![[arxiv weekly] 分布式，并行计算，集群计算论文速递 [2021.05.31]](https://www.ijkxs.com/wp-content/themes/b2/Assets/fontend/images/default-img.jpg)
一、前言:AMD重回高端市场， RX 6900 XT能否扳倒RTX 3090！
由于众所周知的原因（没钱），2011面世的GCN构架缝缝补补一直坚持用到了2019年。在这8年的时间内，NVIDIA的GPU构架从开普勒、到麦克斯、到帕斯卡再到图灵，每次升级都能带来令人惊叹的性能提升！
古老的GCN构架在能效比方面巨大的差距使得AMD从在R9 3900X之后就放弃了高端领域的竞争。2019年初的Radeon 7也只是昙花一现，出生还不满半年就死了。
全新的RDNA2构架通过加入Infinity Cache（无限缓存技术）以及其他诸多技术，成功的让DNA 2架构显卡在性能方面超过前代产品2倍、在功耗方面却仍保持300W（与7nm的Radeon 7），在相同的制程工艺下，能效比相较RDNA提升了50%以上。
RDNA2构架的到来，让AMD在高端市场终于有了与NVIDIA扳手腕的资格。11月18日上市的RX 6800/6800 XT已经让我们足够惊喜，对比RTX 3080、RTX 3070战得有声有色。
而今天解禁的RX 6900 XT则是针对NVIDIA最顶级的RTX 3090！
从规格上来看，RX 6900XT拥有完整的80个CU单元，5120个流处理器、80个Ray Accelerator单元以及320个纹理单元。其他参数方面则完全等同于RX 6800 XT，甚至连TDP都是同样的300W。
部分规格方面10%的提升是否能让RX 6900 XT拥有挑战RTX 3090的资格呢?
今天我们将会告诉大家结果!
二、外观：与RX 6800 XT几乎一模一样
外形与RX 6800 XT一模一样，正面有3个风扇，53mm 2.5槽厚度。
散热底座是大面积的均热板，理论上效率要强于热管，不过均热板挡同时住了散热器的风道，使得风扇难以吹透散热片，实际散热效能还是不及堆料的非公版。
14层PCB板设计，15+2相供电电路，理论上应付500W的功耗都没问题。
供电电路的钽电容在PCB板背面。
Navi 21 GPU核心，芯片面积519mm2，268亿个晶体管。
旁边是三星GDDR6显存颗粒，频率16GHz，单颗容量2GB，一共8颗组成256Bit 16GB，显存带宽达到了512GB/s。
纯铜均热板底座。
三、测试平台：1200W白金牌电源助力GPU极限超频
测试平台如下：
主板用的是ROG MAXIMUS XII EXTREME。这款主板采用16+0供电，16相供电全部给了CPU核心，0相给核显。MosFET升级为TDA21490，这是目前最高规格的一体化MOSFET，导通电流也从55A提高到了90A，可以轻易提供超过1000W的输出功率。
ROG MAXIMUS XII EXTREME新版BIOS可以支持Intel版的显存智取技术，不过只对RX 6800/6900 XT有效，N卡还需要等待驱动的支持。
芝奇皇家戟F4-4000C15D 8GBx4套装，不仅拥有4000MHz的频率，15-16-16-36的时序也是低的吓人，比绝大部分3000MHz频率的内存都要低，不过默认电压1.5V也算是比较高的了。
长江存储致钛PC005 Active 512GB SSD，顺序读写速度分别为3500MB/s，2900MB/s。不依赖模拟SLC缓存也能保持550MB/s的稳定写入速度，同时寿命远远高于市面上绝大多数TLC SSD。
酷冷至尊P360 ARGB水冷散热器，应该是市面上颜值最高也最易安装的水冷散热器，可以很轻松的压制5.2GHz的i9-10900K处理器。
ROG THOR 1200W白金牌电源。
此次将会做RX 6900 XT解锁400W功耗的极限超频测试，一款顶级电源是必须的。
全模块化设计，单路12V输出电流100A，12V输出功率达到了1200W。
4K UHD（3840*2160）分辨率、4ms响应时间、144Hz刷新率、G-Sync 技术、IPS+量子点面板、10bit色彩、DisPlay HDR1000认证。依旧是目前市面上顶级的电竞显示器。
四、理论性能测试：3DMark Fire Strike Extreme跑到了27000
1、3DMark
在2K分辨率3DMark Fire Strike Extreme测试中，RX 6900 XT图形分数达到了27057分，核心温度最高78℃，核心运行最高频率为2361MHz，显卡最大功耗达到了256W。
