Zen2. Die Entwicklung der AM4-Plattform am Beispiel des Ryzen 7 3700x

AMD entwickelt seine langjährige Plattform AM4 weiter. Kürzlich wurde eine neue Generation von Ryzen-Prozessoren auf der Zen 2-Mikroarchitektur veröffentlicht. Im Allgemeinen ähnelte der Entwicklungszyklus der AMD-Architektur in gewisser Weise Intels Tick-Tack, jedoch nicht 1 zu 1. Somit war die zweite Generation von Ryzen eher eine Variation der ursprünglichen Zen-Architektur mit der Behebung der Hauptpfosten und implementiert auf einem etwas feineren Herstellungsprozess, der sich sogar im Namen der 2xxx-Chip-Architektur - Zen + - widerspiegelte. Jetzt hat AMD die Chipsatzarchitektur eingeführt. Es stellte sich als unkomplizierte Entwicklungsspirale heraus - AMD war 2003 das erste Unternehmen, das Komponenten der Nordbrücke auf die Kerne übertrug, angefangen mit der Übertragung des Speichercontrollers auf die CPUs in der K8-Prozessorreihe bis hin zu den Ryzen-Tausendstel- und Zweitausendstel-Serien als vollwertige SoCs, also 2019 Sie trugen den Norden wieder in einen separaten Kristall, wenn auch auf demselben Substrat wie die Kerne.


Es gibt genügend theoretische Materialien, Rezensionen und Tests auf Russisch (zum Beispiel Overclocking Matisse oder Suche nach dem Limit. Zen-Architektur-Rezension ) und auf Englisch, aber ich persönlich wollte den frischen AMD Ryzen 7 3700x mit 2700x in meinen Tests vergleichen, ähnlich den in der Vergangenheit verwendeten Beiträge ( Beitrag 1 , Beitrag 2 ).


UPD 2019/08/04 : Achtung! Alle Ergebnisse und Schlussfolgerungen beziehen sich auf die BIOS-Version von AGESA ComboAM4 1.0.0.2. Ergänzung zu Tests unter AGESA 1.0.0.3 (BIOS 5204), siehe Ende des Artikels.


Testteilnehmer


Hauptplatine ASUS ROG Strix X470F-Gaming (BIOS 5007, AGESA ComboAM4 1.0.0.2):



G.Skill Trident Z DDR4 DIMM 3600 MHz PC4-28800 CL17-Speicher:



Kühlsystem Deepcool Captain 360EX.


Konfiguration 1 :
CPU : AMD Ryzen 7 2700X
RAM : G. Skill Trident Z DDR4 DIMM 3600 MHz PC4-28800 CL17 @ 3400CL16




Konfiguration 2 :


CPU : AMD Ryzen 7 3700X
RAM : G.Skill Trident Z DDR4 DIMM 3600 MHz PC4-28800 CL17 (DOCP-Profil)




Konfiguration 3 :


CPU : AMD Ryzen 7 3700X
RAM : G. Skill Trident Z DDR4 DIMM 3600 MHz PC4-28800 CL17 @ 16-16-16-32



Bevor ich zu den Testergebnissen übergehe, möchte ich einige Probleme erwähnen, die das Testen schwierig gemacht haben:


  1. Alle Tests des Ryzen 7 3700x wurden unter der Montage von 1903 Windows 10 durchgeführt. Gleichzeitig wurde der 2700x bei der Montage im Oktober getestet. Nicht alle 2700x-Tests konnten unter 1903 ausgeführt werden. Die durchgeführten Tests zeigten jedoch, dass das Windows-Update vom Mai die Systemleistung zumindest auf der AMD-Plattform verringerte, sodass die Ergebnisse mit früheren Artikeln nicht direkt vergleichbar sind. Wenn Tests wiederholt ausgeführt werden, wird dies ausdrücklich angegeben.


