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Resizeable BAR – Ryzen R9 5900X vs. Ryzen 9 3900XT mit AMD Radeon und NVIDIA GeForce im Benchmark

Inoffiziell ging es ja mit dem ComboAM4PI V2 1.2.0.1 schon länger, aber seit dem 03.03.2021 hat AMD auch offiziell die Unterstützung von Zen2 angekündigt. Man setzte ja bisher bei AMD eine aktuelle Zen3-CPU voraus, dazu ein B550- oder X570-Motherboard samt aktualisiertem BIOS. Oder eben eine aktuelle Intel-Lösung. Nun also auch offiziell Zen2 und es ist an der Zeit, hier einmal den direkten Vergleich zu ziehen, was die native Implementierung von Zen3 und die zum Teil über die Firmware adaptierte Nutzung von Zen2 auch bei der Performance unterscheidet. Oder vielleicht auch nicht? Lassen wir uns überraschen!

Zum Einsatz kommen ein aktueller Ryzen 9 5900X sowie ein Ryzen 9 3900XT, die mit den verwendeten Grafikkarten in Form einer Radeon RX 6800 16 GB Referenz und der KFA2 GeForce RTX 3060 EX 12 GB auf einem MSI MEG X570 Godlike laufen, für das mittlerweile ebenfalls ein passendes BIOS bereitsteht. Als Spiel habe ich exemplarisch Borderlands 3 gewählt, weil hier die Vorteile der Verwendung des Resizeable BAR (Ja, es ist sächlich und kein Tresen!) besonders gut zur Geltung kommen. Badass Settings und Full-HD vs. WQHD gegen eine Radeon RX 6800 und eine GeForce RTX 3060, die wohl beide nicht geeignet sind, hierbei die CPUs zum Flaschenhals werden zu lassen.

Doch vorab müssen wir noch den Begriff BAR, also das Base Address Register klären.

Was steckt hinter Resizeable BAR?

Hinter diesem, mittlerweile gern genutzten Schlagwort, verbirgt sich eigentlich nichts anderes als der clevere Umgang mit dem Base Address Register (BAR) und genau dieser Support muss zwingend auch im Unterbau integriert und auch aktiviert sein. Bei moderner AMD-Grafikhardware spielen größenveränderbare PCI-BAR (siehe auch PCI SIG vom 24.0.4.2008) schon länger eine wichtige Rolle, da die eigentlichen PCI BAR normalerweise ja nur auf 256 MB begrenzt sind, während man bei den neuen Radeon Grafikkarten nun bis zu 16 GB VRAM und auf der GeForce RTX 3060, der einzigen bisher unterstützten Grafikkarte von NVIDIA, immerhin noch 12 GB vorfindet.

Die Folge ist, dass nur ein Bruchteil des VRAM für die CPU direkt zugänglich ist, was ohne das Feature eine ganze Reihe von Umgehungslösungen im sogenannten Treiber-Stack erfordert. Das kostet natürlich stets Performance und sollte demzufolge vermieden werden. AMD und mittlerweile auch Intel setzen nun genau dort an. So richtig neu ist das nicht, es muss aber sauber im UEFI implementiert und später auch aktiviert werden. Das wiederum geht nur, wenn das System im UEFI Modus läuft und CSM/Legacy deaktiviert sind.

CSM steht dabei für das Compatibility Support Module. Das Compatibility Support Module gibt es ausschließlich unter UEFI und es sorgt dafür, dass ältere Hardware und Software auch mit UEFI funktioniert. Das CSM ist immer dann hilfreich, wenn nicht alle Hardware-Komponenten zu UEFI kompatibel sind. Einige ältere Betriebssysteme sowie die 32-Bit-Versionen von Windows lassen sich auch nicht auf UEFI-Hardware installieren. Genau diese Kompatibilitätseinstellung verhindert jedoch die saubere und für die neuen AMD-Komponenten benötigte Windows-Variante oft schon bei der Installation.

 
Zunächst muss man im BIOS des Motherboards nachsehen, ob UEFI oder CSM/Legacy aktiv ist und falls nicht, diesen Schritt unbedingt machen. Erst dann kann man die größenveränderbaren PCI-BAs überhaupt aktivieren und nutzen, doch Stopp – bootet Euer Windows dann überhaupt noch? Wie man einen (älteren) Datenträger von MBR zu GPT mit Bordmitteln konvertiert, damit er unter UEFI sauber erkannt wird, könnte Ihr unter anderem auch im Forum nachlesen, falls es diesbezüglich Fragen gibt, das führt hier jetzt zu weit.
 
Fakt ist, dass AMD hier die Hürden für die Nutzung schon recht hoch anlegt und das bisher auch nur spärlich kommuniziert hat. Doch hat man das BIOS aktualisiert, steht auch den Ryzen 9 3900XT die Welt des größeren Adress-Registers (in Folge auch rBAR genannt) offen:
 
 
 

Benchmarks, Testsystem und Auswertungssoftware

Das Benchmarksystem ist angepasst worden und ich setze ebenfalls auf PCIe 4.0, das passende X570 Motherboard in Form der MSI MEG X570 Godlike und die beiden Ryzen 9 der zweiten und dritten Generation, die wassergekühlt betrieben, aber nicht weiter manuell übertaktet wurden. Dazu kommen der passende DDR4 3600 VIPER von Patriot, sowie mehrere schnelle NVMe SSDs. Der Speicher läuft bei beiden CPUs mit identischen Settings, was die Vergleichbarkeit natürlich fördert.

Die einzelnen Komponenten des Testsystems habe ich auch noch einmal tabellarisch zusammengefasst:

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 Platin
Cooling:
Alphacool Eisblock XPX Pro
Alphacool Eisball, 360 Radiator
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)

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Pheenox

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@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

Format©

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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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37 Kommentare 5 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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W
Wie jetzt?

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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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8
8j0ern

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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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Denniss

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

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g
gastello

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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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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
gastello

Veteran

263 Kommentare 85 Likes

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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1,824 Kommentare 483 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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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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