2020-11-19
N 卡殺手 ? RNDA 2 微架構
AMD Radeon RX 6800 / 6800 XT 登場
文: John Lam / 評測中心


AMD 正式發佈「Radeon RX 6800 / RX 6800 XT」顯示卡登場,採用全新「RDNA 2」GPU 微架構在相同功耗下性能大幅提升 + 54%,創新 Infinity Cache 技術配合 16GB 大容量 GDDR6 記憶體、追加 Ray Accelerators 光線追蹤引擎,配搭自家 Ryzen 5000 處理器更可提供 Smart Access Memory 加速,究竟新卡能否為 NVIDIA 帶來威脅,HKEPC 編輯部找來 AMD Radeon RX 6800 / RX 6800 XT 與 GeForce RTX 3080 作對比測試。



268 億個電晶體、AMD Big Navi 正式登場

 

代號 Big Navi、全新 RDNA 2 GPU 微架構, AMD 全新 Radeon RX 6800 系統正式登場,採用全新「Navi 21」繪圖核心在性能表現或功能規格均有著驚人突破,是 AMD 近年來首次追接 NVIDIA 高階型號。

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

定位方面,AMD 將會在 11 月 18 日推出 Radeon RX 6800 與 RX 6800 XT 兩款型號號,RX 6800 擁有 60 個 CU、3,840 個 Stream Processors、16GB GDDR6 容量,官方定價為 US$579美元;RX 6800 XT 則擁有 72 個 CU、4,608 個 Stream Processors、16GB GDDR6,官方定價為 US$649 美元,假想敵是GeForce RTX 3080。

 

此外,AMD 會在 12 月 8 日再推出旗艦級的 Radeon RX 6900 XT,擁有完整 80 個 CU、5,120 個 Stream Processors、16GB GDDR6 容量,官方定價為 US$999 美元,但不會有非公板型號,對手將會是 GeForce RTX 3090。

 

 

 

經改良的 RDNA 2 GPU 微架構

 

外間稱它為 N 卡殺手,全新的「RDNA 2」微架構是基於「RNDA」作出改良,目標是在相同的內部頻寬框架下,將 CU 單元的數目提升 100%,透過微架構的最佳化實現同時脈下 CU 單元功耗降低 50%,或是相同功耗讓時脈提升 1.3X,另一個方向是能大幅提升內部緩存命中,讓 CU 單元減低單元閒置,令 GPU 指令吞吐量能進一步提升,在 GDDR6 頻寬保持不變提升記憶體有效頻寬等,最終達至 +54% 的性能功耗比提升。

 

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

全新「RDNA 2」設計針對 Compute Unit 重新設計,「Navi 21」繪圖核心增至 4 個 Shader 引擎共享前端,每個 Shader 引擎擁有 2 組 Graphics Array 運算群,每個 GA 運算群內含 5 個 Dual Compute Unit (DCU) 並共享 L1 Cache、Rasterizer、RB+、Prim Unit 等資源,總計整顆晶片合共有 80 個 CU 單元、數目增加了 1 倍 100%。

 

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

此外,前端換上了重新設計的 RB+ 光柵化單元,每個 Shader 引擎共享 32 個 RB+ 單元,數目與上代 RDNA 相同,但每個週期能處理 8 個 32bit Pixel 指令,數目是上代的 1 倍,更重要是新增 Variable Rate Shading (VRS) 可變速率著色、 Mesh Shaders 網格著色器、Sampler Feedback 取樣器回饋等功能,以滿足 DirectX 12 Ultimate 規格要求 ,允許遊戲選擇性地降低畫面裡部分區域的細節水平來提高效能,對圖像品質幾乎沒有明顯影響但性能卻能進一步提升。

 

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

RDNA 2 微架構與  RDNA 同樣採用 Dual Compute Unit (DCU) 設計,將 2 個 CU 結合在一起並共用 Scalar Data Cache、Sahder Instruction Cache 及 Local Data Share,DCU 設計可以讓 Shader Processor 之間有更佳的並行運算能力,今代積累 Zen CPU 研發時所得出的高時脈設計經驗,RDNA 2 加入了 Streamlined Micro-Architecture 設計,DCU 的 Pipeline Logic 佈局修改後,令運作時脈可以在相同功耗下提升 1.3X。

 

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

RDNA 2  微架構在每個 CU 中加入了 Ray Accelerator (RA) 硬體加速運算單元,屬於軟硬體混合加速方式,實現支援光線追踪影像特效,它是基於 Microsoft  Raytracing (DXR) API,每個 Ray Accelerator 每個時鐘可完成 4 Ray/Box 或 1 Ray/Triangle 的光線相交運算,運算速度較純軟件運算性能提升約 10x,雖然與 NVIDIA 的 RT 硬體運算單元設計仍有距離,但至少 Ray Tracing 不再是 NVIDIA 卡的專利。

 

 

 

AMD 全新的 Inifinity Cache 技術

 

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

有別於 NVIDIA 採用更寬的記憶體介面、更高速的 GDDR6X 記憶體顆粒,AMD 的做法明顯比 NVIDIA 聰明,在 RDNA 2 微架構中首次加入 Infinity Cache 技術在 L2 Cache 與 GDDR6 之間加入了 128MB 緩存,GPU 與 Infinity Cache 之間由 16 條 64bit 1.94GHz 的 Infinity Fabric 連結,頻寬基本上是 256bit GDDR6 記憶體的 4 倍。

 

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

據 AMD 指出,Infinity Cache 將能大幅升遊戲 Workload 資料命中率,降低讀取延遲達 34%,並減少 GDDR6 記憶體頻寬使用,實際性能表現近乎是 384bit GDDR6 的 2.17x,但卻用只需 384bit GDDR6 的0.9x 功耗, Infinity Cache 可以說是 RDNA 2 微架構最重要性能改動。

 

 

 

搭配 Ryzen 5000 支援 Smart Access 技術

 

除了 Infinity Cache 技術外,RDNA 2 微架構另一項重要的記憶體改良就是 Smart Access Memory 技術,傳統的 x86 PC 架構中受限於 PCIe 規範,只能透過 Base Address Register (BAR) 每次將 256MB 系統記憶體射映到 GPU 記憶體,這個限制嚴重影響到系統記憶體與 GPU 記憶體之間的資料傳輸效率。

 

 

RX 6800 RX 6800 XT

 

 

AMD 在 RDNA 2 中加入了全新 Smart Access Memory 技術,當用家使用AMD 新一代 Ryzen 5000 系列處理器時,不再使用 PCIe Mapping 方式,CPU 可以直接存取 GPU 記憶體,完全解除 CPU 與 GPU 之間的讀寫瓶頸,遊戲性能平均能提升約 6%,尤其對大量使用 Texture 貼圖的遊戲,效能提升會更為明顯。

 

 

AMD Radeon RX 6800 Family Specifications

 Radeon RX 6800 XTRadeon RX 6800Radeon RX 5700 XT
ArchitectureRNDA 2RNDA 2RNDA
Manufacturing ProcessTSMC 7nm TSMC 7nmTSMC 7nm
Transistor Count26.8 billion26.8 billion10.3 billion
Die Size519 mm2519 mm2251 mm2
Compute Units726040
Ray Accelerators7260 -
Stream Processors460838402560
Game GPU ClockUp to 2015 MHzUp to 1815 MHzUp to 1755 MHz
Boost GPU Clock (Up to)Up to 2250 MHzUp to 2105 MHzUp to 1905 MHz
Peak Single Precision PerformamceUp to 20.74 TFLOPSUp to 16.17 TFLOPSUp to 9.75 TFLOPS
Peak Half Precision PerformamceUp to 41.47 TFLOPSUp to 32.33 TFLOPSUp to 19.5 TFLOPS
Peak Texture Fill-RateUp to 648.0 GT/sUp to 505.2 GT/sUp to 304.8 GT/s
ROPs1289664
Peak Pixel Fill- RateUp to 288.0 GP/sUp to 202.1 GP/sUp to 121.9 GP/s
AMD Infinity Cache128 MB128 MB -
Memory (Up to)16GB GDDR616GB GDDR68GB GDDR6
Memory Bandwidth512 GB/s512 GB/s448 GB/s
Memory Interface256-bit256-bit256-bit
Board Power300W250W225W

 

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