Предыдущая публикация
Обзор AMD Ryzen 9 7950X3D: процессор, который горит
AMD усовершенствовала свои Socket AM5-процессоры, реализовав в новых моделях технологию 3D V-Cache. Этого момента с нетерпением ждали многие, и Ryzen 9 7950X3D оправдал ожидания в части производительности и энергопотребления. Но репутация CPU оказалась подмочена скандалом
Первый процессор AMD с 3D-кешем, Ryzen 7 5800X3D, вышел ровно год назад. Тогда мы узнали, что трёхкратное увеличение объёма L3-кеша у носителей микроархитектуры Zen 3 способно превратить довольно посредственный восьмиядерник в очень интересный вариант для игровых систем. И хотя Ryzen 7 5800X3D не стал безусловным лидером в игровой производительности и не всегда был быстрее своего обычного собрата, он показал, что довольно простой приём с добавлением в конструкцию CPU ещё одного чиплета с дополнительной кеш-памятью способен изменить очень многое. Настолько многое, что новое поколение Ryzen на архитектуре Zen 4, которое существенно нарастило как удельную производительность, так и тактовые частоты, не смогло убедительно превзойти Ryzen 7 5800X3D в играх. По крайней мере до тех пор, пока 3D-кеш не появился в представителях семейства Ryzen 7000.Ryzen 7 5800X3D выступил своего рода пробным шаром, на котором AMD обкатала новую технологию расширения кеш-памяти. Затем эта технология перекочевала в серверные процессоры Milan-X, также основанные на архитектуре Zen 3. Но этим дело не ограничилось: успешный опыт унаследовали и процессоры следующего поколения. Однако архитектура Zen 4 и переход на новый 5-нм техпроцесс потребовали от AMD пересмотра первоначальной технологии 3D V-Cache. В Ryzen 7000 её реализация во многом изменилась, хотя суть осталась прежней. Как и Ryzen 7 5800X3D, процессоры Ryzen 7000X3D комплектуются дополнительным чиплетом с 3D-кешем, который накладывается поверх штатного L3-кеша, расширяет его на 64 Мбайт и повышает производительность в играх.
Главная перемена, связанная с технологией 3D V-Cache, бросается в глаза сразу. Семейство Ryzen 7000X3D состоит не из одной восьмиядерной модели Ryzen 7 7800X3D, а включает в себя ещё два процессора: 12-ядерный Ryzen 9 7900X3D и 16-ядерный Ryzen 9 7950X3D. Таким образом, Ryzen 7000X3D — это полноценная серия CPU, и её появление исправляет ситуацию с Ryzen 7000 в целом, которые, как показала практика, оказались мало кому интересны в первоначальном виде. Теперь у AMD есть отдельный набор процессоров на архитектуре Zen 4, нацеленный на офисные и рабочие системы, и другой набор на Zen 4, с 3D-кешем, предназначенный для игровых ПК. И в таком виде решения AMD выглядят для массовой аудитории куда привлекательнее.
В этом обзоре мы протестируем старшего представителя подмножества Ryzen 7000X3D — 16-ядерный Ryzen 9 7950X3D. Формально он вышел ещё два месяца назад, но его полномасштабные продажи в России так и не начались до сих пор. Сперва поставки по параллельному импорту задерживались из-за дефицита, а затем с надёжностью представителей серии Ryzen 7000X3D возникли критические проблемы, из-за которых крупные продавцы отложили продажи до разрешения ситуации. Однако Ryzen 9 7950X3D интересен не только с практической, но и с теоретической точки зрения, поэтому мы решили не дожидаться его массового появления на прилавках, а выпустить обзор уже сейчас.
С учётом трёх новых Ryzen 7000X3D, полный набор процессоров AMD для платформы Socket AM5 включает уже десяток моделей.
В этом обзоре мы протестируем старшего представителя подмножества Ryzen 7000X3D — 16-ядерный Ryzen 9 7950X3D. Формально он вышел ещё два месяца назад, но его полномасштабные продажи в России так и не начались до сих пор. Сперва поставки по параллельному импорту задерживались из-за дефицита, а затем с надёжностью представителей серии Ryzen 7000X3D возникли критические проблемы, из-за которых крупные продавцы отложили продажи до разрешения ситуации. Однако Ryzen 9 7950X3D интересен не только с практической, но и с теоретической точки зрения, поэтому мы решили не дожидаться его массового появления на прилавках, а выпустить обзор уже сейчас.
