1. RDNA 2 in pillole
Il 2020 è stato l'anno della svolta per AMD, che ha deciso di dichiarare guerra ai diretti concorrenti su ogni fronte.
Abbiamo già visto l'enorme successo ottenuto con i nuovi processori Ryzen 5000 e in questa pagina andremo a scoprire il lavoro svolto sulle nuove schede grafiche "Big Navi", dedicando particolare attenzione ai dettagli riguardanti l'architettura RDNA 2.
Prima di parlare del successo di AMD è opportuno ricordare che la precedente generazione di schede Navi, nonostante l'enorme passo avanti rispetto all'architettura GCN, è stata dal punto di vista tecnico un grosso insuccesso palesando fin da subito numerose falle e problematiche evidenziate non solo dai recensori, ma anche dall'utente finale.
Vale la pena citare, ad esempio, l'inefficienza energetica che costringeva la scheda ad importanti downclock in fase operativa, i molteplici problemi a livello di driver anche a distanza di mesi dal lancio, la quasi totale incompatibilità con alcuni titoli che contano milioni di giocatori e le temperature assolutamente inaccettabili per un prodotto venduto sul mercato a circa 450€.
Diretta conseguenza, quindi, è stata l'assenza di un prodotto in grado anche solo di avvicinarsi alla ex top di gamma NVIDIA, la GeForce RTX 2080 Ti.
Per lo sviluppo di RDNA 2 AMD non ha adottato un nuovo processo produttivo (che rimane pertanto a 7nm) e ha dovuto concentrare tutte le risorse nell'ottimizzazione della poco funzionale struttura interna di RDNA risolvendone i problemi e raggiungendo così gli obiettivi prefissati, che prevedevano un raddoppio delle prestazioni offerte dalla RX 5700 XT, il pieno supporto al DirectX 12 Ultimate ed un miglioramento delle prestazioni per watt di almeno 50% rispetto alla precedente generazione.
Architettura RDNA 2
Al cuore delle soluzioni di punta RX 6900 XT e RX 6800 XT troviamo l'imponente chip Navi 21 con una superficie di 519,8mm² e ben 26,8 miliardi di transistor, numeri molto simili al processore grafico top di gamma NVIDIA GA102 (628,4 mm² e 28,3 miliardi di transistor).
Per quanto concerne la scelta delle memorie, quest'ultima è ricaduta sulle collaudate GDDR6 utilizzando una interfaccia a 256 bit, soluzione più economica e meno prestante di quella adottata dalla controparte NVIDIA per la sua fascia alta con le GDDR6X.
AMD introduce ufficialmente anche il supporto al Ray Tracing inserendo un modulo dedicato per ogni due Compute Unit.
Il diagramma a blocchi del chip Navi 21 non si discosta molto da quanto già visto con la prima generazione, ma tra le principali differenze spicca sicuramente il raddoppio delle unità di rendering e la nuova Infinity Cache.
Le top di gamma Radeon RX 6800 XT e RX 6900 XT potranno far affidamento su tutte le 128 ROP, mentre la RX 6800 ne avrà a disposizione solo 96.
Rivisti totalmente anche i Render Backend al fine di migliorare frequenze, consumi ed efficienza.
Le unità computazionali sono disposte a gruppi di due e per questo prendono il nome di Dual Compute Unit, ciascuna composta da 64 Stream Processor per un totale di 128 per Dual CU.
Fondamentalmente la struttura rimane la stessa dei chip RDNA con qualche miglioria tecnica e, come già anticipato, il modulo Ray Accelerator dedicato alle operazioni di intersezione raggio/box oppure raggio/triangolo, rispettivamente, di 4:1 e 1:1.
Infinity Cache
Come abbiamo già detto, per quanto concerne il comparto memorie AMD ha optato per una più tradizionale ed economica configurazione GDDR6 non ritenendo opportuna l'implementazione di moduli GDDR6X che avrebbero inevitabilmente alzato il prezzo finale del prodotto.
Per ovviare al problema e non rimanere indietro rispetto alla concorrenza, il team di sviluppo RDNA2 ha preso direttamente spunto dai nuovi processori EPYC e Ryzen, implementando anche sulle GPU Navi di seconda generazione una cache ad elevata densità che prende il nome di Infinity Cache.