在3DMark Fire Strike Ultra测试中，RX 6900 XT图形分数为13581分，核心温度最高68℃，核心运行最高频率为2238MHz，显卡最大功耗达到了206W。
3DMark Fire Strike是RDNA2的天下，即便是RX 6800 XT都要比RTX 3090强不少。
2K分辨率下，RX 6900 XT比RX 6800 XT快了6%，比RTX 3090快了16%。
4K分辨率下，RX 6900 XT相比RX 6800 XT的优势扩大到了8%，但是和RTX 3090 XT相比领先幅度缩小到了12%。
2、3DMark Time Spy
在3DMark Time Spy测试中，RX 6900 XT图形分数达到了18516分，核心温度最高77℃，核心运行最高频率为2305MHz，显卡最大功耗达到了255W。
4K分辨率3DMark Time Spy Extreme测试中，RX 6900 XT图形分数为8876分，核心温度最高79℃，核心运行最高频率为2261MHz，稳定运行频率是2220MHz左右，显卡最大功耗达到了255W。
RX 6900 XT在3DMark Time Spy测试中的表现不太令人满意。
2K分辨率下，RX 6900 XT仅比RX 6800 XT快了4%，与RTX 3090之间则有6%的差距。
4K分辨率下，RX 6900XT要比RX 6800 XT快了5%，但是与RTX 3090之间的差距扩大到了11%。
虽然3MDark的成绩并不不能很好的展示不同GPU构架之间的性能差距，但是也能说明一些问题--RX 6900 XT在4K分辨率下性能的损失稍微有些严重。
五、2K游戏测试：持平RTX 3090
1、APEX英雄
2、使命召唤16：战区
3、GTA V
4、刺客信条：奥德赛
5、德军总部：新血脉
6、地平线：零之曙光
7、孤岛惊魂5
8、古墓丽影：暗影
9、绝地求生
10、死亡搁浅
11、微软模拟飞行2020
12、巫师3
13、无主之地3
14、战地5
15、战争机器5
RX 6900XT这样的显卡定位是2K和4K，不过我们还是测试了他们在1080P下的帧率，数据汇总如下：
在1080P分辨率下，RX 6900 XT比RX 6800 XT快了4%，比RX 6800快了17%，相比RTX 3090也有1%的领先优势。
2K分辨率下，RX 6900 XT相比RX 6800 XT的领先优势扩大到了6%，比RX 6800快了21%。和RTX 3090相比，二者的表现是在同一水平线上。
六、4K游戏测试：不出所料
1、APEX英雄
2、使命召唤16：战区
3、GTA V
4、刺客信条：奥德赛
5、德军总部：新血脉
6、地平线：零之曙光
7、孤岛惊魂5
8、古墓丽影：暗影
9、绝地求生
10、死亡搁浅
11、微软模拟飞行2020
12、巫师3
13、无主之地3
14、战地5
《战地5》中，此前RX 6900 XT在2K分辨率下帧率要高于RTX 3090，到了4K分辨率下，则大幅落后13%。
15、战争机器5
《战争机器5》的情况也像是，此前在1080P与2K分辨率下RX 6900 XT的帧率比RTX 3090都要高一些，到了4K分辨率时，反而还落后对手5%。
对于4K分辨率而言，128MB Infinity Cache会显得有点捉襟见肘，RX 6900 XT虽然还比比RX 6800 XT快7%，比RTX 3080也快了3%，不过和RTX 3090相比却差了不少，落后对手7%。
七、超频测试：可以稳定在2.72GHz运行频率
AMD对公版RX 6900 XT的功耗做了严格的限制，在默频的情况下GPU功率上限是255W。如果是超频的话，玩家可以手动拉功耗墙，不过最高也就只有300W。
在电压方面，RX 6800 XT默认电压是1.025V，RX 6800 XT是1.15V，而RX 6900 XT的电压继续提升到了1.175V。
核心频率最高可以拉到3000MHz，基本上1.175V的电压连显示桌面都非常困难，实测比较容易到达的频率是2800MHz。
显存频率的上限依旧是2150MHz（等效17400MHz）。
1、降压拉功耗墙超频测试
每一颗RX 6900 XT都是特挑过的芯片，体质远好于RX 6800/6800 XT。此前RX 6800 XT可以超频到2.7GHz，此次我们直接将频率拉到2.8GHz，并反复测试了这个频率下的稳定电压，最终测得只需1.05V的电压即可。
在功耗墙被限制在300W的情况下，更低的电压可以让GPU的运行频率更高。
在3DMark Fire Strike Extreme中，超频后的RX 6900 XT拿到了29311分，比默频高了2254分，提升幅度约为8%。在运行中，最高频率可达2720MHz，不过在功耗的限制下，实际稳定运行的频率是2.5GHz，最高温度83度，最高功耗296W。
2、破解400W功耗墙超频测试
对于RX 6900 XT来说，300W的功耗肯定是不够的，我们将功耗破解到400W看看会有什么情况发生。
实测在400W功耗时，RX 6900 XT在3DMark Fire Strike Extreme中的图形分数为31202，相比300W的功耗有高了1900分，比默频更是高了4145分，提升幅度为15%。
3DMark Fire Strike Ultra的图形分数也有15550，比默频的13581高了15%左右。最高运行频率2734MHz，最高温度83度，最高功耗也到了400W。
上图是运行3DMark Fire Strike Ultra时GPU的频率曲线，可以看到，在400W功耗下，频率可以稳定在2720MHz，几乎呈一条直线。
同时我们也测试了超频后的显卡在《古墓丽影：暗影》中的表现。
在2560*1440分辨率下开启最高特效，解锁了400W的RX 6900 XT在《古墓丽影：暗影》中跑出了178FPS，比默频的159FPS高了19帧，提升幅度是12%。
而RTX 3090的帧率是156帧，二者之间有22FPS的差距。
虽然4K不是RX 6900 XT的强项，不过在解锁400W功耗后在3840*2160分辨率下运行《古墓丽影：暗影》时，RX 6900 XT也拿到了96FPS的帧率，比默频的85FPS高了13%。同时也反超了RTX 3090，后者的帧率是91FPS，领先幅度为5%。
八、Intel平台SAM性能测试：4K性能提升3%
在游戏运行的时候，CPU是不能一次性访问全部显存的，比如RTX 3090有24GB显存，而CPU只能访问其中的256MB。于是有大量数据会回到内存后给CPU处理器完成，再转移到显存，此时不仅浪费了带宽也造成了无谓的资源浪费。
Smart Access Memory (SAM)可以让搭载AMD 500系列芯片组在搭载Zen3 CPU和RDNA2 GPU的时候，让Zen3 CPU可以完整访问全部显存，而且带宽还是PCIe 4.0的速度，理论上最多可以让游戏性能提升13%。
Smart Access Memory (SAM)可以让搭载AMD 500系列芯片组在搭载Zen3 CPU和RDNA2 GPU的时候，让Zen3 CPU可以完整访问全部显存，而且带宽还是PCIe 4.0的速度，理论上最多可以让游戏性能提升13%。
在RX 6800/6800 XT解禁之时，只有AMD 500系主板才可以开启SAM，现在Intel Z490也能支持了。我们使用的是华硕ROG MAXIMUS XII EXTREME主板在刷了最新的BIOS之后，就能开启SAM。
1、刺客信条：英灵殿
《刺客信条：英灵殿》是提升最大的游戏，开启SAM之后，RX 6900 XT在1080P分辨率下可以跑出151FPS，没开SAM时的帧率为132FPS，提升了14%。
而RTX 3090在1080P分辨率下只能跑到89FPS，差距巨大。
2、战争机器5：
4K分辨率下，RX 6900 XT开启SAM之后的成绩是90FPS，没开SAM是86FPS，提升了4帧。
3、古墓丽影：暗影
这是2K分辨率的结果，开了SAM之后跑出了166FPS，没开SAM时是159FPS，提升了7帧。
所有游戏测试数据汇总如下：
RX 6900 XT开启SAM之后，在1080P与2K分辨率下整体有2%的提升，4K分辨率下的提升幅度达到了3%。
就游戏来说，《刺客信条：英灵殿》、《使命召唤16：战区》、《战争机器5》的提升幅度最大，其他游戏也有不同幅度的提升。
另外，在Intel平台上，开启SAM之后，《德军总部：新血脉》的帧率异常，1080P、2K、2K下的帧率都只有100FPS左右；AMD平台则是2K与4K成绩正常，1080P分辨率下会下跌7%。
PS：RTX 3090以及其他NVIDIA GPU暂时还不支持SAM技术。
九、光线追踪性能测试测试：待游戏优化
以下测试均是在4K分辨率下运行，并开启最高画质。
1、堡垒之夜
为了尽量避免变量干扰，我们选择了嗨皮岛的一个单人场景进行测试。
RX 6900XT在开启DXR技术之后，帧率会从107FPS掉到38FPS，跌幅为64%；而RTX 3090在开启DXR之后，帧率从104FPS降为48FPS，跌幅为54%。
2、古墓丽影：暗影
在4K分辨率下，RX 6900 XT开启DXR技术之后，帧率从85FPS掉到了46FPS，不及RTX 3090的56FPS，与RTX 3080相比也有4帧的差距。
3、控制
不开启DXR时，RX 6800 XT的帧率为56FPS。
开启DXR技术之后，地面以及墙壁上产生了非常真实的光影效果，同时画面看上也去更加明亮。不过代价就是帧率跌到了27FPS，下降了一半还多。
