Resizable BAR auf Geforce RTX 3000: Übersicht, Firmwares, unterstützte Spiele und How-To

Am 28.10.2020 hat AMD offiziell die neue RX-6000-Generation der hauseigenen Radeon-Grafikkarten vorgestellt. Besonders interessant war dabei vor allem ein neues Feature namens Smart Access Memory oder kurz SAM, welches den AMD-GPUs bei den vorgezeigten Benchmarks einen nicht zu unterschätzenden Vorteil erspielt. Wie genau das funktioniert, erwähnte man jedoch nicht. Nach einiger Recherche war klar, dass der vermeintlich nur auf die neue Zen-3-Plattform beschränkte Boost zum PCI-Express-3.0-Standard gehört, welcher vor mehr als elf Jahren sein Debüt feierte. Die zugrundeliegende Technik heißt Resizable Base Address Register (rBAR). Schnell wurden Stimmen laut, dass "Smart Access Memory" auch auf anderen Plattformen lauffähig sein müsste und es hat nicht lange gedauert, bis erste BIOS-Updates für aktuelle Intel-Plattformen mit Sockel 1200 erschienen sind, welche den Support im Beta-Status für Z490-, H570- und B460-Chipsätze für Resizable BAR ermöglichen. Auch für Nvidia-Grafikkarten soll Resizable BAR bald zum Standard gehören, wie Nvidia bestätigte.

Inzwischen haben die Kalifornier rBAR offiziell freigegeben. Das Feature soll alle Ampere-Karten (RTX 3000) unterstützen und setzt eben jene dafür voraus. Darüber hinaus müssen Prozessor, Grafikkarten-Firmware, Mainboard (+UEFI-Vesion) und GPU-Treiber auf dem aktuellen Stand sein. Wir entzerren die Informationsbasis und erklären Ihnen jetzt, was rBAR ist, welche Hardware Sie dafür benötigen und wie Sie das Feature aktivieren können.

Resizable BAR auf Geforce RTX 3000: Übersicht und Funktion

Base Address Register (BAR) wird dazu genutzt, um den diskreten Speicher der Grafikkarte direkt von der CPU mit nötigen Daten zu belegen - eine Methode, um Kopiervorgänge zwischen mehreren verschiedenen Speicher-Bausteinen zu minimieren. Diese Art Speicherzugriff ist allerdings standardmäßig durch einen Umstand stark eingeschränkt: Im Normalfall kann der Speicher durch BAR nur in kleinen Heaps (ein fragmentiertes Datensegment) von 256 MiByte belegt werden. Wird eine größere Menge benötigt, müssen mehrere Kopiervorgänge von CPU zur GPU vorgenommen werden, was Zeit kostet beziehungsweise höhere Latenzen zwischen CPU und GPU verursacht. Mithilfe von Resizable BAR kann die Größe des Speicherblocks angepasst werden, mit einem Kopiervorgang also auch mehr als 256 MiByte Grafikspeicher direkt von der CPU mit für den aktuellen Frame nötigen Daten belegt werden.
Quelle: Wikipedia Das ist ein Standard Register von "Innen". Um ein PCI-Gerät ansprechen zu können, muss es aktiviert werden, indem es in den I/O-Port-Adressraum des Systems oder in den speichergemappten Adressraum eingeblendet wird. Die Firmware des Systems, die Gerätetreiber oder das Betriebssystem programmieren die Basisadressregister (allgemein BARs genannt), um das Gerät über seine Adresszuordnung zu informieren, indem sie Konfigurationsbefehle an den PCI-Controller schreiben. Im Hintergrund des Systems werkelt ein Kernel-Treiber, der durch einen Hintergrundprozess die Größe des zugänglichen Videospeichers an die Gesamtmenge des Speichers anpasst. Dieser Prozess kostet keine Leistung und zeigt dem Prozessor an, wie viel Speicher von diesem adressiert werden kann. Um den Zugriff auf den Prozessor zu vereinfachen, wird eine Reihe von virtuellen Adressen für die CPU erzeugt. Der Kernel-Treiber regelt dabei im Hintergrund die Priorität dieser Prozesse. Der VRAM-Manager (zu finden im Geräte-Manager, unter "Ressourcen" bei der verbauten Grafikkarte) weist die virtuellen Adressen der CPU direkt in einem Bereich zu, wobei der Speicher nach Bedarf zugänglich ist. Da der CPU normalerweise nur 256 MiByte des Videospeichers zum Adressieren zur Verfügung stehen, werden alle restlichen Abfragen in den Arbeitsspeicher geladen. Benötigt die Grafikkarte eine Information, die zu dieser Zeit im Arbeitsspeicher liegt, muss die CPU jene der Grafikkarte erst zur Verfügung stellen. Genau diese Latenz wird durch Resizable BAR verhindert, da sich alle Anfragen direkt auf den Videospeicher beziehen und nicht mehr mit dem Arbeitsspeicher geteilt werden müssen. Einem Entwickler dürfte es schwerfallen, das Feature für PCs zu optimieren, da niemand weiß, wie viel Speicher tatsächlich vorhanden ist.

