Как вы уже знаете, анонс новых процессоров AMD, основанных на микроархитектуре Zen, вызвал неподдельно высокий интерес у энтузиастов. Еще бы, наконец-то получить стоящего конкурента для решений Intel, благодаря чему не только расширяется число потенциально заманчивых предложений, но и намечаются ценовые войны – не об этом ли мечтали многие пользователи?
В прошлый раз мы мельком изучили разгон новинки и проверили производительность Ryzen 7 1800X в синтетических тестах, взяв для сравнения как конкурирующие модели Intel Kaby Lake и Skylake, так и одного из последних представителей AMD Vishera.
Впрочем, о многих вещах тогда было упомянуто лишь вскользь, в том числе и о новых материнских платах, поддержке оперативной памяти стандарта DDR4 и режимах работы процессора. Настало время дополнить тот материал новыми сведениями и оформить выводы.
Тестовая конфигурация AMD Ryzen
Процессоры и режимы их работы:
Несмотря на то, что конфигурация тестового стенда не изменилась, теперь речь идет не о двух конкретных режимах работы, как в прошлый раз, а о гораздо большем их количестве.
Для начала рассмотрим тему разгона оперативной памяти и ее производительности, но предварительно вкратце ознакомимся с особенностями ядра Zen.
Новые процессоры Ryzen выпускаются по 14 нм технологии на заводе GlobalFoundries. В них используется принципиально новое (уточню – для AMD) расположение транзисторов – FinFET. Изначально данный техпроцесс нашел применение в микросхемах памяти, но транзисторы в них медленные и работают с низкими напряжениями. А в CPU нужны быстрые транзисторы с низкими токами утечки. И как раз FinFET решает эти проблемы.
С другой стороны, именно FinFET обеспечивает повышенную плотность расположения транзисторов, что и требовалось разработчикам AMD. А с токами утечки и их производными инженеры борются другими методами. Благодаря FinFET, компания разместила 4.8 млрд транзисторов на площади всего ~200 мм2.
Для снижения энергопотребления AMD разработала технологию Pure Power. Она получает данные из сотни точек с процессора и контролирует энергопотребление по ключевым блокам. Контроль включает как банальное отключение, так и простое снижение частоты в случае превышения температуры. В зависимости от того, какой способ позволяет сохранить высокую производительность и остаться в рамках благоприятных условий работы, такой способ Pure Power и задействует.
Чтобы минимизировать время безудержного проявления аппетита отдельных частей ЦП, понадобился заранее просчитанный дизайн расположения соединений и транзисторов. Теперь AMD не боится и открыто заявляет о тысячах часов, потраченных на ручную доводку; что ж, похоже, обещания воплощаются в результат. Иначе объяснить, как восемь физических ядер, работающих на частоте под 4 ГГц, удерживаются на сухом пайке в 95 Вт довольно сложно. Для сравнения – аналог Intel потребляет до 140 Вт.
После внедрения новых алгоритмов управления питанием в процессор придется отречься от ранее используемых сценариев разгона CPU AMD. Значение Vcore теперь не абсолютная величина, а задаваемая максимальная планка, на которую обращает внимание алгоритм управления питанием. Иными словами, вы даете ЦП некую величину в вольтах, а внутри он распределяет напряжение по отдельным ядрам, кэш-памяти и прочему.
Естественно, чем выше напряжение, тем процессор лучше разгоняется, здесь ничего необычного нет. Но надо учитывать, что помимо Vcore для CPU потребуется задать и второстепенные напряжения: VDDCR_SoC (контроллер памяти), MEM VDDIO и MEM_VTT (напряжения цепей питания памяти и вспомогательного блока шины памяти). К сожалению, не все материнские платы на начальном этапе будут обладать возможностями регулировать эти значения.
К счастью в стендовой ASUS Prime X370-Pro они были, но полностью отсутствовал доступ к SMT (аналог Hyper Threading), поэтому в тестах на масштабируемость пришлось ограничится 8С16Т, 6С12Т, 4С8Т, 2С4Т. И, несмотря на наличие вторичных напряжений, комплект оперативной памяти DDR4 G.Skill F4-3600C17D так и не смог раскрыть весь потенциал. Причем на поиски и подбор напряжений Vcore, MEM VDDIO и MEM_VTT были потрачены часы, но положительного результата это не дало.
Вернемся к формированию внутрипроцессорного основного напряжения. Vcore теперь не поступает напрямую в CPU, а все текущие приложения отслеживают именно его, поэтому выяснить более нужную величину почти невозможно. Речь идет о напряжении Vdd. Конечно, оно не одно участвует в разгоне, их много! Упрощенно на каждый блок «Ядро + Кэш» поступает некая величина Vdd, назовем ее для первого ядра Vdd1. Тогда для второго блока задействуется переменная Vdd2, и так далее. Формируется напряжение в блоке Low Drop-Out. По сути это простейший блок управления напряжениями, через него проходят данные по энергопотреблению, нагреву и так далее.