Модельный ряд Ryzen 7000X3D
Серия Ryzen 7000X3D состоит из трёх представителей: Ryzen 9 7950X3D, Ryzen 9 7900X3D и Ryzen 7800X3D, это процессоры с 3D-кешем и 16, 12 и 8 ядрами соответственно. AMD выпустила их почти одновременно, и, судя по всему, дальнейших пополнений в этой серии не планируется. Очевидно, AMD хотела придать процессорам с расширенным L3-кешем некоторый флёр элитарности, поэтому раздувать модельный ряд Ryzen 7000X3D она не захотела. В результате стоимость самого доступного Zen 4 с 3D-кешем составляет $450, и он продаётся дороже Core i7-13700K с вдвое большим числом ядер. Но со временем цена снизится: тот же Ryzen 7 5800X3D, который вначале тоже был оценён в $450, сейчас можно купить в полтора раза дешевле.С учётом трёх новых Ryzen 7000X3D, полный набор процессоров AMD для платформы Socket AM5 включает уже десяток моделей.
Таблица позволяет сразу увидеть ключевые особенности Ryzen 7000X3D. Размер L3-кеша всех Ryzen 7000X3D отличается от размера кеша родственных Ryzen 7000 на одну и ту же величину — 64 Мбайт. Это значит, что способ наращивания L3-кеша одинаков как для основанного на одном CCD-чиплете восьмиядерного Ryzen 7 7800X3D, так и для Ryzen 9 7950X3D и Ryzen 9 7900X3D, в основе которых лежит пара чиплетов CCD. Однако в остальном старшие представители серии довольно сильно отличаются от Ryzen 7 7800X3D.
Усиленные 3D-кешем процессоры с 12 и 16 ядрами имеют на 50 Вт более низкий TDP по сравнению с обычными Ryzen 7000, но при этом их максимальная частота не ниже. Как такого удалось достичь, мы увидим чуть позже, а пока отметим, что базовые частоты старших Ryzen 7000X3D всё-таки хуже. Это связано с ограничениями потребления: новым процессорам с тепловым пакетом 120 Вт разрешается потреблять не более 162 Вт, в то время как аналогичное ограничение для первоначальных 170-Вт моделей Ryzen 7000 — 230 Вт.
При этом у восьмиядерного Ryzen 7 7800X3D всё несколько по-другому. Его тепловой пакет выше, чем у стандартного Ryzen 7 7700X, но частоты всё равно хуже. В этом случае подход AMD к формированию характеристик оказался другим, причём это отразилось и на цене. Если Ryzen 9 7950X3D получил такую же официальную цену, как и Ryzen 9 7950X, то Ryzen 7 7800X3D позиционируется производителем не только выше восьмиядерного Ryzen 7 7700X, но и выше 12-ядерного Ryzen 9 7900.
Впрочем, обычные процессоры серии Ryzen 7000 за последнее время сильно подешевели и продаются уже совсем не по тем ценам, которые для них были установлены изначально. Однако на Ryzen 7000X3D это пока не распространяется: CPU c 3D-кешем заняли место премиальных решений и, похоже, таковыми останутся ещё довольно длительное время. К тому же их дефицит всё ещё окончательно не преодолён — спрос на старшие модели превышает предложение, а значит, какие-либо уценки и скидки исключены.
Решения с технологией 3D V-Cache сложнее — в них к изначальному набору чиплетов добавляется ещё один кристалл SRAM-памяти с дополнительным кешем. Таким образом, количество чиплетов в них может доходить до четырёх, и их объединение в одно целое — не самая простая инженерная задача. Как раз по этой причине первоначальная обкатка технологии 3D V-Cache начиналась с «простой» модели Ryzen 7 5800X3D — в ней AMD смогла обойти трудности, которые связаны со стыковкой более чем двух частей L3-кеша, расположенных в физически разных кристаллах.
