RDNA2: Ray Accelerator & DX12

So wird zwar die Beschleunigungsstruktur (Bounding Volume Hierarchy, BVH) für die Geometrie der Szene per Compute Shader in den regulären Shadern erstellt, danach hören die Gemeinsamkeiten aber auf: Bei Nvidia liegt die BVH im GDDR6(X)-Speicher, bei AMD größtenteils im Infinity Cache. Der weist eine höhere Transfer-Rate und eine kürzere Zugriffszeit auf, was bei der ständig zu aktualisierenden Beschleunigungsstruktur die Verarbeitungsgeschwindigkeit steigert.

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Die BVH ist eine Baumstruktur aus verschachtelten Boxen, die immer kleiner werden und die Dreiecke für die Geometrie enthalten. Bei Nvidia erfolgt das Durchlaufen (Traversal) mithilfe der RT-Cores, bei AMD durch Compute Shader und mit Unterstützung des Infinity Cache. Erst bei der Schnittpunktprüfung, also der Prüfung, ob ein Strahl eine Box respektive ein Dreieck trifft oder nicht (Intersection), springen die Ray Accelerators ein. Das Shading übernehmen dann wieder die ALUs.

Laut AMD kann ein Ray Accelerator vier Boxen oder ein Dreieck pro Takt prüfen, Nvidia macht keine Angabe. Ohnehin wäre eine solche nicht vergleichbar, da die Implementierungen der Hersteller sich unterscheiden, was den Flächenbedarf im Chip und die finale Performance anbelangt. AMD wie Nvidia erfüllen die Anforderungen für eine Hardware-Beschleunigung von Khronos Groups "VK_KHR_ray_tracing" mit der Vulkan-Schnittstelle und für Microsofts DirectX Raytracing (DXR) via D3D12 unter Windows 10.

  • Navi 21 im Überblick (Bild: AMD)
  • Navi 21 im Überblick (Bild: AMD)
  • Navi 21 im Überblick (Bild: AMD)
  • RDNA2 taktet höher als RDNA1. (Bild: AMD)
  • Ungeachtet dessen steigt die Effizienz. (Bild: AMD)
  • Statt 384 Bit gibt es den Infinity Cache. (Bild: AMD)
  • Der liefert eine weitaus höhere Bandbreite als GDDR6 ... (Bild: AMD)
  • ... bei einer durchschnittlich niedrigeren Latenz. (Bild: AMD)
  • Der Infinity Cache taktet dynamisch zugunsten der Effizienz. (Bild: AMD)
  • Auch die anderes Caches wurden überarbeitet, etwa der L2. (Bild: AMD)
  • Jede Compute Unit umfasst einen Ray Accelerator zur Schnittpunktprüfung. (Bild: AMD)
  • Navi 21 unterstützt DirectX 12 Ultimate. (Bild: AMD)
  • Formate wie INT8 sind für Super Resolution wichtig. (Bild: AMD)
Jede Compute Unit umfasst einen Ray Accelerator zur Schnittpunktprüfung. (Bild: AMD)

Genau genommen unterstützt die RDNA2-Technik von Navi 21 das Direct3D Feature Level 12_2 und somit auch DirectX 12 Ultimate, genauso wie Nvidias Ampere-Architektur der Geforce RTX 3000. Unter das Feature Level 12_2 fallen das DirectX Raytracing (DXR) Tier 1.1 für schnelleres Raytracing und das Variable Rate Shading für eine höhere Bildrate bei möglichst geringem optischen Qualitätsverlust.

Außerdem gibt es noch den Mesh Shader für mehr Geometrie pro Frame, bei dem, statt einzelne ALUs mit Vertex-Shading zu beschäftigen, ganze Thread-Gruppen ähnlich wie bei einem Compute Shader ausgelastet werden. Das Sampler Feedback für ein besseres Streaming mit scharfen statt verwaschenen Texturen sowie weniger Popups wiederum gibt Entwicklern mehr Kontrolle über die einzelnen Mip-Map-Stufen. Auch Directstorage für kürzere Ladezeiten und schönere Grafik soll von Navi 21 künftig unterstützt werden.

AMD-Grafikkarten bei Alternate
  • Navi 21 im Überblick (Bild: AMD)
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  • RDNA2 taktet höher als RDNA1. (Bild: AMD)
  • Ungeachtet dessen steigt die Effizienz. (Bild: AMD)
  • Statt 384 Bit gibt es den Infinity Cache. (Bild: AMD)
  • Der liefert eine weitaus höhere Bandbreite als GDDR6 ... (Bild: AMD)
  • ... bei einer durchschnittlich niedrigeren Latenz. (Bild: AMD)
  • Der Infinity Cache taktet dynamisch zugunsten der Effizienz. (Bild: AMD)
  • Auch die anderes Caches wurden überarbeitet, etwa der L2. (Bild: AMD)
  • Jede Compute Unit umfasst einen Ray Accelerator zur Schnittpunktprüfung. (Bild: AMD)
  • Navi 21 unterstützt DirectX 12 Ultimate. (Bild: AMD)
  • Formate wie INT8 sind für Super Resolution wichtig. (Bild: AMD)
Navi 21 unterstützt DirectX 12 Ultimate. (Bild: AMD)

Wichtig für Anwendungen und Spiele sind außerdem schnellere Formate: Die RDNA2-Technik kann FP16-Operationen mit doppelter FP32-Geschwindigkeit ausführen, so wie RDNA1. Neu sind INT8- und INT4-Berechnungen mit vier- sowie achtfacher FP32-Rate, wie sie für Inferencing eingesetzt werden. Folgerichtig arbeitet AMD an einem KI-Upscaling per künstlicher Intelligenz, vorläufig wird das als FidelityFX Super Resolution (FSR) bezeichnet. Das Pendant zum Rekonstruktionsfilter DLSS 2.0 (Deep Learning Super Sampling) von Nvidia braucht aber noch einige Zeit, einen Termin nannte AMD bisher nicht.

Bereits fertig ist die Hardware zur Video-Beschleunigung: Navi 21 unterstützt das Decoding von AV1-Inhalten mit 8K30, hier zieht AMD also mit Nvidias Ampere-Chips gleich. Beim H.265-Encoding erfolgte der Schritt von 4K60 zu 8K30, was sich auch in den Monitor-Ausgängen widerspiegelt: Die Radeon RX 6800 XT hat einen HDMI 2.1, um 4K120- oder 8K60-Bildschirme anzubinden, hinzu kommen zwei Displayport 1.4 und eine USB-C-Buchse (Displayport-1.4-Alternate-Mode, USB 3.2 Gen2, Power Delivery mit 27 Watt).

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 RDNA2: To Infinity and Beyond!Bei Raster-Grafik auf Geforce-Niveau 
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yumiko 23. Nov 2020

Kuriosität wäre eien gute Voraussetzung für einen ausführlichen Technik Artikel ^^ Für...

ms (Golem.de) 20. Nov 2020

Das ist schlicht AMDs eigene Bezeichnung für Resizable BAR Support, denn immerhin muss...

TomsonThomson 20. Nov 2020

Bringt dir halt nur gar nix, wenn die Software die man braucht kein ROCm unterstüzt. Was...

elknipso 19. Nov 2020

Werd erwachsen.

Dwalinn 19. Nov 2020

Kann ja sein ist in den Zusammenhang aber egal. Ja da hast du recht. Die Aussage...


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