AMD Radeon RX 6000系列顯示卡詳解

       AMD昨天剛剛宣佈以350億美元全股票收購賽靈思,今天(10月29日淩晨1點)又正式發佈了新一代Radeon RX 6000系列顯示卡,首批包括RX 6800、RX 6800 XT、RX 6900 XT三款型號,均基於RDNA 2架構、Navi 21覈心,268億個電晶體。(每個型號具體、詳細工藝,請看本文中部。)

       AMD Radeon科技事業部工程研發高級副總裁David Wang(王啟尚)表示,作為RX 5000系列RDNA架構的後續,RDNA 2架構的任務目標是性能提升1倍、能效提升至少50%,並完整支持DX12 Ultimate等科技特性,而且全部都要在16個月的時間內完成,極具挑戰。最終,開發團隊不但完成預定目標,甚至超額完成,實際效能表現幾乎超出了所有人的預料。

       首先要強調的一點是,RDNA 2 GPU架構和Zen 3 CPU架構如出一轍,都沒有搭配新的制造技術,還是原來的台積電7nm,只是工藝本身更成熟了而已,沒有用上EUV光刻之類的,囙此實際產品所有的效能、能效提升,全部都來自於架構本身的變革,更加不易。

       AMD表示,RDNA 2架構有四大亮點,分別是高性能的計算單元(CU)、革命性的Infinity Cace、突破性的高速設計、先進的科技特性。

       計算單元一直是AMD GPU架構的基本模塊,RDNA架構已經做了大刀闊斧的改革,RDNA 2進一步調校,包括無處不在的精細時鐘門控、激進的流水線重平衡、重新設計的數據路徑,最終帶來了30%的能效提昇。

       Infinity Cache確實稱得上是革命性的,它在Navi 21覈心內加入了最多128MB的獨立緩存,相比此前幾百KB級別的緩存有了質的飛躍,能够以更高的頻寬、更低的功耗,快速及時地處理GPU中的數據。

       按照AMD的說法,Infinity Cache再加上256KB G6緩存,相比於此前的384KB G6緩存,頻寬可以新增多達117%,功耗則可以降低10%。並且,這一緩存設計不需要遊戲開發者特別優化才能支持和發揮强力,任何遊戲都可以直接獲益,當然開發者也可以繼續深挖、提升。

       高速設計方面主要是頻率,工藝不變的前提下,RDNA 2的最高頻率提升了足足30%,普遍超過2GHz,最高加速甚至超過了2.2GHz。相比之下,RTX 20/30系列加速頻率也只有1.7-1.8GHz的範圍,相差了超過400MHz。

       綜合下來,RDNA 2的能效(每瓦特效能)相比於RDNA提升了足足54%,分別來自Infinity Cache帶來的同頻性能提升、更高的運行頻率、整體設計優化帶來的能效改進。

       與此同時,RDNA 2對比RX 5700 XT還實現了大約2倍的性能提升,尤其是在4K超清分辯率下遊戲效能出色,《生化危機3》等遊戲的提升設定超過2倍,最多達到了2.2倍!

       除了強勁的效能、能效,RDNA 2架構在科技特性方面也終於補全了,DX12 Ultimate、DXR光線追跡、VRS可變著色率、網格著色器(Mesh Shaders)、採樣器迴響(Samper Feedback)這些在競品上已有的,全部都已支持。

       當然,僅僅跟進是絕對不够的,RDNA 2架構還有一大批自己的獨門絕技,比如AMD FiedlityFX,就是一整套遊戲圖形科技的合集,包括對比適應性銳化、降噪、可變著色、環境光遮蔽、荧幕空間反射、超分辯率等等。

       其中,超分辯率(Super Resolution)科技還是一個試驗特性,新卡首發的時候將暫時缺失,優化到位後會通過驅動更新加入支持。現時已有35款遊戲支持AMD FiedlityFX,包括不少近期的熱門大作,比如《塵埃5》、《神之隕落》、《魔獸世界:暗影國度》、《銀河破裂者》、《孤島驚魂6》,它們都會在近期放出視頻,展示對於AMD科技的優化支持。

       RNDA 2架構還支持新的“Rage Mode”(狂暴模式),可以實現一鍵自動超頻,釋放最大效能,而且這個功能不影響質保,不用擔心會超壞,同時提供安靜模式、均衡模式,適合不同應用場景,可隨時保持最適合的能效狀態。

       需要注意的是,Rage Mode的開關、具體設定,取決於不同AIB品牌廠商對於不同型號的實際設定。

       作為現時唯一同時擁有高性能CPU、GPU、晶片組的廠商,AMD的一個獨特優勢就是平臺優化。RNDA 2架構不但繼續支持PCIe 4.0,可以搭配銳龍3000/5000系列處理器、400/500系列主機板發揮最佳效能,還支持“Smart Access Memory”(智慧訪問顯存)科技。

       以往的平臺上,處理器只能訪問顯示卡最多256MB的顯存,而現在RX 6000系列顯示卡搭配銳龍5000系列處理器,後者可以訪問全部的顯存,而且它也是不需要遊戲單獨優化的。

       AMD宣稱,狂暴模式、智慧訪問顯存聯合加持之下,4K遊戲中能額外帶來最多13%的性能提升,這可是AMD獨一無二的優勢,N卡怎麼搭配都不會有這種免費加成。

       RDNA架構上提出的Radeon Boost加速科技、Radeon Anti-Lag抗延遲科技也發揚光大,結合FreeSync同步重繪科技,可以大大降低從鍵盤、滑鼠操作,到顯示卡執行,再到顯示器輸出的延遲。

