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Resizeable BAR – Ryzen R9 5900X vs. Ryzen 9 3900XT with AMD Radeon and NVIDIA GeForce in the benchmark

Unofficially it went with the ComboAM4PI V2 1.2.0.1 already longer, but since 03.03.2021 AMD announced also officially the support of Zen2. Up to now, AMD required a current Zen3 CPU, a B550 or X570 motherboard and an updated BIOS. Or just a current Intel solution. Now also officially Zen2 and it is time to draw here once the direct comparison, what the native implementation of Zen3 and the partly over the firmware adapted use of Zen2 also with the performance differs. Or maybe not? Let’s be surprised!

A current Ryzen 9 5900X as well as a Ryzen 9 3900XT are used, which run with the used graphics cards in form of a Radeon RX 6800 16 GB reference and the KFA2 GeForce RTX 3060 EX 12 GB on a MSI MEG X570 Godlike, for which a suitable BIOS is also available in the meantime. As an example, I chose Borderlands 3 as the game, because here the advantages of using the Resizeable BAR (yes, it’s factual and not a counter!) come into their own particularly well. Badass settings and Full HD vs. WQHD against a Radeon RX 6800 and a GeForce RTX 3060, neither of which are likely to let the CPUs become a bottleneck in this case.

But first we have to clarify the term BAR, i.e. Base Address Register.

What is behind Resizeable BAR?

Behind this, meanwhile often used buzzword, is actually nothing else than the clever handling of the Base Address Register (BAR) and exactly this support must be integrated and also activated in the substructure. Resizable PCI BARs (see also PCI SIG from 4/24/2008) have been playing an important role in modern AMD graphics hardware for quite some time, since the actual PCI BARs are normally limited to 256 MB, while the new Radeon graphics cards now offer up to 16 GB VRAM and the GeForce RTX 3060, the only supported graphics card from NVIDIA so far, still offers 12 GB.

As a result, only a fraction of the VRAM is directly accessible to the CPU, which without the feature requires a whole bunch of workarounds in the so-called driver stack. Of course, this always costs performance and should therefore be avoided. AMD and meanwhile also Intel are now starting exactly there. This is not really new, but it must be implemented cleanly in the UEFI and later also activated. This only works if the system is running in UEFI mode and CSM/Legacy are disabled.

CSM stands for the Compatibility Support Module. The Compatibility Support Module is exclusive to UEFI and ensures that older hardware and software will work with UEFI. The CSM is always helpful when not all hardware components are compatible with UEFI. Some older operating systems and the 32-bit versions of Windows also do not install on UEFI hardware. However, it is precisely this compatibility setting that often prevents the clean Windows variant required for the new AMD components from being installed.

 
First you have to check in the BIOS of the motherboard if UEFI or CSM/Legacy is active and if not, make sure to do this step. Only then you can activate and use the resizable PCI-BAs at all, but stop – does your Windows boot at all then? How to convert an (older) disk from MBR to GPT with on-board tools, so that it is recognized cleanly under UEFI, you could read among other things also in the forum, if there are questions in this regard, that leads too far here now.
 
The fact is that AMD has already set the hurdles for the use here quite high and has communicated this so far only sparsely. But if one has updated the BIOS, the world of the larger address register (subsequently also called rBAR) is also open to the Ryzen 9 3900XT:
 
 
 

Benchmarks, test system and evaluation software

The benchmark system has been tweaked and I’m also going with PCIe 4.0, the matching X570 motherboard in the form of the MSI MEG X570 Godlike, and both the second and third generation Ryzen 9s running water cooled but not manually overclocked any further. Add to that the matching DDR4 3600 VIPER from Patriot, as well as several fast NVMe SSDs. The memory runs with identical settings on both CPUs, which naturally promotes comparability.

I have also summarized the individual components of the test system in a table:

Test System and Equipment
Hardware:
AMD Ryzen 9 5900X / Ryzen 9 3900XT
MSI MEG X570 Godlike
2x 16 GB Patriot DDR4 3600 VIPER
1x 2 TB Aorus (NVMe System SSD, PCIe Gen. 4)
1x 2 TB Corsair MP400 (Data)
1x Seagate FastSSD Portable USB-C
Be Quiet! Straight Power 11 1000 Watt Platinum
Cooling:
Alphacool Ice Block XPX Pr
o Alphacool Ice Ball, 360 Radiato
r Alphacool Subzero
Case:
Banchetto 101
Monitor: BenQ PD3220U
Power Consumption:
MCU-based shunt measuring (own build, Powenetics software
) Up to 10 channels (max. 100 values per second
) Special riser card with shunts for the PCIe x16 slot (PEG
)
NVIDIA PCAT and FrameView 1.1
Thermal Imager:
1x Optris PI640 + 2x Xi400 Thermal Imagers
Pix Connect Software
Type K Class 1 thermal sensors (up to 4 channels)
OS: Windows 10 Pro (all updates, current certified or press drivers)

Kommentar

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P
Pheenox

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88 Kommentare 35 Likes

@Igor Wallossek Danke Dir für diesen Vergleich. Interessant ist, dass der Bildverlauf durch rBAR "unrund" wird anstatt sich zu bessern.