  2. Die Zen 2-Plattform, oder besser gesagt die Unterstützung aus dem BIOS von Motherboards, die auf Chipsätzen der alten Generation basieren (zum Beispiel auf dem X470-Chipsatz auf meinem Motherboard), ist ehrlich gesagt grob, und als ich versuchte, den Ryzen 7 3700x-Prozessor mit allen auf Auto eingestellten Einstellungen zu starten, erhielt ich sehr viel seltsame Ergebnisse, nämlich die widerliche Arbeit der neuen CPU mit Speicher, geringer Bandbreite (im Folgenden als Speicherbandbreite bezeichnet) und enormen Verzögerungen:





In den BIOS-Einstellungen wurde gezeigt, dass die Frequenz der Nordbrücke 1600 MHz beträgt, aber tatsächlich begann sie bei 800 (laut CPU-Z), was ein entsprechendes Bild ergab. Der asynchrone Speichermodus wurde nicht nur aktiviert, was zu zusätzlichen Verzögerungen führte. Der Controller selbst und Infinity Fabric arbeiteten mit einer Schildkrötengeschwindigkeit. Gleichzeitig führten Versuche, die Frequenz des Betriebs des Nordmanns synchron mit der Speicherfrequenz einzustellen, nach einer Zeit während des POST während der Speicherinitialisierungsphase zu einem Deadlock.


Der Algorithmus zum Erhalten der Arbeitseinstellungen stellte sich am Ende als folgender heraus:


  • Jumper Reset CMOS
  • Laden optimierter Standardeinstellungen, Speichern von Einstellungen
  • Ausschalten (nämlich Ausschalten des Netzteils, nicht nur Soft Off)
  • Speicherfrequenzeinstellung (Aktivierung des DOCP-Profils), Speichern der Einstellungen
  • Ausschalten (nämlich Ausschalten des Netzteils, nicht nur Soft Off)
  • Einstellen der Betriebsfrequenz der Nordbrücke gleich der Betriebsfrequenz des Speichers, Speichern von Einstellungen
  • Ausschalten (nämlich Ausschalten des Netzteils, nicht nur Soft Off)

Wenn Sie den Stromausfall des Systems zu irgendeinem Zeitpunkt überspringen, besteht die Möglichkeit, dass ein Speicher-Trainingsfehler auftritt und daher die Einstellungen mit einem Jumper zurückgesetzt und erneut gestartet werden müssen, da das BIOS nicht gestartet werden kann. Unnötig zu erwähnen, dass bei 2700x solche Tänze mit einem Tamburin überhaupt nicht erforderlich waren.


Aus den Konfigurationen ist ersichtlich, dass das Testen bei verschiedenen Speicherfrequenzen stattfand. AMD behauptet, dass der Speichercontroller im Prozessorchipsatz der Zen 2-Mikroarchitektur alles fressender geworden ist und höhere Frequenzen unterstützt als frühere Versionen. Nach meinen Beobachtungen ist dies richtig: Auf Ryzen 7 2700x konnten diese Speichersteckplätze selbst bei ihren Standard-XMP-Timings mit einer Frequenz von 3600 nicht stabilisiert werden, während bei einer Frequenz von 3400 die Timings ziemlich hart eingestellt waren. Auf Ryzen 7 3700x startete der Speicher sofort mit seiner nativen Frequenz und erlaubte es, Timings gemäß DRAM-Calculator-for-Ryzen ohne spezielle Tänze mit einem Tamburin einzustellen.


Testmethode


Die Technik hat sich seit letztem Jahr nicht geändert.


Tests der AM4-Plattform wurden unter dem Betriebssystem Windows 10 Pro 1903 (Build 18362.239) durchgeführt.


Der Spectre- und Meltdown-Schutz ist auf allen Testsystemen mit dem Dienstprogramm InSpectre deaktiviert.


Alle Tests wurden mehrmals durchgeführt (mindestens drei oder vier), das Ergebnis des ersten Laufs wurde verworfen, da das Ergebnis des ersten Laufs spürbar stärker von E / A-Verzögerungen beeinflusst wurde. Das maximale Ergebnis wurde genommen, die restlichen Testläufe wurden durchgeführt, um mögliche Anomalien festzustellen.


