代にわたって主流になることが保証されます。無料でパフォーマンスが向上し、最悪のシナリオでもパフォーマンスに影響はありません。したがって、PCIe ResizableBARテクノロジーが今後数年間で標準機能になると期待するのは合理的です。

最後の言葉

AMDは、最も興味深いと同時に分極化機能の1つを提供しました RX6000シリーズのグラフィックカード 2020年10月。ユーザーが互換性のあるハードウェアのセットを持っている場合、スマートアクセスメモリ機能は無料でパフォーマンスを向上させます。 SAM機能は、PCI仕様に存在する既存のPCIe BARテクノロジーのブランド変更にすぎないため、AMDがこのテクノロジーのサポートを他のCPUやマザーボードに拡張することを妨げるものは何もありません。

Nvidiaは、AMDの独占権を利用して、RTX3000シリーズのGPUを備えた多数のプラットフォームで動作することになっているResizablePCIeBARテクノロジーの次期バリアントを発表しました。 Nvidiaからのこのステップは、AMDにSmart Access Memory実装の互換性を拡張するよう圧力をかけるはずであり、このテクノロジーは今後数年間で主流になると予想されます。