Aber ein grundsätzlicher Wunsch:
Du testest fast ausnahmslos mit dem R9 5900X; auch, wenn Du wieder eine Grafikkarten Testmuster in Deinen Händen hast.
In der Breite ist allerdings nicht der R9 der am meisten vertretene Prozessor, sondern vielmehr die kleinen Brüder. Wenn ich mir die nackten Zahlen von Mindfactory anschaue, ist der R5 5600X viermal häufiger verkauft worden als der R9.
Ich kann es natürlich nicht belegen, aber ich vermute, dass es für eine Vielzahl der Zocker und Streamer da draußen ein gutes Stück interessanter ist, wie sich z. B. eine 6800XT/3080 mit einem R5 5600X respektive einem R7 5800X schlägt.

Könntest Du diesen Aspekt eventuell mit in Deine Testszenarien einfließen lassen?

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Igor Wallossek

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Der Witz ist: der 5800X zeigt hier zum 5900X keinen echten Unterschied, beim 5600X bin ich ohne OC aber fast immer im CPU-Limit, mit der 6800 auch noch in WQHD. Für Tests ist das eher albern, weil man keine allumfassende Aussage bekommt.

Mit dem 5900X kann ich sowohl im CPU- als auch im GPU-Limit testen. Da kann sich der 5600X-Nutzer die Wiksamkeit unter Full-HD ansehen. :)

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P
Pheenox

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88 Kommentare 35 Likes

Spannend, dass 5800X und 5900X so nah zusammen liegen, der 5600X hier aber deutlich abfällt.
Ich hab in meinem Rig ja die 6800XT zusammen mit dem 5600X auf WQHD werkeln. Lasse ich in die In Game Benchmarks laufen (Borderlands 3, Ghost Recon Breakpoint, AC Valhalla, Forza), habe ich eine CPU-Last, die im Durchschnitt bei 65-70% liegt. Die CPU läuft ohne OC im Auto Modus und dennoch bin ich vom CPU-Limit entfernt. 🤔 Allerdings stehen die Settings bei mir allesamt auf Ultra/Badass.

Machen dann die Einstellungen den Unterschied, dass ich nie ins CPU-Limit laufe?
Oder an den Monitoring-Programmen, die Du vermutlich parallel laufen lässt und die Kerne auslastest?

Ein bisschen verunsichert hast Du mich jetzt schon mit der Info bzgl. des CPU-Limits, das weckt dann immer meine Neugier. 😃

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Wie jetzt?

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59 Kommentare 45 Likes

Prima Test, sehr aufschlussreich, danke dafür!
@Pheenox: 5600X, 6 Kerne, 12 Threads. Wenn deine Anwendung 4 Kerne und 8 Threads nutzen kann und diese dann voll auslastet bist du bereits bei 66% Auslastung der CPU im CPU-limit. So einfach ist es also nicht.

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8j0ern

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2,686 Kommentare 838 Likes

Danke, ich habe selbst noch keinen Vergleich gemacht mit meinem 3900XT und der Vega64.
Seit dem es Rize BAR im UEFI gibt ist es an bei mir.
Borderlands 2 läuft mit im Spiel gedeckelten 120FPS astrein, die Frametime Linie ist stets Flach auch bei schnellen Bewegungen und viele Effekte.

Hast du bei dem Test System auch "Secure Boot" an oder ist das bei dir aus gewesen?

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D
Denniss

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1,562 Kommentare 580 Likes

wieviel bringt rBar eigentlich im CPU-Limit? oder bringts da gar nichts?

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G
Guest

Habe ähnliche Erfahrungen gemacht (5800x reicht vollkommen). Was Nvidia angeht, muss man abwarten. Sieht aber eher ernüchternd aus. Ihnen fehlt wohl der L3 in Form des IFC, der für die volle Beschleunigung auf PCIe4 BW sorgt.

Mittlerweile scheinen sie mit dem Taktverhalten der IFC auch die Hitrate in höheren Auflösungen anzupassen. Also SAM scheint nicht einfach nur rBAR zu sein, was scheinbar so geplant war, setzt aber grundsätzlich auf dem Protokoll der PCI Sig auf.