Leistung


Passmark




Passmark 9.0

Ryzen 7 2700x


Ryzen 7 3700x DOCP


Ryzen 7 3700x manuelle Timings


Gedächtnistest




AIDA 64 Memory & Cache Benchmark





In Bezug auf die Speicherleistung ist der Fortschritt ehrlich gesagt mittelmäßig. Das Entfernen des Speichercontrollers vom Chip mit den Kernen wurde nicht für freie Verzögerungen angegeben - die Verzögerungen wurden erhöht, die Gesamtleistung sank. Darüber hinaus können Sie die Schreibgeschwindigkeit im Vergleich zur vorherigen Generation und die Lese- / Kopiergeschwindigkeit zweimal senken. Anscheinend ist der cIOD-Chipsatz für zwei CCX-Chipsätze optimiert und liefert bei einem so leicht krumme Ergebnisse (ja, Ryzen 9 hat auch keine Schreibgeschwindigkeit). Das ist aber einerseits. Andererseits gibt es keinen solchen Fehler in Bezug auf Lesegeschwindigkeiten und kombinierte Lese- / Schreiblasten. Angesichts der Tatsache, dass das Lesen und Schreiben im Code im Durchschnitt mit 3/1 korreliert, erscheint der Kompromiss vernünftig. Und angesichts der erhöhten Cache-Geschwindigkeiten und eines kräftigen Caches der dritten Ebene kommt der Speicher dazu.


Rendern




Cinebench r15


Cinebench r20


RAW-Bilder entwickeln




Bei der Arbeit mit 2D-Grafiken, bei denen Intel-Prozessoren immer noch stetig steuern, gelang der dreitausendsten Serie ein solcher Durchbruch. Beschleunigung in Adobe Lightroom 7.5 eineinhalb Mal!


3Dmark



Spieleleistung




Einstellungen Screenshots








Screenshots der Ergebnisse der integrierten Benchmarks





Temperatur und Stromverbrauch


Trotz der behaupteten TDP von 65 W erwies sich der Rayzen 7 3700x-Kiesel als ziemlich unersättlich und heiß. Die Temperatur im Leerlauf liegt zwischen 35 und 50 Grad. Verbrauch und Temperatur unter Last hängen stark von der Art der Last ab (plötzlich!).


Unter einer typischen Spiellast schwankt die Frequenz der CPU-Kerne um 4,25-4,35 GHz, der Verbrauch in diesem Modus beträgt durchschnittlich 95-100W.


Unter Last vom Rendern beginnt der Prozessor im Bereich von 120 W zu verbrauchen:



Bei Stresstests (Prime95 Small FFTs) steigt der Verbrauch auf über 170 Watt, die Temperatur liegt bei 95 Grad, selbst bei Wassersucht mit Lüftern bei maximaler Geschwindigkeit und Frequenzen auf 4 bis 4,05 GHz:



Fazit


Die Prozessoren der dreitausendsten AMD Ryzen-Serie waren wirklich interessant, aber der allgemeine begeisterte Informationshintergrund um sie herum gab mir hohe Erwartungen, die sich nicht wirklich bewahrheiteten.


Einerseits ist die Leistung pro Zyklus wirklich gestiegen, aber ohne Mikroskop macht sie sich nur in einigen Szenarien bemerkbar. Das Frequenzpotential ist im Allgemeinen um durchschnittlich 50-100 MHz gewachsen, wir sprechen nicht von einem Durchbruch. Sie begannen noch schlechter mit dem Gedächtnis zu arbeiten als die vorherige Generation. Mit einer behaupteten TDP von 65 W zögert der Prozessor nicht, fast dreimal mehr zu verbrauchen, während er sich erwärmt, so dass der dreiteilige Wassersucht nicht mehr mit der Kühlung fertig wird. Das BIOS mit Unterstützung für diese Prozessoren ist bisher offen gesagt roh. All dies ist mit Fehlern im Mikrocode (RDRAND auf Motherboards des x570-Chipsatzes) gekennzeichnet. Natürlich ist alles gemäht, aber ich habe ein solches Rohprodukt am Anfang schon lange nicht mehr gesehen.


