2.  Architettura Polaris - Parte seconda
In questa seconda parte di analisi dell'architettura Polaris vi presenteremo le novità introdotte in ambito video e quelle relative al nuovo sistema di gestione delle prestazioni WattMan, un'indubbia e interessante evoluzione rispetto al vecchio OverDrive, che permette di gestire in maniera molto precisa i livelli di prestazioni e consumo della scheda.
Come detto in precedenza, AMD si è focalizzata molto sul supporto alle nuove tecnologie e va subito precisato che la scheda reference utilizza tutti connettori video di nuova generazione, nello specifico tre DisplayPort 1.3 HBR3/1.4-HDR, in grado di fornire supporto nativo per pannelli sino a 8K a 60Hz tramite l'utilizzo di due cavi (4K a 120Hz e 5K a 60Hz con un solo connettore), ed una porta HDMI 2.0b.
Da sottolineare come lo standard DisplayPort 1.3 porti anche in dote un ampliamento delle funzionalità FreeSync permettendo ad AMD di supportare ora in maniera nativa tale tecnologia sui pannelli di recente introduzione andando a sincronizzare le immagini 4K in un range compreso tra i 30 e i 120 FPS.
Piccola slide riassuntiva con le diverse risoluzioni e frequenze garantite da Polaris con l'utilizzo di un singolo connettore DisplayPort di nuova generazione.
Sicuramente interessante anche il supporto nativo a profili HDR che permettono di fruire di uno spazio colore molto più ampio offrendo, quindi, una qualità dell'immagine nettamente superiore e molto più vicina a quella garantita dai nostri occhi.
Per le immagini o i video HDR non ci sono decadimenti qualitativi sensibili dall'immagine reale a quella mostrata sul pannello High Dynamic Range, stessa cosa, ovviamente, non si può dire per l'attuale SDR che dispone di uno spazio colore inferiore con minor contrasto e luminosità .
A livello software, per permettere agli sviluppatori di sfruttare il supporto HDR nei giochi, AMD ha introdotto il Photon SDK che permette direttamente di effettuare il tonemapping delle scene in HDR direttamente in GPU presentando sul display l'immagine finita.
Dato che solitamente i motori di gioco eseguono già il rendering della scena in HDR e poi effettuano una mappatura colore in SDR, il carico addizionale richiesto non è proibitivo e con il Photon SDK AMD permette di eseguire un rendering ad hoc per il pannello che si utilizza.
Grazie alle apposite API, infatti, il Photon SDK raccoglie i dati di colore, contrasto e luminosità , del pannello e li fornisce al motore che si occupa della mappatura colore consentendo alla scheda di fornire un'immagine finale già ottimizzata per il nostro pannello.
Al momento in cui scriviamo il driver con supporto HDR è già disponibile per gli sviluppatori in ambiente DirectX 11, mentre per DirectX 12 è programmato in un futuro upgrade dei driver.
Allo stato attuale Polaris supporta pannelli HDR con risoluzione fino a 4K a 96Hz di refresh e profondità colore di 10 bit su connessione DisplayPort 1.4-HDR e sino a 4K e 60Hz su HDMI 2.0b.
Per quello che invece concerne i codec e i decoder video implementati in Polaris, segnaliamo il supporto diretto in hardware per la decodifica del formato H.265 Main 10 ed il supporto con accelerazione hardware per la decodifica dei flussi HEVC sino a 4K60 Main 10.
Per completare il comparto video non manca certamente una soluzione espressamente pensata per gli streamer con nuove funzionalità dedicate alla codifica hardware dei flussi video tramite una soluzione a due passaggi, che permette di velocizzare il processo restituendo una migliore qualità dell'immagine.
Per quanto concerne invece il nuovo sistema di gestione delle prestazioni, AMD, così come NVIDIA, ha tratto vantaggio dal processo produttivo FinFet che dispone di un leakage minore, andando a implementare funzionalità mirate al risparmio energetico, l'adaptive clocking e il frequency scaling della GPU, oltre che un nuovo sistema di overclock.
Come è noto le GPU operano a basse tensioni ma ad elevate intensità di corrente e risulta quindi fondamentale, ma anche piuttosto complicato, mantenere le tensioni erogate sempre stabili: considerando una varianza nominale del 5-10% (molto probabile su valori che arrivano al massimo a 1.3V), per mantenere sempre prestazioni elevate sarebbe necessario andare a compensare sempre ogni calo di tensione generando, così, un assorbimento molto più elevato.
L'adaptive clocking di AMD, invece, va ad intervenire nelle situazioni di calo di tensione riducendo temporaneamente la frequenza di lavoro della GPU, che verrà subito ripristinata una volta che la tensione ritorna sopra la soglia di riferimento nominale.
Questo GPU "downboost", secondo le stime AMD, consente un risparmio energetico, in condizioni operative normali, sino al 25% rispetto alle soluzioni di generazione precedente.
Ovviamente la tensione di alimentazione potrebbe anche subire sbalzi verso l'alto che genererebbero un esubero di potenza non necessaria al funzionamento istantaneo della GPU così che, anche per questo, scenario AMD ha introdotto in Polaris un sistema di gestione denominato adaptive voltage & frequency scaling che permette di ottimizzare sempre l'assorbimento della scheda.
Per ottenere questo risultato AMD ha implementato in Polaris una serie di sensori di tensione e frequenza che monitorano costantemente la GPU e che, in collaborazione con i sensori di temperatura, permettono di ottimizzare in qualsiasi circostanza il funzionamento del silicio.
Si tratta in buona sostanza di un doppio sistema di controllo che ottimizza sia la frequenza della GPU quando avviene una riduzione della tensione di alimentazione, sia la tensione di alimentazione stessa della scheda in base alla frequenza di lavoro istantanea della GPU.
Lavoro notevole, dunque, quello svolto sul versante consumi da AMD, che dichiara un miglioramento del 190% del rapporto prestazioni/consumi rispetto alla vecchia architettura, aspetto che verificheremo nel prosieguo di questa recensione.
I bassi consumi sono certamente importanti nella fascia media ma, a budget fissato, le prestazioni e le possibilità di overclock sono certamente tra i principali criteri di discriminazione all'acquisto.
AMD lo sa bene e per questo ha implementato nel nuovo Radeon Crimson Software una nuova utility per la gestione dei consumi e delle prestazioni denominata WattMan.
Sparisce quindi l'OverDrive in favore di un tool molto più preciso, flessibile e granulare, che permette all'utente di regolare tutte le impostazioni della scheda quali frequenze di lavoro di GPU e memorie, incluse le tensioni di alimentazione, di modificare il power target della scheda o la temperatura di esercizio e persino di registrare i dati di funzionamento della scheda durante l'utilizzo di un software a scelta per un massimo di 20 minuti.
Il file di log può quindi essere analizzato tramite l'apposita interfaccia grafica consentendo all'utente di calibrare la propria scheda creando profili ad hoc per i diversi software utilizzati.
Una schermata vale più di mille parole: ecco il nuovo centro di controllo WattMan.
Non manca ovviamente il supporto alle librerie DirectX 12 e Vulkan oltre che ai dispositivi HMD per la realtà virtuale, prestazioni effettive permettendo.
