Система частотных доменов в процессорах AMD содержит сложную структуру. Сначала все думали о наличии нескольких частотных блоков, но впоследствии, когда информация со стороны компании начала постепенно проникать в прессу, появились новые данные.
Как мы считаем, структура архитектуры Zen делится на ключевые блоки. Есть ядро, в нем сосредоточены вычислительные блоки и кэш-память первого, второго и третьего уровней.
Не будем вдаваться в мельчайшие подробности, но каждое ядро располагает 32 Кбайт кэш-памяти первого уровня (8-way, отклик 4 цикла) и 512 Кбайт кэш-памяти второго уровня (8-way, отклик 17 циклов).
Далее идет общий объем кэш-памяти третьего уровня (1+1 Мбайт на четыре ядра). Доступ к последнему уровню происходит поочередно для каждого ядра. Есть еще 64 Кбайт кэш-памяти первого уровня для инструкций.
Внутри самого процессора находятся не только несколько вычислительных ядер с кэш-памятью, но и вспомогательные устройства: шина Infinity Fabric, унифицированный контроллер памяти, хаб-контроллер портов ввода-вывода.
Построение частотных доменов происходит по следующим функциональным блокам процессора:
Но это все теория, практические результаты должны подтвердить или опровергнуть ее.
Никто не сомневался в том, что у процессоров Raven Ridge будет видоизменена или, лучше сказать, адаптирована подсистема памяти. Но какие точно изменения проведет AMD, было неясно. Теперь все факты открылись и что мы получили? Во-первых, уменьшенный объем кэш-памяти третьего уровня. Во-вторых, латентность тоже изменили, чтобы хоть как-то покрывать недостатки. В-третьих, частота работы кэш-памяти автоматически увеличилась из-за выросших частот работы процессоров.
Давайте по порядку: латентность у кэш-памяти третьего уровня снизилась с 40 циклов до 35, оставаясь в рамках 16-way ассоциативности (неподтвержденная информация). L2 кэш-память (8-way ассоциативность) также получила ускорение благодаря сокращению латентности с 17 до 13 тактов (неподтвержденная информация). Контроллер памяти шины Infinity Fabric теперь работает на чуть большей частоте. А блоки интерфейсов памяти DDR4 обновили для поддержки более скоростной оперативной памяти.
Увы, для этого пришлось пожертвовать цикличностью, что впоследствии мы увидим по результатам скорости чтения и записи. Хотя иные ресурсы указывают на обратное – улучшение времени доступа к памяти, но это идет вразрез с принципом обращения к оперативной памяти: чем выше скорость, тем хуже задержки и выше линейная скорость. Таким образом, проведена немалая работа по адаптации CCX для графического ядра Radeon RX Vega.
Тестовая конфигурация №1 (AMD Raven Ridge)
Процессоры и режимы их работы:
Для тестирования использовались спецификации памяти JEDEC и другие возможные варианты частот. Их легко понять по третичной настройке «14». Измерения проводились в программе AIDA 64 Extreme версии 5.95.4500.
Пропускная способность памяти:
Сразу видны отличия между поколениями Zen и Raven Ridge. Представитель Zen лучше справляется со чтением из памяти совершенно на всех частотах. По мере роста частоты оперативной памяти отставание составляет:
| Частота памяти, МГц | Разница, Гбайт/с |
| DDR4-2133 | От 1.5 до 1.6 |
| DDR4-2400 | От 1.8 до 2.4 |
| DDR4-2666 | От 1.8 до 3.4 |
| DDR4-2733 | От 2.6 до 3.5 |
| DDR4-2800 | От 2.5 до 3.6 |
| DDR4-2866 | От 2.3 до 4.1 |
| DDR4-2933 | От 2.5 до 4.0 |
| DDR4-3000 | От 3.0 до 4.7 |
| DDR4-3066 | От 2.5 до 4.6 |
| DDR4-3200 | От 2.6 до 5.6 |
Заметно, что на определенных частотах и таймингах Raven Ridge работает нехотя, демонстрируя слегка сниженную скорость линейного чтения. Тут возможны два варианта. Первый – сырость прошивки BIOS материнской платы; второй – реальные проблемы с совместимостью между настройками и контроллером памяти в CPU.