Но в Ryzen 9 7950X3D всё сложнее: тут L3-кеш состоит уже из трёх разнородных частей. Две 32-Мбайт части привычно располагаются в чиплетах CCD, но один из этих чиплетов усилен дополнительным кристаллом 3D-кеша объёмом 64 Мбайт, который располагается на кристалле CCD вторым этажом. В результате общий объём L3-кеша в Ryzen 9 7950X3D складывается по формуле (32 + 64) + 32 Мбайт, где мы воспользовались скобками, чтобы подчеркнуть увеличение L3-кеша только в одном из кристаллов CCD. Для процессоров Ryzen это важно, поскольку их архитектура предполагает раздельное использование кеш-памяти третьего уровня вычислительными ядрами, расположенными в разных CCD-чиплетах.
Усиленные 3D-кешем процессоры с 12 и 16 ядрами имеют на 50 Вт более низкий TDP по сравнению с обычными Ryzen 7000, но при этом их максимальная частота не ниже. Как такого удалось достичь, мы увидим чуть позже, а пока отметим, что базовые частоты старших Ryzen 7000X3D всё-таки хуже. Это связано с ограничениями потребления: новым процессорам с тепловым пакетом 120 Вт разрешается потреблять не более 162 Вт, в то время как аналогичное ограничение для первоначальных 170-Вт моделей Ryzen 7000 — 230 Вт.
При этом у восьмиядерного Ryzen 7 7800X3D всё несколько по-другому. Его тепловой пакет выше, чем у стандартного Ryzen 7 7700X, но частоты всё равно хуже. В этом случае подход AMD к формированию характеристик оказался другим, причём это отразилось и на цене. Если Ryzen 9 7950X3D получил такую же официальную цену, как и Ryzen 9 7950X, то Ryzen 7 7800X3D позиционируется производителем не только выше восьмиядерного Ryzen 7 7700X, но и выше 12-ядерного Ryzen 9 7900.
Впрочем, обычные процессоры серии Ryzen 7000 за последнее время сильно подешевели и продаются уже совсем не по тем ценам, которые для них были установлены изначально. Однако на Ryzen 7000X3D это пока не распространяется: CPU c 3D-кешем заняли место премиальных решений и, похоже, таковыми останутся ещё довольно длительное время. К тому же их дефицит всё ещё окончательно не преодолён — спрос на старшие модели превышает предложение, а значит, какие-либо уценки и скидки исключены.
Ryzen 9 7950X3D — процессор с перекосом
Современные процессоры AMD опираются на чиплетный дизайн, и старшие Ryzen классического исполнения имеют в своём составе три чиплета: два восьмиядерных CCD-кристалла и I/O-чиплет, отвечающий за все внешние интерфейсы CPU. При этом процессоры с восемью ядрами и меньше, которые относятся к сериям Ryzen 7 и Ryzen 5, основываются на паре чиплетов — у них кристалл CCD присутствует в единственном числе.Решения с технологией 3D V-Cache сложнее — в них к изначальному набору чиплетов добавляется ещё один кристалл SRAM-памяти с дополнительным кешем. Таким образом, количество чиплетов в них может доходить до четырёх, и их объединение в одно целое — не самая простая инженерная задача. Как раз по этой причине первоначальная обкатка технологии 3D V-Cache начиналась с «простой» модели Ryzen 7 5800X3D — в ней AMD смогла обойти трудности, которые связаны со стыковкой более чем двух частей L3-кеша, расположенных в физически разных кристаллах.
Но в Ryzen 9 7950X3D всё сложнее: тут L3-кеш состоит уже из трёх разнородных частей. Две 32-Мбайт части привычно располагаются в чиплетах CCD, но один из этих чиплетов усилен дополнительным кристаллом 3D-кеша объёмом 64 Мбайт, который располагается на кристалле CCD вторым этажом. В результате общий объём L3-кеша в Ryzen 9 7950X3D складывается по формуле (32 + 64) + 32 Мбайт, где мы воспользовались скобками, чтобы подчеркнуть увеличение L3-кеша только в одном из кристаллов CCD. Для процессоров Ryzen это важно, поскольку их архитектура предполагает раздельное использование кеш-памяти третьего уровня вычислительными ядрами, расположенными в разных CCD-чиплетах.
