Lebih Dekat dengan Arsitektur RDNA (AMD Radeon RX 5700 XT dan RX 5700)

Sekilas Arsitektur RDNA, Pengganti GCN

 

NAVI 3

 

Kartu grafis AMD identik dikatikan dengan arsitektur GCN (Graphics Core Next), dan ini terjadi karena sejak 2012 dulu AMD masih menggunakan arsitektur dasar yang sama, dengan setiap generasi mendapat peningkatan di beberapa komponen.

RX5700 13
*klik untuk memperbesar

 

GCN : Dari 28nm ke 7nm

Sebagai contoh produk:

  • AMD Radeon HD 7970 ‘Tahiti’ : GCN generasi pertama
  • Radeon R9 290X ‘Hawaii’ : GCN generasi kedua
  • Radeon R9 Fury X ‘Fiji’ : GCN generasi ketiga
  • Radeon RX 480 ‘Polaris’ : GCN Generasi keempat
  • Radeon RX Vega 64 ‘Vega’: GCN Generasi kelima

Bisa dilihat bahwa ‘GCN’ ini sendiri merupakan iterasi arsitektur grafis dari AMD yang paling lama dibandingkan pendahulunya, GCN mulai digunakan pada fabrikasi 28nm(HD 7970), hingga ke 7nm (Radeon VII).

Di satu sisi ini menunjukkan bahwa AMD bisa ‘memeras’ arsitektur grafis ini sampai titik penghabisan, dan umumnya kartu grafis AMD berbasis GCN terlihat memiliki dukungan yang makin baik dengan berbagai update driver terbaru, dan beroperasi lebih baik dibandingkan kartu grafis kompetitor yang relatif berumur sama (sebagai lelucon, ada yang menyebut ini sebagai ‘FineWine’ technology).

Namun, banyak enthusiast yang mulai berpikir GCN sudah outdated dan tidak layak digunakan sebagai basis kartu grafis modern.

RX5700 9s

Untuk itu, AMD memperkenalkan arsitektur yang akan membawa mereka ke era baru : RDNA (‘Radeon DNA’). RDNA sendiri diklaim akan membawa peningkatan 1.25x performance-per-clock. dan 1.5x performance-per-watt  dari GCN.

 

RDNA: Efisien & Scalable
RX5700 12s

RDNA yang disiapkan untuk GPU masa depan AMD, memiliki fokus pada beberapa area:

  • Performance : Optimal pada workload beragam, fokus pada Gaming graphics namun juga kencang pada Compute
  • Efficiency: Efisien dari segi penggunaan daya, dan juga penggunaan bandwidth
  • Scalability : Dapat digunakan pada banyak perangkat, mulai dari mobile, console, desktop, hingga Cloud.

Berikut gambaran singkat arsitektur RDNA yang diterapkan pada ‘Navi’ :

RX5700 14
*klik untuk memperbesar

 

RX5700 14B b
*klik untuk memperbesar

 

Pada ilustrasi di atas yang menggambarkan Radeon RX 5700 series ‘Navi’, nampak bahwa:

  • ‘Compute Unit(CU)’ yang ada disana dikelompokkan menjadi ‘Dual Compute Unit‘ (berisi 2 CU, cukup jelas).
  • Satu Shader Engine berisi 10x Dual Compute Unit,
  • Sebuah full chip memiliki 2 Shader Engine, berisi 20 x Dual Compute Unit = Total 40 CU = 2560 Stream Processor.
  • Total 64 ROP, 4x Asyncronous Compute Engine(ACE) per GPU

Berbeda dengan RX 5700 XT yang memiliki konfigurasi full chip 40 CU, RX 5700 akan memiliki 2x Dual Compute Unit yang non-aktif (satu per Shader Engine), menghasilkan 18x Dual Compute Unit = 36 CU = 2304 Stream Processor.

 

 

RDNA Compute Unit 

Perjalanan untuk membuat RDNA berbeda dari GCN dimulai AMD dengan melakukan major redesign, membuat RDNA Compute Unit (RDNA CU) mereka bekerja dengan cara yang berbeda dengan GCN CU.