       以4K分辯率下的《堡壘之夜》為例,上述科技可以將延遲從63ms降低到40ms,節省了足足37%,結果就是遊戲響應速度更快、操作體驗更加流暢。

       AMD還提到了自己的一點優勢,那就是採用標準設計,通用性更好,包括對主機殼、供電、散熱的相容。

       供電這塊顯然是針對RTX 30系列專門設計的12針供電介面,要麼搭配轉接線,要麼重新設計的電源,非公版一個用的都沒有。

接下来具体说一下产品工艺

       Radeon RX 6800 XT。72組計算單元,4608個流處理器,覈心遊戲頻率2015MHz、加速頻率2250MHz,也就是幾乎全程都能在2GHz以上運行,集成128MB Infinity Cache,20.74 teraflops的GPU效能,搭配256-bit 16GB GDDR6顯存,等效頻率16GHz,頻寬512GB/s,整卡功耗300W,雙8針輔助供電。

       RX 6800 XT相比於功耗高了20W的競品NVIDIA RTX 3080,它在4K、2K分辯率下的遊戲效能基本持平,不少遊戲還可以略微領先。

       即便考慮到官方數據和實際數據的差异、不同遊戲的不同優化,RX 6800 XT的綜合實力也能和RTX 3080基本處於同一檔次,而且別忘了A卡一貫都是戰未來,通過驅動更新會不斷提升效能、新增特性(比如超分辯率)。

       剛才說的狂暴模式、智慧訪問顯存,更是錦上添花,不同遊戲可以帶來最多13%的額外性能提升,如此一來穩超RTX 3080就問題不大了。

       Radeon RX 6800。60組計算單元,3840個流處理器,覈心遊戲頻率1815MHz、最高加速頻率2105MHz,Infinity Cache保持完整的128MB,16.17 teraflops的GPU效能,顯存還是256-bit 16GB GDDR6,而整卡功耗降至250W。

       RX 6800的競爭對手是NVIDIA RTX 2080 Ti,當然不如說是與其效能幾乎完全持平的RTX 3070,在智慧訪問顯存的加持下,效能全面領先,從官方數據看最高幅度達到了驚人的34%,估計綜合實力領先10%問題不大。

       AMD現場也直接對英偉達同款競品發難,稱Radeon RX 6800已經通過4K和1440p測試,遊戲數量有限的情况下,它可以擊敗或抗衡英偉達的舊顯示卡。

       Radeon RX 6900 XT。旗艦級的Radeon RX 6900 XT 它擁有完整的80組計算單元、5120個流處理器,覈心遊戲頻率2015MHz、加速頻率達2250MHz,23.04 teraflops的GPU效能,同樣的128MB Infinity Cache、256-bit 16GB GDDR6,而整卡功耗居然和RX 6800 XT一樣都控制在300W。

       如此一來,RX 6900 XT的能效更加突出,能效提升幅度達到了恐怖的65%。遊戲效能更是達到了和競品旗艦RTX 3090基本持平的檔次,部分遊戲還有領先,功耗卻低了50W!

       儘管英偉達將RTX 3090定位於8K遊戲,但其24GB的大容量記憶體使其更有可能被創意產業用作泰坦的替代品。AMD並沒有選擇在相同型號上新增記憶體,囙此RX 6900 XT保持16GB的GDDR6記憶體,並提供了一個有競爭力的價格。

       所有三款新的Radeon RX 6000系列卡還採用傳統的2.5插槽設計,具有常規的PCIe連接和用於冷卻卡的三風扇系統。不過AMD沒有像英偉達那樣做任何花哨的工作來縮小其PCB,也沒有推出新的12針電源連接器。

       AMD使用128MB快取記憶體,這是基於該公司的Zen 3 L3 CPU緩存設計。它針對圖形使用進行了優化,並承諾提供兩倍的頻寬。這一切意味著,這些最新的Radeon卡可以更有效地向圖形筦道傳輸數據,並在不顯著增加功耗的情况下提高效能。AMD的目標是將效能從以前的RX 5700 XT卡提高一倍,而功耗卻略有新增。

       儘管AMD承諾將在4K遊戲及更多領域與英偉達並駕齊驅,但這場競爭最大的遺憾之一就是缺少與英偉達的DLSS相當的產品。英偉達的AI驅動的超級採樣科技已對支持該科技的遊戲進行了變革,只需切換遊戲設定即可帶來出色的畫質和更高的幀率。

AMD與英偉達、英特爾的抗衡一直沒有停過,不過幾年前,AMD似乎已經在這場顯示卡戰爭中敗下陣來。不過,靠著最新發佈的Radeon RX 6000系列,AMD的效能和價格都對Nvidia的RTX 30系列卡發起了不小的挑戰。

       其實英偉達在上個月發佈的RTX30系列顯示卡已經在行業內引起了極大轟動,不僅效能翻倍,價格也只要之前泰坦的一半。

       在這個基礎上,AMD聲稱其新的RDNA 2技術提供的效能是上一代產品的兩倍,而功耗卻大致相同(且低於Nvidia的同類產品)。AMD的RX 6900 XT與RTX3090在效能類似的情况下,價格比3090的官方公版價格低了很多,這個價格當然相當有競爭力。

       AMD顯示卡的下一站將是RDNA 3架構,目前正在設計中,將採用更先進的工藝(Advanced node),至於具體是7nm EVU還是5nm,可能就是一個殺手鐧,發佈時間預計會在後年初。

       另外,AMD還在推進專門針對高性能計算、深度學習的CDNA架構,將用於Radeon Instinct計算卡產品線。

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