Auf der anderen Seite ist dies die dritte Generation von Prozessoren auf derselben AM4-Plattform. Wenn wir den 3700x mit dem Ryzen der ersten Generation vergleichen, erhalten wir beim Rendern bereits eine 1,5-fache Beschleunigung in 2,5 Jahren. In dieser Generation gelang es AMD erneut, die Anzahl der Kerne in den Prozessoren des Verbrauchersegments zu erhöhen - 12 Kerne sind bereits bedingt verfügbar, obwohl sie immer noch ein Defizit darstellen, und der Preis für sie unterscheidet sich nicht von dem der Menschheit, und 16-Kern-CPUs auf derselben Plattform stehen am Horizont. Ja, und die Plattform hat sich als erfolgreich erwiesen - 2,5 Jahre lang hat sie sich nicht in einen Kürbis verwandelt, Motherboards müssen nicht geändert werden, die Speicherkompatibilität und das Frequenzpotential wurden erneut verbessert, und selbst auf denselben Motherboards werden neue Prozessoren höchstwahrscheinlich den Start von Speicher mit höheren Frequenzen und ermöglichen engere Zeiten.


Im Allgemeinen wurde das Produkt erneut gemischt. Es ist nie perfekt, bietet aber auch ohne Reservierung für Ihr Geld bereits eine gute Leistung, und das Preis-Leistungs-Verhältnis ist im Allgemeinen ausgezeichnet. Das BIOS wird nach ein paar Monaten und Versionen aufholen. Im Allgemeinen hat AMD wie immer alles.


UPD vom 04.08.2019. Tests für AGESA ComboAM4 1.0.0.3 Patch AB


Anscheinend, wie ich oben schrieb, erwiesen sich die ersten BIOS als etwas schief. Nachdem das aktualisierte BIOS auf AGESA ComboAM4 1.0.0.3 Patch AB veröffentlicht wurde, hat sich viel geändert:


  • Die Leistungsgrenzen wurden an die AMD-Spezifikationen angepasst. Die PPT-Grenze wurde von 114 W auf 88 W gesenkt.
  • Ernährungsgrenzen haben verdient. Im alten BIOS verbrauchte der Prozessor trotz des festgelegten Grenzwerts von 114 W fast 180 ohne Gewissensbisse. Jetzt funktioniert diese Zahl nicht mehr und das im BIOS festgelegte Energielimit wird nicht überschritten.
  • Ich habe normal gearbeitet, aber es war ein Gefühl, an chinesischen Motherboards mit einem kaputten S3-Power-Zustand zu arbeiten. Comp schlief ein und hing dann fest, als er versuchte aufzuwachen. Jetzt funktioniert alles.

All dies konnte offensichtlich die Testergebnisse nicht beeinflussen. Ich habe es noch nicht geschafft, sie vollständig auszutreiben, aber die wichtigsten wurden vertrieben, und Folgendes ist passiert:


Screenshots testen




Das Ergebnis ist ein Rückgang der Ergebnisse um 2 bis 4% mit einer fast zweifachen Abnahme des Spitzenstromverbrauchs und einer entsprechenden Abnahme der Betriebstemperaturen und -spannungen. Ja, ohne Vorbehalte können wir sagen, dass AMD sich als sehr erfolgreich erwiesen hat - ein schneller, energieeffizienter und kostengünstiger Prozessor. Ich denke, wenn Sie die PPT auf das Niveau von 3800x (105W) erhöhen, können Sie fast die gleichen Ergebnisse erzielen.

Source: https://habr.com/ru/post/de461665/


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