AMD beantwortet Leserfragen: GPU-Physx, Mikroruckeln und Power Tune

Ursprünglich sollte am 15.12. ein Themenabend mit AMD-Experten im PC-Games-Hardware-Extreme-Forum zum Thema Radeon HD 6800 und Radeon HD 6900 stattfinden. Allerdings wurde der Themenabend kurzfristig aus persönlichen Gründen abgesagt und die PCGH-Redakteure sprangen kurzfristig für einen Chat zum Thema ein.

Im Nachgang hatte sich AMD bereit erklärt, noch offene Fragen, die beispielsweise im Aufruf zum Themenabend gestellt wurden, zu beantworten. Die Antworten liegen nun vor, danke an AMD für das Bereitstellen.

Frage: Weiß jemand, wann endlich die Linux-Treiber für die HD 6xxx erscheinen? Da warte ich schon seit Wochen drauf.

Antwort: AMD: Die Linux-Unterstützung für die Radeon HD 6900 Serie erfolgt in den nächsten Monaten.

Frage: Mich würde interessieren, ob die Caches wie bei Nvidia nun variabel zuteilbar sind.

Antwort von AMD: Die Cache-Architektur von Cayman hat sich gegenüber Cypress nicht geändert.: 64KB GDS + per SIMD 32KB LDS + 8KB L1 texture cache. Der Artikel bei Realworldtech ist in Zusammenarbeit mit AMD entstanden und erklärt die Architektur sehr ausführlich.

Frage: Wie genau wirkt sich der Wegfall der T-Unit aus und wie dies nun umgesetzt?

Antwort von AMD: Die Arbeit der T-Unit wird jetzt auf die XYZW Units verteilt. Die Performance ist vergleichbar zu Cypress (one instruction per clock). Theoretisch könnte dies zu Performanceverlusten führen (1 Transcendental function + 4 ALU vs. 1 Transcendental function + 1 ALU) allerdings ist diese sehr unüblich. Die Vorteile dieser Architektur sind, dass durch die bessere Auslastung der Hardware Platz für zusätzliche SIMDs geschafft werden konnte, was wiederum zu einer höheren DP Performance führte.

Frage: Mich würde interessieren, ob AMD an den bekannten Multi-GPU-Problemen (Mikroruckeln, schlechte Skalierung, Profilabhängigkeit etc.) gearbeitet hat.

Antwort AMD: Sogenannte "Mikroruckler" entstehen, wenn die Frame Rate stark abfällt. Im Crossfire-Modus werden gleichzeitig "x" Bilder gerendert und anschließend auf dem Bildschirm ausgegeben. Der Mikroruckler entsteht, wenn der Abstand zwischen den Einzelbildern innerhalb einer Sekunde zu groß wird. Dieses Phänomen ist bei AMD und Nvidia gleichermaßen vorhanden und kann lediglich über den Treiber optimiert werden.

Frage: Welchen Sinn hat es, eine spezielle Spiele-Leistungsaufnahme zu definieren und in einem Spiel, was die Karte besser auslastet, auszubremsen? Steht AMD nicht zum Verbrauch ihrer Karten, was teils die 6950 ausbremst in der Spieleleistung?

Antwort von AMD: PowerTune ist als Hardware-Schutz konzipiert, nur dass PowerTune intelligenter und vom Anwender konfigurierbar ist. In seiner Standard-Einstellung hat PowerTune einen festen Wert für die Grafikkarte festgesetzt, bis zu der sie Strom verbrauchen kann. Wird dieser Wert überschritten, wird die Karte entweder durch Heruntertakten oder durch das Auslassen von Taktzyklen kurzfristig limitiert. Dabei geht es nicht um eine dauerhafte Performance-Beschränkung, sondern nur um das Wegschneiden der Lastspitze durch PowerTune. Während eine Grafikkarte mit einem durchschnittlichen Verbrauch von 130 Watt in der einen Sekunde mal 115 Watt verbraucht und in der nächsten Sekunde 140 Watt, verbraucht eine Grafikkarte mit PowerTune auf einem Level von 130 Watt in keiner Sekunde mehr als diese 130 Watt.

Diese Funktion ist sehr sinnvoll, um den teilweise sehr schwankenden Stromverbrauch von Grafikkarten in den Griff zu bekommen. Würde PowerTune nicht eingreifen, könnte die Karte in diesen Lastspitzen abstürzen und die Komponenten überbelastet werden.

PowerTune kann im Extremfall Auswirkungen auf die normale Performance haben, wenn die PowerTune-Einstellung zu nahe am normalen Stromverbrauch der Karte liegt. Hier würden nicht nur extreme Lastspitzen weggeschnitten, sondern auch normale Szenen mit erhöhter Last. Der Standard- Wert ist so festgelegt, das normale 3D Programme als auch Benchmarks keine Performance-Einbußen aufzeigen. Für spezielle Applikationen kann der Kunde diese Werte selber beeinflussen.

Frage: Die 6970 müsste sich doch eigentlich sehr gut für Eyefinity eignen, da 2 GiB VRAM. Jedoch kann man sich fürs gleiche Geld fast 2 HD 5870 kaufen. Was ist die bessere Karte für 3 Monitore mit 1920x1080?

Antwort von AMD: Langfristig gesehen ist die Radeon HD 6900 die bessere Wahl, da sie mehr Raum für Leistungssteigerungen bietet (da die Architektur neuer ist) und sie verfügt über mehr Features with EQAA, PowerTune, DP 1.2 über den Audio übertragen und zudem mehrere Monitore an einen Port angeschlossen werden können. Desweiteren unterstützt die Radeon HD 6900 den Support von 3D LCD via HDMI 1.4a.

Frage: Auf meinem Netbook mit HD 3410 kann ich SSAA im CCC (10.12) aktivieren. Ist das sinnvoll?

Antwort AMD: SSAA ist zwar mit älteren Chips möglich, aber aufgrund der hohen rechnerischen Belastung gehen wir davon aus, dass die erzielte Performance in der Regel nicht ausreichen wird.

Frage: Was bringt der doppelte DMA-Controller?

Antwort AMD: Die beiden DMA-Controller führen Datentransfers zwischen GPU-Speicher und System-Speicher über den PCI-Express-Bus durch. Wenn nur eine DMA-Engine vorhanden ist, ist es oft schwierig die verfügbare Übertragungskapazität voll auszunutzen, besonders wenn Transfers in beide Richtungen gleichzeitig stattfinden. Dies kommt für grafiklastige Anwendungen nicht häufig vor, kann aber verhältnismäßig großen Einfluss für GPU-Compute Anwendungen haben. Die beiden bidirektionalen DMA-Engines in der Radeon HD 6900 Serie erlauben eine deutlich bessere Auslastung des PCI-Express-Busses und erreichen so oft bessere Performance. Die HD 6900 Serie kann außerdem scatter/gather-Operationen im GPU-Speicher effizienter als frühere GPUs durchführen. Dies ist aber eher auf ein verbessertes Verfahren zum Vereinigen von Lese&Schreib-Operationen (auf dem GPU Speicher) zurückzuführen.

Frage: Wird AMD es irgendwann ermöglichen, GPU-beschleunigtes Physixs auf einer Radeon HD 6800 bzw. HD6900 oder folgende Serien laufen zu lassen? Laut Nvidia könnte AMD das ja machen.

AMD Antwort: Wir unterstützten offene- und Industrie-Standards wie OpenCL und Physiks. Mit dem aktuellen Treibern unterstützten wir Bullet Physics via DirectCompute und OpenCL. Diese Physik-Engine wird aktuell im neuen 3DMark 2011 verwendet.

Frage: Nachdem bei der 6900 ein 4D Shader zum Einsatz kommt, drängt sich mir die Frage auf, in wieweit sich dieser noch von den 5D Shadern der 6800 unterscheiden. Sind diese Units, aus Softwareentwicklersicht, bis auf die Breite ansonsten gleich aufgebaut oder muss man als Entwickler mit irgendwelchen anderen Eigenschaften rechnen?

Antwort AMD: Die Vergangenheit hat gezeigt, dass die VLIW5 Technologie nicht zu 100% ausgelastet werden konnte da für trigonometrische Funktionen immer ein kompletter Zyklus in der SIMD verwendet wurde.

Die neue VLIW4 Technologie benötigt weniger Platz (~10%) und kann daher effizienter eingesetzt werden. Desweiteren können jetzt alle Stream Prozessoren alle zugeteilten Aufgaben übernehmen. Der Stromverbrauch wird gesenkt und zum anderen können mehr SIMD Einheiten bei gleicher Die-Größe verbaut werden (20->24). Die VLIW4 arbeitet synchron und nicht mehr asynchron wie bei der VLIW5 Architektur.

Die neue Architektur besteht aus folgenden Komponenten:

Floting point operations per clock	Integer operations per clock
4x 32-bit MAD	4x 24-bit MUL, ADD oder MAD
2x 64-bit MUL oder ADD	2x 32-bit ADD
1x 64-bit MAD oder FMA	1x 32-bit MUL
1x special funktion

Dies ermöglicht dem Compiler summa sumarum ein effizienteres Arbeiten.