Architettura RDNA, Radeon Display Engine e Media Engine

Abbiamo dedicato un articolo all’architettura RDNA, quindi qui saremo più concisi - se volete approfondire andate quindi su quell'articolo. Per mettere a punto RDNA, AMD ha spogliato del superfluo la ben nota architettura Graphics Core Next (GCN) che da anni costituisce la spina dorsale delle proprie soluzioni.

Questo ci dà subito un'indicazione del potenziale comportamento delle nuove schede nei videogiochi: sappiamo che esistono titoli che si comportano meglio con Nvidia e altri che invece si trovano più a loro agio con AMD. Nonostante AMD parli di "un'architettura nuova", rimango delle basi, delle similitudini con la GCN, e di conseguenza possiamo aspettarci di ritrovare gli stessi comportamenti delle "vecchie" schede AMD con i differenti motori di gioco.

Con RDNA l’obiettivo di AMD è quello di avere un’architettura veloce, efficiente, completa sotto il profilo delle funzionalità e soprattutto scalabile, affinché possa coprire più settori di mercato, dal cloud fino agli smartphone, passando da pochi watt fino a centinaia.

Dobbiamo ricordare che AMD, grazie soprattutto al suo dualismo come produttrice di CPU e GPU, ha siglato accordi con importantissime aziende del settore, e il suo hardware sarà alla base della nuova Xbox, della Playstation 5, di Stadia e anche di alcuni dispositivi mobili (accordo con Samsung). La scalabilità è essenziale per poter adattare l'hardware a settori e necessità così differenti, e come per i nuovi processori Ryzen 3000, anche in questo caso un elemento fondamentale per garantire tutto questo è il processo produttivo a 7 nanometri di TSMC.

La prima novità dell’architettura riguarda la Compute Unit, totalmente riprogettata affinché gestisca le informazioni in modo più efficiente e veloce. L’obiettivo di AMD era quello di migliorare anzitutto le prestazioni single-thread. L'azienda ha raddoppiato la velocità nella gestione delle istruzioni integrando il doppio delle unità scalari e degli scheduler. La nuova architettura può inoltre emanare una singola istruzione per ciclo di clock e lavorare su due modalità operative per sfruttare al meglio le ALU.

Due Compute Unit possono inoltre funzionare insieme costituendo un solo elemento - capacità detta “resource pooling” - in modo da ridurre la latenza di esecuzione (la GPU viene usata di più), migliorare le prestazioni single-thread e gestire in modo più efficiente la cache.

RDNA ha una nuova gerarchia multi livello della cache anch'essa pensata per contenere la latenza, aumentare il bandwidth e tenere sotto controllo i consumi. Il nuovo progetto prevede l’introduzione della cache L1 (512KB in totale) e un raddoppiamento del bandwidth load per quanto riguarda la cache L0 fino alla ALU. La casa di Sunnyvale ha migliorato l’algoritmo di compressione Delta Color (DCC, Delta Color Compression) per usare la banda a disposizione in modo più efficiente.

AMD ha inoltre snellito la pipeline grafica, in modo da ottenere prestazioni per clock e una frequenza più elevate. Lavorando sul clock gating al fine di contenere i consumi (uno dei problemi di Vega) e riducendo i livelli di logica per garantire frequenze più alte, gli ingegneri sono riusciti a ottenere un aumento prestazionale del 10% circa rispetto a GCN.

Tutti questi cambiamenti dovrebbero garantire un miglioramento di circa il 50% delle prestazioni per watt rispetto a Vega 10 (RX Vega 64/56), un aumento del 25% delle prestazioni per clock e prestazioni per area fino a 2,3 volte maggiori.

Radeon Display Engine e Radeon Media Engine

Le nuove schede Radeon RX 5000 si presentano con un nuovo Radeon Display Engine che garantisce il supporto agli ultimi standard e risoluzioni: si parla di HDMI 2.0b e DisplayPort 1.4 con Display Stream Compression 1.2a che consente di gestire con un singolo cavo il 4K a 240 Hz, il 4K HDR a 120 Hz e l’8K HDR a 60 Hz.

Display Stream Compression 1.2a permette ai monitor 4K di lavorare a refresh rate oltre 120 Hz senza la necessità di fare un subsampling cromatico. Finora il funzionamento a 3840x2160 e 144 Hz richiedeva un sacrificio sul fronte della qualità dell’immagine per rimanere entro il bandwidth della DisplayPort. In alternativa si poteva passare a 120 Hz con profondità colore a 8 bit. E nel caso vi foste ritrovati a usare un monitor HDR, bisognava passare a 98 Hz per una profondità colore a 10 bit.

Ora, con il beneficio di una compressione quasi lossless, AMD consente di gestire monitor 4K fino a 120 Hz o display 8K fino a 60 Hz tramite un singolo cavo e senza preoccuparsi di eventuali compromessi. L’unico elemento da ricordare è che anche il monitor deve supportare DSC affinché il tutto funzioni. Asus in tal senso è in prima fila con un 43 pollici DisplayHDR1000 a 3840x2160 e refresh rate a 144 Hz.

AMD ha migliorato anche il Radeon Media Engine, con prestazioni superiori del 40% rispetto alla generazione precedente. Questo permette alla scheda di supportare chi fa streaming del proprio gameplay e vuole farlo in modo efficiente: la GPU Navi 10 è in grado di gestire la decodifica tramite VP9 in 4K90 o 8K24.

Per quanto riguarda la decodifica in H.264 sono citate 1080p600 o 4K150, mentre per la codifica AMD indica 1080p360 o 4K90. Sul fronte H.265 invece AMD indica una decodifica a 1080p360, 4K90 o 8K24, mentre sul fronte della codifica si parla di 1080p360 o 4K60.