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Case39

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2,543 Kommentare 962 Likes

Maßnahmen wie rBAR (SAM), DLSS, Infinity Cache, FidelityFX usw. lassen langsam erkennen, das beide Anbieter, rein von der Hardware, keine Steigerungen wie in den letzten Jahren mehr erwarten.

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G
Guest

Das würde ich so nicht schreiben case..:). Man nutzt eher was brach liegt. Letztlich ist rBAR ein GPUMmu (WDDM2) Feature, dass man in Software und Hardware unterstützen kann, es ist optional (daher muss man Nvidia auch keine Schuld geben, wenn es eben nicht so ist) und wenn man es in Hardware unterstützen will erfordert das einige Register mehr. Die werden benötigt, um der Software in Hardware auch mitzuteilen, welche Ressource wo verfügbar ist, wobei die Software dann der größten Ressource zuweisen kann.

Da sich ein paar der Partner für Nvidia aus dem Fenster gelehnt haben (Asus mal wieder vorne weg), sind sie nun in der Bringpflicht obwohl sie diese Register in Hardware wahrscheinlich auf Gamerhardware nicht unterstützen.

rBAR war dazu gedacht bestimmten Impact bei großen Speicherkonfigurationen abzufedern und auf feste Größen von Systemressourcen zu programmieren, wenn Dynamic nicht erforderlich ist weil Poole groß genug sind. Die PCI Sig schrieb aber nie vor es in Hardware unterstützen zu müssen und an deiner Auflistung erkennt man das Kleinvieh auch Mist machen kann.

Natürlich kann Software bei der Ressourcenzuweisung einen Overhead erzeugen, wie das bei Treibern (bzw. den genannten Dienstprogrammen) auch schon erkennbar war. Das Nvidia gerne was an der Hardware vorbei scriptet ist ja auch bekannt. AMD tut sicher nichts anderes, wenn's drauf ankommt. War ja bei den ACE auch schon so.

Da kommunizieren einfach zwei I/O Die direkt, was klar schneller funzt. Nur muss die Software es zulassen, wie man an den APIs (Spiele) gut erkennt, unterstützen es nicht alle gleich gut.

Die ursprünglichen Ideengeber (Sponsoren) waren HP in Zusammenarbeit mit AMD. Nur logisch das sie dann irgendwann damit kommen.

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Case39

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2,543 Kommentare 962 Likes

@gastello Was rBAR angeht, hat AMD sehr tief in die Mottenkiste gegriffen...es wurde ja schon 2008 in den PCIE Standard (3.0) integriert.

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DommeP

Veteran

121 Kommentare 37 Likes

@8j0ern funktioniert das mit der Vaga64? Dachte das es erst mit den rdna2 Karten läuft. Das mit der VII zu testen wäre für mich nämlich auch verlockend...

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cunhell

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561 Kommentare 527 Likes

Naja, aber immerhin hat AMD in der Mottenkiste gegruschelt und damit noch ein paar Prozent mehr Leistung für quasi umsonst gefunden.
Und es ist etwas, dass einem für alle zugänglichen Standard entspricht und keine properitäre Lösung wie sie andere Hersteller gerne verwenden.

Cunhell

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G
Guest

Ich denke letztlich hilft Resizable BAR ein wenig ein etwas zu schmales Speicherinterface zu entlasten. Es spielt seine Stärke also ganz besonders im Zusammenhang mit dem InifinityCache und gleichzeitig geringerer VRAM-Bandbreite aus.

Andererseits kann ich mir vorstellen, dass ein großes VRAM den positiven Effekt von ReBAR wieder ein wenig schmälert. Weil einfach seltener große Datenmengen übertragen werden müssen (oder anders gesagt: Wenn der Speicher näher an die Grenzen kommt, müssen Daten potentiell öfter übertragen werden). Bei solchen Szenarien müsste also eigentlich NVidia eher einen Vorteil von ReBAR haben.

Gerade diesen Effekt wird man aber gerade bei der 3060 dank ihren 12 GB eben nicht sehen.

Letztich hilft ReBAR die Auswirkungen bestimmter Flaschenhälse zu verringern. D.h. wenn es sich stark auswirkt, ist es nicht unbedingt nur positiv sondern ein Zeichen, das hier Potential für Verbesserung ist.

Ich bin gespannt wie die Vergleiche bei einer 3070 und 3080 aussehen werden.

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DommeP

Veteran

121 Kommentare 37 Likes

@Grestorn klingt einleuchtend - und demnach würde es grade mit der VII also keinen sinn machen da Sie bzgl. Bandbreite & Größe des Speichers relativ selten Probleme bekommt.