Помимо этих данных, Pure Power учитывает загрузку процессора и запросы от ОС и приложений. В случае однопоточной нагрузки Pure Power определяет это и отдает команду Low Drop-Out подать на ядро максимальное напряжение и выставить максимальную частоту, пока не будет превышена или температура, или энергопотребление. А теперь самая приятная новость. Как только вы задаете нештатный множитель (x36.25 для Ryzen 7 1800X), Pure Power отключается, а Low Drop-Out распределяет всю подаваемую энергию поровну между ядрами. В этом и кроется залог успешного разгона!
Вам должен попасться процессор с одинаково хорошими ядрами, либо придется их отключать для достижения высокой частоты, если одно или несколько будут сбоить при разгоне. AMD заявляет о штатном для Ryzen 7 1800X диапазоне напряжений 1.2 – 1.3625 В. Очень удачные экземпляры попадаются с напряжением 1.115 – 1.118 В. При разгоне на воздухе не рекомендуется превышать лимит 1.37 В, для хорошего водяного охлаждения порог задан отметкой 1.45 В. Максимальная температура ограничена значением 95°C (внутри процессора). А как обстоят дела на практике, мы сейчас узнаем.
Максимальная температура Ryzen 7 1800X в зависимости от напряжения:
Нагрузка создавалась приложением LinX 0.6.5 с библиотеками для AMD. Тест проходился не менее десяти раз с объемом задачи 25 000. На радиаторе СВО установлено два вентилятора модели Minebea с фиксированными оборотами (~1200 об/мин). Процессор проверялся не только с повышенным напряжением, но и заниженным, дабы определить вилку рабочих напряжений.
И какой вывод можно сделать? Напомню, штатное среднее напряжение Vcore у тестового образца составило 1.175В (выделено жирным). Рабочие частоты по спецификациям лежат в диапазоне 3.6 – 4.1 ГГц. При стопроцентно задействованных восьми ядрах наш Ryzen 7 1800X способен работать и при меньшем напряжении – минус 0.075 В, и это достаточно ощутимый плюс. Нет смысла гнаться за частотой, можно экономить ресурсы материнской платы и параллельно получать дивиденды от сниженного тепловыделения. Ведь 64°C при 1.075 В и 3.6 ГГц очень приличный результат, лучше, чем у процессоров Intel.
Но посмотрите, как тяжело дается каждая ступень выше 3.8 ГГц. Приходится прибавлять по 0.1 В на каждые 100 МГц. И такая прибавка тут же отражается на температуре. На частоте 4 ГГц полная стабильность достигается при напряжениях выше 1.325 В, процессор практически вплотную подходит к критической температуре. Может быть, 95°C и заявлена AMD как максимальная в спецификациях, на деле все что выше 90-91°C отражалось на работе процессора. Поэтому, исходя из полученных данных, получается, разумнее ограничиваться частотой 3.8 ГГц с умеренным напряжением и большим запасом по температуре. Перейдем к энергопотреблению…
Максимальное энергопотребление Ryzen 7 1800X в зависимости от напряжения:
Номинальные 95 Вт соответствуют частоте 3.6 ГГц и напряжению 1.175 В. Это говорит нам об удачном экземпляре, поскольку сама компания заявляла о 95 Вт при напряжении 1.2 В (хотя данные могут незначительно плавать как в большую, так и в меньшую стороны). Убавив Vcore до 1.075 В, при неизменной частоте 3.6 ГГц получим всего 72 Вт вместо 94 Вт. Понимаете, к чему я клоню?
Этот запас AMD и использует при активации функции XFR, говоря о второй прогнозируемой планке в 128 Вт при моментальных и кратковременных нагрузках на процессор. Пик потребления в разгоне лимитирован 165 Вт, и ограничением тут скорее всего послужила эффективность стендовой СВО. При таком раскладе о традиционных воздушных кулерах речи не идет, вряд ли с его помощью удастся отвести 150 Вт тепла. Что наводит нас на другое заключение: хорошее охлаждение – залог успешности разгона AMD Ryzen.
Хотелось бы уделить внимание младшему восьмиядернику с разблокированным множителем – Ryzen 7 1700Х. Его частота при полной нагрузке равна 3.4 ГГц, что делает такой процессор очень неплохим претендентом на место в системе, если суметь заставить его работать при 1.0 В, как это удалось сделать мне с Ryzen 7 1800Х. Всего 57 Вт для восьми ядер при полной нагрузке! Кто-то еще будет упрекать AMD в неумении делать энергоэффективные процессоры?
Штатные множители для процессоров Ryzen 7 начинаются с х13 и заканчиваются на х32. Теоретически максимальная частота оперативной памяти равна 3200 МГц при условии, что вам повстречаются дружелюбный комплект DDR4 и особенная любовь процессора к таким микросхемам.