Hilfreich ist das Feature vor allem in großen offenen Spiel-Welten, durch die sich der Spieler mehr oder minder frei bewegen kann - durch die hohe Bewegungsfreiheit und damit die schlechte Vorhersehbarkeit der Spieleraktionen, kann die Engine nur schlecht voraussagen, welche Daten für den nächsten Frame benötigt werden. Ein optimiertes Vorabladen ist daher nur eingeschränkt möglich und für den aktuellen Frame benötigte Daten müssen daher sehr zeitkritisch gestreamt werden. Da Resizable BAR genau dieses Streaming beschleunigen kann, sind relativ deutliche Zuwächsen nicht allzu verwunderlich. Nvidia gibt selbst bis zu 11,9 Prozent mehr Leistung durch rBAR an, getestet mit einer RTX 3080 in zahlreichen Titeln.

Resizable BAR auf Geforce RTX 3000: Voraussetzungen und How-To

Damit Sie rBAR mit Ihrer RTX 3000 nutzen können, benötigen Sie mindestens ein Mainboard mit 400er-I/O-Hub von AMD oder ein 400er-Chipsatz von Intel. Die CPU soll mindestens ein Ryzen 5000 oder eine aktueller Core-Prozessor der 10. beziehungsweise 11. Generation ab der i3-Serie sein. Pentium-, Celeron- und Ryzen-3000-Prozessoren werden nicht unterstützt. Nvidia nennt folgende Hersteller, die rBAR per BIOS-Update für ihre Mainboards bereitstellen: Asus, Asrock, Colorful, EVGA, Gigabyte und MSI.

Asus möchte Ende April, Anfang Mai noch den Support für die alten Z370-, und Z390-Chipsätze von Intel ermöglichen, sodass auch Nutzer mit einer älteren CPU wie beispielsweise einem Core i7-8700K oder Core i9-9900K in den Genuss von rBAR kommen. Prüfen Sie bitte auf der Support-Page Ihres Mainboards, ob der Hersteller ein Update anbietet. Bei einem MSI-Z490-Board lautet der Wortlaut beispielsweise "Support Re-size BAR function to enhance GPU performance including the Nvidia GeForce RTX 3000 series and others.". Laut Nvidia bieten einige Hersteller inoffizielle BIOS-Versionen mit Unterstützung für rBAR für eigentlich inkompatible Chipsätze an, ein Blick kann sich also lohnen.

Jetzt müssen Sie sich der Grafikkarte selbst widmen. Lediglich die RTX 3060 liefert ab Werk die Unterstützung für rBAR, alle andere Modelle (RTX 3060 Ti, 3070, 3080 und 3090) benötigen ein Firmware-Update. Wenn Sie über eine Founders Edition verfügen, stellt Nvidia ein Firmare-Update-Tool zur Verfügung. Nutzen Sie hingegen ein Partner-Modell, beispielsweise von Asus, sehen Sie sich auf der Hersteller-Seite nach einer passenden Version um. Laut Nvidia bieten alle Hersteller passende BIOS-Versionen an. Bei EVGA können Sie beispielsweise über die hauseigene Precision-X1-Software ein Firmware-Update vornehmen. Zotac bietet eine bebilderte Anleitung. Achten Sie darauf, dass Sie die korrekte Firmware für Ihr Modell verwenden, Sie sollten also beispielsweise nicht einfach die Founder-Edition-Firmware auf Ihr MSI-Modell flashen, das kann zu einem Defekt der Grafikkarte führen!
Quelle: Nvidia Im Nvidia Control Panel unter "System Information" finden Sie im folgenden Fenster unter dem Reiter "Display" auf der rechten Seite unter "Details" den Punkt Resizable BAR. So prüfen Sie, ob die Funktion aktiv ist. Als Nächstes müssen Sie zwingend das Compatibility Support Module, kurz CSM, deaktivieren. Haben Sie Ihr Windows beispielsweise über das CSM als MBR-Partition installiert, müssen Sie erst eine UEFI-Variante mit GUID Partition Table, kurz GPT, installieren. Es ist aber auch möglich, von MBR auf GPT zu konvertieren, dazu sei Ihnen dieser Guide ans Herz gelegt. Ist das bewältigt, sind jetzt noch zwei besondere Optionen im UEFI zu aktivieren: "Above 4G Decoding" und "Re-Size BAR Support". Sie haben das Mainboard auf den neuesten Stand gebracht, korrekt konfiguriert und eine passende CPU nebst RTX 3000 mit aktueller Firmware verbaut? Gut, denn jetzt benötigen Sie nur noch den passenden Grafiktreiber. Nvidia hat die Unterstützung ab der Version 465.89 eingebaut, Sie können den Treiber für Ihr Modell hier herunterladen.