Berikut sebuah RDNA CU dari Navi:

RX5700 15
*klik untuk memperbesar

 

Satu RDNA Compute Unit NAVI akan memiliki:

  • 64 Stream Processor
  • 2x Scalar Units per CU & 2x Scheduler per CU(1x Scheduler per 32 Stream Processor), sanggup menangani instruksi lebih banyak per cycle

 

RDNA vs GCN CU

 

RX5700 21s2ed
*klik untuk memperbesar
RX5700 20s

Perbedaan yang cukup kentara dari GCN dan RDNA CU ada saat eksekusi work-item(misal: satu pixel/vertex).

Satu GCN CU akan melakukan eksekusi parallel akan 64 work-item (64 work-item ini disebut satu ‘Wavefront’ a.k.a ‘wave64’). Mengingat lebar unit SIMD pada GCN hanya 16 (a.k.a ‘SIMD16‘) dan GCN memiliki 4 unit SIMD16, GCN membagi eksekusi satu ‘wave64’ ini ke 4 unit SIMD , membuat operasi ini umumnya membutuhkan 4 clock cycle untuk diselesaikan.

Sedangkan 1 RDNA CU dapat beroperasi dengan 32 work-item per wavefront (‘wave32’), dan lebar unit SIMD pada RDNA bertambah menjadi 32 (SIMD32), operasi satu wavefront (‘wave32’) jadi bisa selesai dalam 1 clock cycle.  RDNA CU memiliki 2 unit SIMD32.

Lihat beberapa ilustrasi di bawah ini:

RX5700 19ed
*klik untuk memperbesar

 

RX5700 18ed

Pada sebuah contoh dimana ada 64 work-item ALU intensive code :

  • GCN membutuhkan 4 Clock Instruction Issue, dengan hanya 25% dari CU mereka digunakan
  • RDNA dapat mengerjakan hal yang sama dengan 1 Clock instruction issue, 100% dari CU dimanfaatkan

Dengan desain seperti ini, pekerjaan pada RDNA CU dapat terdistribusikan dengan lebih efektif, memastikan semua CU bekerja optimal.

 

 

Dual Compute Unit & Resource Pooling

Seperti yang bisa dilihat dari overview chip Navi, 2(Dua) Compute Unit dari Navi bisa dikonfigurasikan menjadi ‘Dual Compute Unit‘ atau ‘Workgroup Processor‘ seperti ini:

RX5700 16ed
*klik untuk memperbesar

 

Dual Compute Unit pada Navi bisa melakukan resource pooling, untuk mendapat akses ke resource ekstra yang dibutuhkan (entah register atau cache). Tentu, ini tidak akan secara ‘otomatis’ membuat CU-nya lebih kencang, hanya saja ini akan membuat beberapa heavy workload akan bisa diselesaikan dalam cycle lebih singkat karena pemanfaatan resource yang lebih optimal.

 

Multi Level Cache Hierarchy 
RX5700 22s

L0, L1, & L2 Cache di Navi

RX5700 23s

 

RDNA Compute unit yang bekerja keras harus didukung dengan cache memory beperforma tinggi, dan AMD ingin memastikan ada beberapa multi-level cache yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan:

  • Per Dual Compute Unit punya akses ke sebuah local cache sangat kencang yang AMD sebut sebagai ‘Level 0’ / L0 cache sebesar 16 kB.
  • 5x Dual Compute Unit memiliki akses ke sebuah dedicated L1 Cache sebesar 128 kB
  • Ada total 4MB L2 Cache per GPU

 

Delta Color Compression : Di berbagai komponen, tidak hanya framebuffer

Salah satu fitur untuk meningkatkan pemanfaatan bandwidth pada GPU adalah adanya kemampuan untuk melakukan baca/tulis data terkompresi dari storage/memori yang ada, GPU modern AMD (dan NVIDIA) sudah bisa melakukan ini dari beberapa generasi silam.

GPU AMD sejak GCN Generasi 3 (Fiji/Tonga) memiliki Lossless Delta Color Compression, sebuah metode yang membuat GPU Core sejak GCN 3rd Gen menyimpan framebuffer color data dalam lossless compressed format, dan GPU-nya dapat membaca dan menulis data terkompresi dari framebuffer (memory).  Tentu karena penggunaan kompresi lossless, tidak ada perbedaan image quality yang dihasilkan dari mekanisme ini, yang didapat hanya efisiensi ekstra dari memory bandwidth.