В действительности контроллер памяти DDR4 официально работает по следующим канонам:
С момента анонса AMD Ryzen выяснилось, что новые процессоры испытывают теплые чувства к микросхемам Samsung. Именно с ними получается достичь наивысших частот, и обычно они бывают такими:
Парадокс, но никакой ошибки здесь нет. Два двухсторонних модуля разгоняются хуже четырех двухсторонних. С микросхемами Hynix у контроллера Ryzen дружба не сложилась. Лично мне не удалось добиться частот выше 2667 МГц независимо от комбинаций. Поэтому результаты будут немного скудными и неполноценными, но на безрыбье и рак рыба.
Для проведенного теста частота процессора была зафиксирована на 4000 МГц, чтобы выявить действительно максимальные результаты производительности памяти.
Вторая проблема Ryzen – это вторичные тайминги, часть привычных и стандартных задержек попросту отсутствует. Есть возможность выставлять TCL, TRCRDD, TRCWRD, TRPT и TRAS. Чтобы понизить TWCL, нужно занижать основной множитель памяти и разгонять шиной, а материнская плата сама выставит TWCL (х24 – TWCL 11, x21 – TWCL 10, x18 – TWCL 9, и так далее). По некоторым данным у процессоров наблюдается «бермудский треугольник» в диапазоне частот от 3350 до 3450 МГц. Command Rate всегда равен 1Т.
По графикам видно, как изменяется пропускная способность оперативной памяти и время отклика. Если кратко, AMD Ryzen совершенно безразличен к низким таймингам, большую роль для него играет частота DDR4. А с частотой у него как раз все не очень хорошо, особенно с некоторыми типами или точнее с Hynix. Так что при подборе памяти для новых процессоров ищите модули Samsung и стремитесь к максимальной частоте при любых таймингах.
В связи с тем, что наш процессор Ryzen умеет деактивировать ядра, было бы неплохо посмотреть, как это отразится на комплексной производительности.
Наиболее простой способ – взять многопоточный тест приложения Cinebench R15 и прогнать в разных конфигурациях. Увы, настройки, отключающей SMT, в текущей версии прошивки BIOS материнской платы нет, и пришлось тестировать с ним. Но и в таком виде результаты более чем интересны.
Для этого сравнения я заново изменил частоты оперативной памяти, снизив ее до 2400 МГц. Теоретически она достижима как раз для любого типа памяти. Обозначения соответствуют следующим характеристикам:
Полученные значения не только показывают нам масштабируемость в зависимости от количества активированных или дезактивированных ядер, но и позволяют на скорую руку оценить скорость работы потенциальных младших версий Ryzen. И, как можно видеть, особого смысла в выпуске двухъядерных моделей нет. Другое дело, четыре- и шестиядерные ЦП. Напомню, что, по слухам, следующие APU как раз и будут состоять из четырех ядер Zen.
Итак, все те, кто утверждал, что у компании AMD вряд ли получится сделать хороший процессор, оказались неправы. Да, у него пока есть определенные недочеты, связанные с контроллером памяти. Да, модели Ryzen плохо разгоняются выше 4 ГГц. Да, пока ассортимент материнских плат скуден.
| Но я позволю себе вставить несколько «но» в ответ на все вышеописанные замечания. Во-первых, упоминаемое в других обзорах высокое номинальное напряжение на деле едва превышает 1.2 В, что при частотах 3.4-3.6 ГГц вполне типично. Во-вторых, процессор умеет и может работать на этих частотах при напряжениях на 0.075-0.1 В меньше заданных разработчиками AMD. В-третьих, при разгоне памяти нет большой зависимости от таймингов, что в какой-то степени облегчает оверклокинг. В-четвертых, в ядра Zen заложен отличный потенциал и при четырех-шести активированных ядрах. В-пятых, пока часть ограничений связана с доработками прошивок BIOS. В-шестых, для первого процессора с FinFET транзисторами, выпущенного собственными силами, проблем в целом не так уж и много, а частотный диапазон лишь несущественно уступает Intel. В-седьмых, по отзывам владельцев, Ryzen прекрасно переносит разгон по шине. Пожалуй, пока хватит. |
Обзор и тестирование процессора AMD Ryzen 7 1800X: из грязи в князи? В ожидании AMD Ryzen пользователи поделились на два лагеря: в первом считали, что новинки обязательно потеснят процессоры Intel, во втором верить в чудо отказывались. Как же вышло на самом деле? Мы изучим разгон Ryzen 7 1800X и проверим производительность, взяв для сравнения не только конкурирующие решения Intel Kaby Lake и Skylake, но и одного из последних представителей AMD Vishera. |
На этом обзоры, посвященные новинкам AMD, не заканчиваются, в следующий раз мы исследуем игровую процессорозависимость Ryzen 7 1800X, а при случае проверим, как он разгоняется по шине с комплектом памяти Samsung B-die.
Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:
