AMD Ryzen e Radeon PC gaming platform definitiva

AMD ha annunciato la disponibilità della nuova piattaforma per PC gaming definitiva, basata su scheda grafica della serie Radeon RX 5700 e processore di terza generazione Ryzen Desktop, oltre ai processori Ryzen 3000 con capacità grafiche Radeon Graphics (APUs). Nell’insieme, l’offerta presenta alte prestazioni nel gaming e fedeltà video a livelli mai raggiunti. Se siete patiti per i numeri continuate a leggere, mentre se di numeri avete oramai fatto indigestione e vi interessano solo le valutazioni finali, scendete qui.

Le schede AMD Radeon RX 5700 ridefiniscono cosa sia possibile in 1440p. Costruite sull’innovativa architettura gaming AMD RDNA e processo produttivo a 7nm, le nuove schede grafiche promettono un fedeltà del video ad altissimo livello, performance elevate e caratteristiche avanzate per la gestione dell’energia.

Sino a 12 cores e 24 threads disponibili nella terza generazione dei processori Ryzen Desktop: un’altra potente dimostrazione della tecnologia di AMD, nell’offrire i primi processori ad alte prestazioni in tecnologia 7nm all’interno di PC desktop di fascia consumer. Costruiti seguendo la tradizionale architettura high-performance “Zen”, la microarchitettura “Zen 2” incorpora migliorie che consentono di elevare ulteriormente l’IPC di un 15 per cento per un gaming più veloce e un content creation più efficiente. A partire da oggi, i processori Ryzen Desktop di terza generazione (inclusa la nuova Serie 3000 Ryzen con APU Radeon), saranno disponibili in tutto il mondo con prezzi a partire da 99 USD.

Lisa Su, Presidente e CEO di AMD, ha dichiarato:

Siamo orgogliosi di di offrire le nostre nuove schede grafiche Radeon ed i processori Ryzen per garantire la creazione della piattaforma PC gaming definitiva, con caratteristiche leader su ogni livello di prezzo. AMD è dedita a guidare l’innovazione e la competizione nel mercato del calcolo grafico per offrire a giocatori, creatori di contenuti e utenti entusiasti un’esperienza incredibile e un valore incomparabile.

Schede grafiche AMD Radeon RX 5700: alte prestazioni per il gaming a 1440p

Le schede grafiche della serie Radeon RX 5700 possiedono l’architettura gaming RDNA, progettata da zero per prestazioni superiori, scalabilità e efficienza energetica, creata per dar vita al futuro dei PC, ma anche di console, sistemi mobile e gioco basato su cloud. La nuova architettura RDNA supporta memoria ad alta velocità GDDR6, garantisce l’utilizzo di PCIe 4.0, consentendo performance-per-clock sino al 125 per cento  ed una performance-per-watt sino al 150 per cento maggiori rispetto alla precedente architettura Graphic Core Next (GCN). Tutto ciò abilita esperienze di gioco fantastiche ad un elevato framerate..

Le nuove schede grafiche Radeon offrono nuove caratteristiche per l’utilizzo della modalità elevate 1440p gaming:

• Radeon Image Sharpening (RIS) – Porta maggiore chiarezza e trasparenza alle immagini durante il gioco, ammorbidite da effetti in post-processing nei titoli DirectX 9, 12, e Vulkan. Una volta accoppiate con il Radeon GPU upscaling, RIS abilita rappresentazioni dettagliate  e framerate fluidi anche su display a elevata risoluzione.
• FidelityFX – Offre un toolkit open-source per gli sviluppatori, con effetti di post-processing di elevata qualità, per rendere più semplice la creazione di giochi dalla migliore apparenza ma con un corretto bilanciamento tra fedeltà dell’immagine e prestazioni. Disponibile su GPUOpen, FidelityFX presenta il Contrast-Adaptive Sharpening (CAS), che cancella i dettagli presenti in aree a basso contrasto minimizzando artefatti causati dalle routine di miglioramento delle immagini.
• Radeon Anti-Lag – Ottimizzato per gli eSports, migliora la competitività diminuendo i tempi di risposta input-to-display sino al 31 per cento.