RX5700 24

Pada Navi / RDNA, AMD membuat beberapa komponen selain framebuffer/memori yang juga bisa melakukan baca/tulis data terkompresi.

Peningkatan dari RDNA
RX5700 25s

Dengan berbagai peningkatan dari segi arsitektur, AMD memberikan klaim bahwa RDNA di RX 5700 XT Navi (40 CU) menghasilkan:

  • 1.25x Performance-per-clock pada Gaming dari Vega(Pada jumlah Compute Unit sama, rata-rata dari 30 Game @ 4K Ultra, 4x AA)
  • 1.14x Performance RX Vega 64 dengan menggunakan hanya 77% power-nya – ini berarti Navi 40 CU tersebut memiliki sekitar 1.5x Performance Per Watt dari Vega 64
RX5700 26s

AMD memberikan gambaran bahwa peningkatan performance per watt dari RDNA didapatkan dari:

  • sekitar 60% Performance-per-clock improvement
  • sekitar 25% karena fabrikasi 7nm
  • dan sisanya karena berbagai penyesuaian pada Frequency & Power di Navi

 

Peningkatan BESAR pada performance-per-area
RX5700 27s

Peningkatan yang cukup ‘mengerikan’ dari Navi adalah GPU tersebut memiliki performance lebih tinggi dari Vega 64, dengan area silicon sekitar SETENGAH-nya!

 

Halaman berikutnya – Radeon Software Improvement : Anti-Lag, Image Sharpening

RX5700 28s
Load Comments

Gadget

May 6, 2021 - 0

Rekomendasi Smartphone Lebaran 2021: Harga Rp 5-7 Juta

Setelah membahas rentang harga Rp 10 jutaan keatas, Rp. 7…
May 6, 2021 - 0

Rekomendasi Smartphone Lebaran 2021: Harga Rp 7-10 Juta

Setelah sebelumnya kami membahas mengenai rekomendasi smartphone tebaik di harga…
April 30, 2021 - 0

(VIDEO) Review Bose SleepBuds 2: Kualitas Tidur Jadi Lebih Baik

TWS tapi dipakainya untuk tidur? Ya, Bose Sleepbuds 2 yang…
April 22, 2021 - 0

Review Poco X3 Pro: Terlalu Murah & Kencang!

Poco baru saja mengumumkan jajaran produk terbarunya, di mana salah…

Laptop

May 17, 2021 - 0

Review MSI Stealth 15M: Laptop Gaming Ultraportable, Sangat Tipis, Sangat Ringan

Laptop ini tak hanya ringan dan tipis, tetapi juga punya…
May 1, 2021 - 0

Review Huawei Matebook D 15 (2021): Laptop Layar Lebar yang Ringan dan Tipis

Uji Performa Cinebench R15 20X Loop (Dengan Power Adapter) Terlihat…
April 26, 2021 - 0

Review MSI GP66 Leopard: Performa Premium dengan RTX 3060!

Uji Performa Terdapat 5 preset pengaturan performa yang dapat diubah…
April 25, 2021 - 0

Review ASUS ROG Zephyrus Duo 15 SE (GX551QM): Laptop Gaming Dua Layar, Tipis dan Kencang!

Spesifikasi  Untuk spesifikasi dapur pacunya, ASUS ROG Zephyrus Duo 15…

Gaming

May 17, 2021 - 0

Genshin Impact Unjuk Aksi Waifu Teranyar – Eula

Ekonomi berbasis Waifu adalah strategi terbaik yang bisa ditawarkan oleh…
May 17, 2021 - 0

Ratchet & Clank: Rift Apart Rampung

Pengumuman tanggal rilis memang tidak lagi jadi informasi yang bisa…
May 17, 2021 - 0

Story of Seasons Tuju Mobile

Sebuah kenyataan yang tidak bisa terbantahkan, ada alasan mengapa banyak…
May 17, 2021 - 0

Playstation Studios Kini Punya Halaman Steam Sendiri

Sudah bukan rahasia lagi sepertinya bahwa Sony memang tertarik untuk…