Also ist rBAR eigentlich ein anderer Lösungsansatz für das gleiche Problem...
Irgendwie fühlt sich das Jetzt an wie ein Workaround um an die Leistung zu kommen die liegen gelassen wurde als man auf HBM verzichtet hat...

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c
cunhell

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561 Kommentare 527 Likes

Wie soll rBAR die Speicherbandbreite erhöhen? Du hast mit rBAR nur vollen Zugriff von der CPU auf den VRAM und kannst direkt ohne Umwege reinschreiben. Der Inifinity-Cache sollte für die CPU transparent sein, sonst würd die CPU ja nur die Größe
des Caches sehen und nicht die 16GB VRAM. Da aber die Daten trotzdem durch den Infinity-Cache müssen, bleibt die Bandbreite zum VRAM hin gleich.
Und Dein Argument mit der VRAM-Größe passt auch irgendwie nicht. Die 6800er haben 16GB, die 3060 nur 12. Mit deinem Argument müsste also die 3060 mehr profitieren als die 6800er. Tut sie aber nicht.

Was dagegen sein kann ist, dass es eben nicht reicht einfach nur ReBAR zu aktivieren ohne Soft- und Hardwareseitig entsprechende Optimieriungen vorzusehen. Bestes Beispiel war aus meiner Sicht Async Compute, das auf AMD besser lief als bei Nvidia, da es Nvidia nicht so performant umgesetzt hatte. Sie konnten es zwar dann als unterstützt angeben, waren aber bei dem Feature schlechter was die Leistung angeht als AMD, da sie die Vorteile durch einen nötigen Overhead verspielt haben, den AMD nicht hatte.

Cunhell

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D
Deridex

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Ich zweifle auch an dieser Annahme. Anscheinend bringt SAM ja bei niedriger Auflösung mehr und da habe ich doch Zweifel, dass bei FullHD das Speicherinterface der limitierende Faktor ist.

Ich glaube eher, dass NVidia etwas Zeit braucht um eine wirklich sinnvolle Nutzung der rBar umzusetzen. Ich würde daher damit rechnen, dass Nvidia da eventuell noch etwas nachlegt.

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c
cunhell

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561 Kommentare 527 Likes

Ich denke, Nvidia wird erst bei der nächsten Generation wirklich von dem Feature profitieren. Sieht ja man quasi am anderen Ende auch. Der AMD Ryzen 3900 kann es zwar mittlerweile auch und gewinnt etwas Leistung, der 5000er, der schon vom Design her darauf ausgelegt ist, hat aber mehr Vorteile davon. Ich kann mir gut vorstellen, dass ein einfaches Bios-Update auf den Nvidia-Karten nicht soviel herausholen kann wie eine direkte Auslegung der Hardware auf das Feature. Hier hat AMD wohl diesmal eben eine Generation Vorsprung. Den hat Nvidia wiederum in anderen Bereichen, in denen AMD aufholen muss.

So lange sich die Beiden, und später evtl. auch Intel, gegenseitig puschen, kann es uns doch nur recht sein. Es gibt nichts innovationsfeindlicheres als ein quasi-Monopol. Sieht man ja auch an den aufgerufenen UVPs, die zum Teil deutlich gesunken sind. Leider sind die Umstände jetzt so, dass es zu viele Faktoren gibt, die dem jetzt entgegen stehen, aber man würde heute sehr viel Leistung zu einem doch ganz fairen Preis bekommen.

Cunhell

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Wallenstein

Mitglied

30 Kommentare 10 Likes

Würde man aber bei dieser Anwendung nicht genauso mit 12 Kernen / 24 Threads ins gleiche Limit laufen? Dann hätte man eben nur noch 33% Auslastung, wäre aber trotzdem im Limit.

Ich finde es auch immer etwas suboptimal wenn mit Hardware getestet wird, die nur einer deutlichen Minderheit der Nutzer (sei es durch hohe Preise oder geringe Verfügbarkeit) zugänglich ist. Natürlich kann man nicht jede beliebige Konfiguration testen, aber das am weitesten verbreitete Modell der aktuellen Generation zu verwenden wäre für die meisten Leser vermutlich "praxisrelevanter", sozusagen. Die Ergebnisse sind mit der besten Hardware natürlich besser messbar, aber am Ende stelle ich mir immer die Frage, wem nutzt die Information letzten Endes?

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N
Nothhelfer

Neuling

6 Kommentare 1 Likes

Danke für den Test Igor. Was mich noch interessieren würde, wäre ein Test mit einem Intel Board, ich habe gesehen, selbst für mein Z390 Board von Gigabyte gibt es ein BIOS mit rBAR. Oder funktioniert das aus irgendeinem Grund (noch) nicht?

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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