Самой оптимальной частотой памяти на минимальных таймингах 14 стали 3000 МГц; на 15 – 3000, 3066, 3200 МГц; на 16, 17, 18 и 21 – 3000, 3200 МГц; на 19 – 2866, 3000 и 3200 МГц; на 20 и 22 – 3200 МГц. Провал по всем результатам достигался при неудобных частотах DDR4: 2800, 2933 и 3066 МГц.
В случае записи показатели Raven Ridge, наоборот, существенно обгоняют результаты Zen. И в зависимости от частот диапазон опережения бывает:
| Частота памяти, МГц | Разница, Гбайт/с |
| DDR4-2133 | 0.3 |
| DDR4-2400 | От 0.3 до 0.4 |
| DDR4-2666 | От 0.4 до 0.6 |
| DDR4-2733 | От 0 до 0.6 |
| DDR4-2800 | От 0.2 до 0.5 |
| DDR4-2866 | От 0 до 0.2 |
| DDR4-2933 | От -0.1 до 0.1 |
| DDR4-3000 | От 0.3 до 0.5 |
| DDR4-3066 | От 0.1 до 0.3 |
| DDR4-3200 | От -0.3 до -0.7 |
Однако, если на низких частотах памяти преимущество видно невооруженным глазом, то чем выше скорость памяти, тем меньше становится разница. Причем на 3200 МГц Raven Ridge попросту «сдувается» и начинает проигрывать Zen везде. И если раньше считалось, что заставить функционировать память на Zen на таких частотах большая удача, то сейчас после обновлений вполне типичная ситуация.
В целом скажу одно – разница в записи не столь существенная и она проявляется лишь на низких частотах, а по чтению Raven Ridge проигрывает контроллеру памяти Zen. И снова стоит сделать поправку на раннюю версию BIOS, хотя результаты говорят за себя. А как дело обстоит с разгоном встроенной графики Vega и ее зависимости от памяти?
Для этого возьмем типичный тест 3DMark Fire Strike и только графическую его часть. Будем ориентироваться на общие баллы. Для справедливости частота процессора будет зафиксирована на отметке 4 ГГц, а Vega в первом случае будет работать на штатных и повышенных до 1600 МГц частотах.
Верхняя таблица относится к штатному режиму, нижняя – с разгоном. Результаты хорошо прогнозируемы, но для анализа сведем все к процентному приросту и оценим зависимость встроенной графики от частоты и таймингов оперативной памяти.
И снова становятся видны неудобные для Raven Ridge частоты. К ним относятся DDR4 с частотой 2666 МГц и таймингами выше 17, 2866 МГц и любыми таймингами, 3066 МГц и таймингами выше 21.
К максимально производительным режимам в случае Ryzen 5 2400G отнесем режимы с частотой DDR4 от 3000 до 3200 МГц и таймингами ниже 18. Хотя даже при частоте 2933 МГц и таймингами ниже или равными 16 прибавка более чем ощутимая.
Для работы на штатных частотах минимальным порогом становится частота оперативной памяти в 2733 МГц. А при разгоне интегрированной Radeon RX Vega частота DDR4 должна быть не менее 2933 МГц.
На данный момент Ryzen 5 2400G это самый производительный процессор со встроенным видеоядром в арсенале AMD. Сама компания рекомендует использовать его в связке с модулями оперативной памяти с частотой 2933 МГц, что и показал наш тест. Кроме того, по итогам проведенного исследования отметим, что узким местом графики в системе по-прежнему остается память.
Идеально было бы увидеть встроенное видеоядро по соседству с быстрой кэш-памятью четвертого уровня, но пока реализация подобного проекта выходит за рамки бюджета AMD. Скажите спасибо, что в текущем варианте мы получили самый быстрый процессор со встроенной графикой и приемлемой ценой.
Возможно, в компании поступили мудро, пожертвовав объемом кэш-памяти третьего уровня и дополнительными исполнительными юнитами в GPU ради общей сбалансированности системы. Лично мне импонирует такая реализация без явных недочетов. Ведь это лучшее решение на рынке, по крайней мере до момента выхода рефреша Zen.