Processori Desktop AMD Ryzen di terza generazione: prestazioni incomparabili

Creati sulla efficiente tecnologia da 7nm, La nuova generazione di Ryzen Desktop Processors abilita prestazioni incredibili, efficienza energetica e numero di cores tanto su carichi  single-thread quanto su lavori in multi-thread, garantendo:

• Elite gaming performance – Con maggiori velocità di clock, maggiori prestazioni per clock e una cache L3 più capiente rispetto alla generazione precedente, senza dimenticare le sinergie con la cosiddetta Windows 10 May 2019 Update, i processori Ryzen di terza generazione garantiscono un’esperienza di gioco più potente e fluida tra le risoluzioni 1080p e 1440p.
• Winning content creation performance – Per i content creators, i nuovi Ryzen permettono una serie di facilitazioni di produttività su rendering, encoding, color grading e molto altro.
• Cooler and quieter PC experience – I processori Ryzen Desktop offrono elevatissime caratteristiche con una operatività energetica notevole, permettendo un miglioramento delle prestazioni-per-watt sino al  58 per cento sui processori Ryzen 9 e sino al 30 per cento sui processori Ryzen 7.
• Overclocking made simple – Come tutti i processori AMD Ryzen, anche nella terza generazione sono totalmente sbloccati nel moltiplicatore e nella tensione. Il servizio New Precision Boost Overdrive with Automatic Overclocking può offrire una performance elevata sulla serie 3000 dei processori Ryzen 5, 7 e 9, utilizzando la comunicazione con la motherboard dell’utente ed aumentando la massima frequenza di clock di 200MHz. Un migliorato software Ryzen Master Software è altresì disponibile, con un’interfaccia utente riprogettata e molte nuove caratteristiche.

Inoltre, con il rilascio dei nuovi processori, AMD ha svelato il nuovo chipset X570 per Socket AM4, che abilita la prima piattaforma consumer PC con supporto PCIe 4.0. La capacità unica di gestire sistemi PCIe 4.0 apre la strada a una nuova classe di periferiche ad alte prestazioni, device orientati al networking, drives NVMe e così via. Tutti i partner di AMD sono già pronti ad offrire una cinquantina di nuovi modelli con il nuovo chipset AMD X570, per completare la più vasta selezione di schede madre in lancio dell’intera storia AMD.

Nell’insieme, i nuovi processori Ryzen con una scheda madre dotata di chipset X570 garantiranno comunicazioni ancora più veloci tra le periferiche rispetto al passato.

Processori della serie AMD Ryzen 3000 con grafica Radeon

AMD ha infine annunciato la disponibilità dei processori della serie Ryzen 3000 con grafica Radeon, che presentano clock più elevati su CPU e GPU rispetto alla generazione precedente,  oltre a una nuova serie di funzioni nei driver, come Radeon Anti-Lag. I sistemi offriranno prestazioni generiche da primi della categoria, framerate fluidi per giocatori a 1080p, capacità di streaming 4K HDR e ovviamente l’immancabile supporto Radeon FreeSync.

Elucubrazioni post-prandiane del redattore

La comunicazione è tutto. E Lisa Su ha iniziato la presentazione citando le schede video. Ciò lascia pensare che per AMD l’affaire Radeon rappresenti un core business: avremo Radeon sui PC, Radeon sui cellulari, Radeon sulle console, Radeon nell’IoT. Non conta tanto lo scontro con Nvidia – che trova AMD a metà strada tra le RTX e le RTX Super, rispettivamente 2060 e 2070 – quanto la possibilità di utilizzare il medesimo framework di librerie grafiche a basso impatto energetico per una valanga di prodotti diversi, minimizzando i tempi di ottimizzazione dei  device e garantendo un consumo irrisorio rispetto alla concorrenza, grazie alla tecnologia 7nm.

Appare oramai evidente che Intel si sia indirizzata verso la fornitura di sistemi enterprise, lasciando aperta la porta ai tentativi di riconquista di AMD. L’attività di Intel mi ricorda il comportamento di John Akers in IBM negli Anni Novanta: Akers decise di suddividere Big Blue in tante piccole Small Blue. In meno di 10 anni le azioni dell’Azienda crollarono da 1.21 dollari a 54 cents, vennero chiuse otto fabbriche e 100.000 persone si ritrovarono senza lavoro.

Chi rimase si ritrovò nuovi responsabili su nuove catene di produzione. Vennero prese numerosissime scelte sbagliate in quel periodo: i mainframe, prerogativa di IBM, vennero affiancati da sistemi cloni prodotti da Amdahl e Hitachi, più veloci e meno cari; la proverbiale assistenza IBM venne burocratizzata sino all’inverosimile, si trascurò di spingere il fenomeno personal computer per una forma di malcelato snobismo.

Intel, da parte sua, ha iniziato le trattative con stabilimenti produttivi in grado di garantire una tecnologia costruttiva a 10nm (quindi già in svantaggio), estendendo le proprie ricerche sui sistemi di memoria veloce Optane (che apparentemente non stanno ottenendo il successo sperato), sviluppando una tecnologia di networking proprietario ad alta velocità che verrà reso obsoleto da PCIe 4.0 e successivi, e addirittura sfidando Nvidia e AMD nel campo delle GPU. Forse sbaglierò, ma credo che stia mettendo troppa carne al fuoco.

E in questo frangente, invece di approfittare del panico da time-to-market di Intel, in evidente debito di ossigeno e totalmente sbilanciata in avanti per estendere le nuove produzioni e buttarsi a capofitto nel settore delle CPU consumer, AMD per prima cosa presenta le nuove schede grafiche, con un prodotto di punta onestamente inferiore ad Nvidia, e quindi insegue il concorrente azzurro nella pazza corsa alla differenziazione ad ogni costo.

Tecnologia antica

L’azienda di Sunnyvale optò inizialmente per un processore di transizione (Zen+) con un alto numero di cores, adatto apparentemente per il multi-threading. Dico apparentemente, perché si da il caso che AMD abbia assegnato ai processore una FPU per ogni due cores. Quindi una macchina a 16 cores ha una velocità teorica di esecuzione in floating point di 8 istruzioni per ciclo. Ma non è tutto, dal momento che il management della cache non risulta ottimale, in quanto castrato dalle pipeline di esecuzione. Impossibile eseguire il classico algoritmo Butterfly per il calcolo di FFT caricando (prefetch-ando) la cache in un colpo solo per mancanza di istruzioni in microcodice: infatti lo sviluppo della sezione AVX2 (in particolare la sezione FMA3,  fused multiply-add) non consente l’utilizzo dei registri XMM ed YMM in parallelo. Risulta quindi inutile avere una lunga pipeline ed una ampia cache memory, quando i registri che dovrebbero poi lavorare sui dati non sono utilizzabili contemporaneamente.

La nuova architettura Ryzen a 7nm dovrebbe correggere in parte il problema. Intanto sembra finalmente possibile utilizzare il microcodice relativo alle istruzioni AVX-512. AVX sta per advanced vector extrension, vale a dire un’estensione delle istruzioni macchina per manipolare valori da 512 bit in parallelo, come si trattasse di vettori, e applicare operazioni sull’intero vettore di valori anziché sulla singola variabile in un solo colpo di clock. Entusiasmante vero? Ma ho usato il condizionale, dal momento che ancora nessun compilatore è ufficialmente in grado di ottimizzare codice per il nuovo Ryzen. Proprio per questa ragione abbiamo tentato di lavorare su macro in assembler che “chiamassero” a mano la locazione del microcodice dove le nuove operazioni sono definite, anziché delegarne all’assembler la traduzione. Tecnologia antica, come abbiamo scritto nel titolo.

Ma poi funziona?

Sarà difficile garantire una bandwidth sufficiente per consentire a tutti i cores/threads di lavorare senza ostacolarsi a vicenda. L’ideale forse sarebbe utilizzare DDR4 4000 CL16, ma…

Intanto la potenza dissipata è pari a

v2 + f

con v = tensione di lavoro e f = frequenza di lavoro. Con l’architettura a 7nm viene utilizzata una tensione più bassa, e si può salire meglio in frequenza a parità di potenza dissipata. Ma attenzione, secondo le specifiche abbiamo

4 cores per CCX, 2 CCX per chiplet, 2 core chiplets ed 1 I/O die per CPU.

Due cores su die differenti comunicano attraverso il die I/O. I cores ora gestiscono una operazione AVX-256  per ciclo, quindi non parallelizzabili e comunque limitati alla metà di operazioni AVX-512.

Inoltre le prestazioni della memoria sono limitate: la frequenza della Infinity fabric è disaccoppiata dalla frequenza della RAM e dimezzata a partire dai 3733MT/s in su.

Infine la memoria è ancora dual channel.

Risultato: tanto rumore per nulla, dal momento che utilizzando la DDR4 4000 CL16 avremmo un trasferimento di dati sulla Infinity Fabric letteralmente dimezzato. Questo significa che, seppure AMD ci consente di utilizzare il PBO per l’overclocking, questo non ci garantisce affatto un aumento di prestazioni: occorre tenere d’occhio altre variabili per evitare che l’aumento di clock del processore si scontri con il dimezzamento di velocità del canale, provocando una diminuzione quadratica dell’efficienza.

Ulteriori sorprese

E non è tutto: AMD ha accettato un compromesso valutando che il workload utente sia molto basso a livello di scritture. Anziché utilizzare tale spazio per migliorare qualcos’altro, hanno investito lo spazio sul silicio in modi per loro più efficienti per ottenere guadagni tangibili di prestazioni. E così, mentre il link  del Core Complex Die verso l’ I/O Die per la lettura della memoria è largo 32 bit, misura solo 16 bit in scrittura. Ciò riduce significativamente le performance di scrittura e risulta evidente ad esempio nei test di copia eseguiti su SiSoft Sandra.

Direttamente dal Technical Marteking Manager AMD:

https://twitter.com/Thracks/status/1147925341316505602

E le Radeon?

Abbiamo accennato in precedenza la collocazione delle nuove 5700 e 5700X rispetto a Nvidia, e mostrato come si possa ottenere un evidente risparmio di energia (e di denaro nell’acquisto della PSU) con la tecnologia a 7nm. Ma quello che a noi “smanettoni matematici” fa brillare gli occhi è che, apparentemente, l’architettura NAVI consentirebbe di avere un rapporto Double Precision (DP) di 1:16, rispetto all’1:32 di Nvidia. In altri termini, una operazione in virgola mobile a 32 bit richiede per AMD 16 volte il tempo necessario per eseguire una operazione in virgola mobile in Single Precision (SP), mentre per Nvidia 32 volte. Ora, è evidente che chi lavora con numeri in doppia precisione ha una montagna di librerie apposite per velocizzare l’algoritmo di moltiplicazione, ma avere servita su di un piatto d’argento una soluzione che dimezza di netto i tempi di calcolo per determinate operazioni, appare come la manna dal cielo. Peccato non serva a nulla per il gaming.

Tattica, as you call it.

Conclusioni

C’era davvero tantissimo da raccontare, sia nella sezione descrittiva che in quella tecnica. Come appare evidente, uscire sul mercato con qualcosa di estremamente innovativo non è mai semplice, e spesso occorre addivenire a compromessi di qualche tipo. Resta il fatto che lo sforzo di AMD per riprendere possesso dello scettro è evidente, e aggressiva al pari del CEO Lisa Su l’azienda di Sunnyvale sta lentamente e tenacemente riguadagnando il terreno perso. Ma non sentite anche voi un silenzio assordante riguardo gaming 4K, HDR, PlayStation e Xbox?