Nach einem Neustart sollte Ihnen rBAR nun zur Verfügung stehen. Ob das Feature aktiv ist, können Sie im Nvidia Control Panel prüfen. Dazu klicken Sie im Panel unten Links auf "System Information" und finden dann im folgenden Fenster unter dem Reiter "Display" auf der rechten Seite unter "Details" den Menüpunkt Resizable BAR. Steht dieser auf "Yes, brauchen Sie nichts weiter zu tun, rBAR ist aktiv. Falls dort "No" steht, gehen Sie noch einmal in Ruhe alles durch und prüfen, ob Ihre Hardware unterstützt wird und Sie sämtliche Firmwares auf den aktuellen Stand gebracht haben.

Resizable BAR auf Geforce RTX 3000: Ergebnisse und Fazit

Bislang werden nur wenige Spiele unterstützt. Mit dem ersten R465-Treiber werden neun weitere Titel mittels rBAR beschleunigt (vorher: acht), in Summe also 17: Assassin's Creed Valhalla, Battlefield 5, Borderlands 3, Control, Cyberpunk 2077, Death Stranding, Dirt 5, F1 2020, Forza Horizon 4, Gears 5, Godfall, Hitman 2, Hitman 3, Horizon Zero Dawn, Metro Exodus, Red Dead Redemption 2 und Watch Dogs Legion. Weitere Spiele sollen bald folgen. Mithilfe einer RTX 3090 haben wir rBAR in einigen Titel bereits getestet. Die Zahlen sprechen dabei eine deutliche Sprache. Gerade F1 2020 wird von Nvidia hervorgehoben, mit einem Leistungsplus von immerhin 11,9 Prozent. Cyberpunk 2077 kommt noch auf 5,9 Prozent. In unserem ersten rBar-Test konnten wir 2-3 Prozent Leistungsvorteile in Full HD auf einer Geforce RTX 3060 ermitteln - auf schnelleren RTX-30-Karten sollten aber grundsätzlich größere Vorteile nachweisbar sein, da die höhere GPU-Leistung der Flaschenhals des Speicherzugriffs in den Vordergrund rücken sollte.
Quelle: Nvidia Offizielle Nvidia-Benchmarks zu Resizable BAR. PCGH wird in den kommenden Wochen auch die Geforce RTX 3080, RTX 3070 und RTX 3060 Ti mit rBAR-fähigen Firmwares ausstatten und damit den Grafikkarten-Leistungsindex aktualisieren - weitere Vorher-nachher-Vergleiche inklusive. Welche Erfahrungen haben Sie mit rBAR gemacht? Diskutieren Sie mit!

Zum Abschluss noch eine interessante Anekdote: Als erste Hersteller haben Hewlett-Packard (HP) und Advanced Micro Devices (AMD) die Idee von Resizable BAR jener Kommission vorgeschlagen, welche für den PCI-Express-Standard verantwortlich zeichnet. Wer hätte das gedacht?

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Resizable BAR auf Geforce RTX 3000: Übersicht, Firmwares, unterstützte Spiele und How-To Smart Access Memory oder auch Resizable BAR wurde im Zuge der Ankündigung der RX-6000-Grafikkarten Ende Oktober 2020 zum ersten Mal der Öffentlichkeit gegenüber erwähnt. Die Technik ermöglicht dem Prozessor den vollen Zugriff auf den Videospeicher, was mehr Leistung in Spielen ermöglichen soll. Wir verschaffen Ihnen einen Überblick über dieses spannende Thema und zeigen Ihnen, wie Sie rBAR aktivieren und nutzen können.

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