RX 6900 XT在开启DXR技术之后，帧率下降了55%。相比之下，RTX 3090在开启DXR技术之后，帧率只下降了37%。
十、功耗与温度测试：功耗比RTX 3080更低
1、温度测试：
使用Furmark来对RX 6900 XT进行烤机测试，测试是室温为26度。
Furmark的参数设定为1920*1080分辨率、0AA。运行7分钟之后，RX 6800的温度稳定在79度，Hot Sport温度是94度（这个没到110度都不用怕），运行频率则为1976Hz，GPU功耗255W，风扇转速只有1452RPM。
2、功耗测试
我们使用ROG THOR 1200W白金牌电源重新测试了所有显卡的功耗，分别测试待机、游戏以及FurMark烤机时整机功耗表现。
待机功耗是AMD显卡的优势所在，RDNA2 GPU的整机待机功耗要低于参与测试的NVIDIA GPU。
烤机功耗方面，RX 6900 XT要稍高于RX 6800 XT，但是远低于RX 3080的446W，比RTX 3090的501W更是低了将近100W。
至于游戏功耗，一直以来A卡的游戏功耗要稍高于烤机功耗，而N卡则相反。不过RX 6900 XT运行《巫师3》时整机功耗也只有425W，比RTX 3090的492W低了67W左右。
十一、总结：未来值得期待 非公或将有惊喜
虽然性能不及RTX 3090，但是如果在能效比方面，RX 6900 XT要远比RTX 3090更加优秀。
RX 6900 XT标称了300W TDP，但实际上AMD将其功耗限制在255W，只有手动超频时才能将功耗上限拉到300W。而RTX 3090默频下核心功耗就高达350W，二者之间相差了将近100W。
以下是测试结果的汇总：
1、游戏性能
与RX 6800 XT相比，RX 6900 XT在2K分辨率下有6%的优势；在4K分辨率下，则能领先7%。
与对手顶级的RTX 3090相比，RX 6900 XT在1080P分辨率下还能略微胜出1%；在2K分辨率时，2者刚好可以持平；不过到了4K分辨率下，RX 6900 XT就大幅落后对手7%。
就目前而言，128MB Infinity Cache只能满足1080P与2K的需求。而在4K分辨率下，128MB Infinity Cache的命中率会大幅度下降，RX 6900 XT显存的512GB/s的带宽也难以满足4K分辨率的需求，因此导致了它在4K分辨率下性能表现不尽如人意。
下一代RDNA3 GPU在5nm制程工艺的加持下，能够塞入更多的晶体管，256MB Infinity Cache也不是没有可能。再配合更高频率的GDDR6x显存，届时AMD将有机会彻底扭转4K分辨率下不利的局面。
2、功耗
在功耗方面，RX 6900 XT的表现比RTX 3090更好！二者的整机烤机功耗相差100W，游戏功耗也有70W的差距。
不客气的说，如果RX 6900 XT将默频下的功耗墙设置为RTX 3090相同的350W，4K性能应该也能实现反超。
3、温度
RX 6900 XT的温度表现与RX 6800 XT基本一致。开放平台下的烤机温度可以超过80度。只能说大型均热板的散热设计是得失参半。虽然在导热效率方面均热板远远强于热管，但也挡住了散热器上的风道，似的散热片无法被吹透。
建议AMD下一代RDNA3 GPU采用热管导热，也可以借鉴RTX 30系的均热板 + 镂空背板的散热设计方案。
当然，各家AIC的非公版也可以期待下，毕竟RX 6900 XT的功耗并不高。
4、Smart Access Memory (SAM)显存智取技术
现在Intel平台也支持SAM技术了，只是在优化方面还稍有欠缺。根据我们在M12E主板 + i9-10900K平台上的测试结果，《刺客信条：英灵殿》、《战争机器5》在开启SAM之后有非常明显的提升。特别是《刺客信条：英灵殿》，RX 6900 XT的帧率比 RTX 3090甚至高了70%。
不过大部分游戏的帧率波动很小，《德军总部：新血脉》还出现了帧率大跌的情况（AMD平台正常）。
5、实时光线追踪
和对手相比，目前RDNA2 GPU在光线追踪计算效率方面还存在比较明显的差距。不过索尼以及微软的次世代主机都采用了RDNA2构架，AMD相信未来会有越来越多的光追游戏针对RDNA 2架构进行优化，因此在光追性能方面RDNA 2架构仍有很大的发展空间和潜力。
PS：关于光线追踪计算效率，硬件支持占50%，游戏的优化占50%。
6、超频能力
特挑体质的RX 6900 XT在超频性能方面要比RX 6800/6800 XT强不少！
如果解锁400W TDP，RX 6900 XT几乎可以全程运行在2720MHz的频率上，性能相比默频提升13%左右。此时在不仅在2K分辨率下可以大幅度领先RTX 3090，即便是在4K分辨率也能反超对手。
关于超频可以看看市面上的顶级非公能做到什么程度。