Analogamente a quanto già visto con i processori desktop, passando per Infinity Fabric (16 canali a 64-bit) gli shader grafici avranno accesso simultaneo a 128MB di memoria Cache L3 triplicando effettivamente la larghezza di banda rispetto alle tradizionali memorie GDDR6 che possono contare solo sui canonici 256-bit, abbassando contemporaneamente il consumo energetico ed ottenendo, così, frequenze stabili ben oltre la soglia dei 2GHz.
Certamente il risultato finale non è paragonabile all'utilizzo nativo di memorie GDDR6X, ma AMD spiega che le operazioni di rasterizzazione e Ray Tracing beneficiano maggiormente di minori latenze e maggiore larghezza di banda piuttosto che di grandi volumi di memoria.
Sarebbero quindi sufficienti 128MB L3 per fornire una rapida ed efficiente risposta alle richieste computazionali della GPU.
A questo punto sorge spontanea una domanda: considerato che alla fine dei conti ciò che realmente importa è la potenza che la scheda riesce a sprigionare, non avrebbe avuto più senso sfruttare lo spazio di Infinity Cache (circa 20% del chip) per inserire 16 ulteriori unità di calcolo?
La risposta è che si sarebbe ripetuto l'errore fatto con la prima generazione Navi, proprio come un'arma troppo pesante per essere brandita efficacemente, in quanto una scheda che punta solo sulla forza bruta finisce per scontrarsi con i limiti fisici dettati da energia e calore.
Smart Access Memory
In passato è circolata l'errata convinzione che le "schede video AMD lavorassero meglio con processori AMD", ma da oggi è proprio così.
Con il lancio di Big Navi, AMD è ufficialmente l'unica azienda a produrre CPU e GPU consumer di fascia alta e con l'implementazione della funzionalità Smart Access Memory intende dare agli utenti un ulteriore motivo per adottare il suo intero ecosistema.
Tale funzionalità , già presente all'interno delle specifiche PCIe 3.0, non è nulla di particolarmente complicato e consiste banalmente nel garantire pieno accesso alla memoria video da parte del processore, rispetto al precedente limite di 256MB.
Così facendo si riduce notevolmente l'interscambio di dati tra queste componenti, diminuendo le latenze ed evitando potenziali bottleneck.
AMD dichiara un incremento prestazionale nei titoli e nelle applicazioni supportate sino ad un 11% senza alcun intervento da parte degli sviluppatori, ma avremo modo di analizzare a fondo i dati reali più avanti in questa recensione.
Smart Access Memory, inizialmente esclusiva AMD con supporto limitato ai processori Zen 3 in abbinamento a schede madri X570/B550, è stata poi estesa a Zen 2 e X470/B450 e persino alle piattaforme Intel con chipset Z490.
Il parametro da abilitare prende il nome di "Resize BAR Support" che, come intuibile dal nome, consente la modifica del Base Address Register (BAR) che troviamo alla base della tecnologia PCI Express.
In una recente intervista di PCWorld, AMD ha annunciato che lavorerà su due fronti per rendere universale il supporto allo Smart Access Memory, ampliandone quindi l'applicazione alle accoppiate AMD Ryzen + NVIDIA RTX oppure CPU Intel + Radeon RX 6000.
NVIDIA, dal canto suo, ha dichiarato che aggiungerà il supporto per tale funzione tramite futuri aggiornamenti software e che la stessa sarà compatibile sia con i sistemi basati su CPU Intel che AMD.
Ray Tracing, Super Sampling e altre funzionalitÃ
Concludiamo questa parte introduttiva con le note dolenti perché, se da un punto di vista prettamente prestazionale e di efficienza il team AMD ha fatto un lavoro superbo, non si può dire lo stesso per tutte quelle funzionalità hardware e software sulle quali NVIDIA è molto forte.
Non vogliamo caricare l'azienda di critiche legate alla prima esperienza con la tecnologia Ray Tracing, ma è doveroso informare il lettore che le prestazioni sono ancora ben lontane dai risultati ottenuti da NVIDIA e che la situazione è solo appesantita dall'assenza di un'alternativa al DLSS che ha già raggiunto la versione 2.0 e si avvicina sempre di più alla fedeltà d'immagine della risoluzione nativa.
Assenti anche soluzioni alternative a RTX IO, NVIDIA Reflex, NVIDIA Broadcast e, anche a livello di Encoder, quanto offerto da AMD rimane decisamente distante.