На первый взгляд кажется, что логичнее было бы нарастить L3-кеш в обоих CCD сразу, но описанная асимметричная схема гораздо гибче. Как мы видели в своё время на примере Ryzen 7 5800X3D, добавление кристалла 3D-кеша поверх CCD-чиплета приводит к затруднению отвода тепла от его вычислительных ядер. Поэтому процессор с расширенным кешем не может работать на столь же высоких частотах, как обычный CPU. Например, максимальная частота Ryzen 7 5800X3D на 200 МГц ниже, чем у Ryzen 7 5800X. Поэтому при проектировании Ryzen 9 7950X3D было решено идти обходным путём — снижение частоты нейтрализовали использованием в процессоре ССD разного типа. Первый CCD-чиплет с добавленным поверх кристаллом с 64 Мбайт кеш-памяти к работе на высоких частотах не допущен, зато второй CCD без дополнительной кеш-памяти может развивать столь же высокие частоты, как и обычный Ryzen 9 7950X. В результате общий объём L3-кеша Ryzen 9 7950X3D превосходит объём L3-кеша Ryzen 9 7950X вдвое, но это не накладывает никакого штрафа на максимальную тактовую частоту — Ryzen 9 7950X3D способен разгоняться в турборежиме до 5,7 ГГц.
Впрочем, на практике частотная формула Ryzen 9 7950X3D всё-таки хуже, чем у классического Ryzen 9 7950X. Во-первых, нагруженный 3D-кешем CCD ограничен по частоте величиной 5,25 ГГц. Во-вторых, на Ryzen 9 7950X3D наложены более жёсткие ограничения по потреблению и температуре. Поэтому в большинстве реальных нагрузок Ryzen 9 7950X3D уступает аналогичному процессору без 3D-кеша по частоте. Но чтобы минимизировать этот разрыв, AMD придумала особый подход к задействованию ядер процессора с 3D-кешем. Идея заключается в том, что вычислительные задачи, производительность которых сильнее зависит от частоты, чем от размера кеш-памяти, в первую очередь отправляются на высокочастотные ядра. В то же время жадные до кеша игровые приложения начинают грузить процессор с тех ядер, которые находятся в CCD с дополнительным L3, и в этом случае меньшая частота с лихвой компенсируется кеш-памятью.
Таким образом, для полноценной иллюстрации частотной формулы Ryzen 9 7950X3D нужно привести два графика зависимости частоты от нагрузки — для вычислительных и игровых задач. Оба приведённых графика мы построили с помощью стандартного метода с запуском Cinebench R23 с ограничением числа потоков. Но для построения первого графика использовался режим распределения нагрузки по умолчанию, а для второго мы принудительно заставили процессор считать Cinebench игрой и направлять нагрузку в первую очередь на те ядра, которые находятся в CCD с дополнительным L3-кешем.
Таким образом, для полноценной иллюстрации частотной формулы Ryzen 9 7950X3D нужно привести два графика зависимости частоты от нагрузки — для вычислительных и игровых задач. Оба приведённых графика мы построили с помощью стандартного метода с запуском Cinebench R23 с ограничением числа потоков. Но для построения первого графика использовался режим распределения нагрузки по умолчанию, а для второго мы принудительно заставили процессор считать Cinebench игрой и направлять нагрузку в первую очередь на те ядра, которые находятся в CCD с дополнительным L3-кешем.
По графикам видно, что реальная частота Ryzen 9 7950X3D даже при работе в режиме с приоритетом высокой частоты лежит в диапазоне от 4,8 до 5,6 ГГц, а это в среднем на 100-200 МГц ниже той частоты, которую предлагает Ryzen 9 7950X. Если же приоритет смещается в пользу ядер с дополнительным L3-кешем, то отставание в частоте получается гораздо большим — в таком случае диапазон реальных частот Ryzen 9 7950X3D начинается от 4,8 ГГц и заканчивается на 5,1 ГГц вместо 5,6-5,7 ГГц. Такая разница в ширине диапазонов при выборе различных стратегий распределения нагрузки обусловлена ограничениями, которые наложены на частоту первого кристалла CCD, усиленного дополнительным кристаллом 3D-кеша. И значит, для вычислительных нагрузок, чувствительных к частоте, Ryzen 9 7950X3D подходит заведомо хуже классического 16-ядерника.
Тем не менее AMD утверждает, что гибкое управление загрузкой ядер решает многие потенциальные проблемы. Впрочем, остаётся главный вопрос: как выстроить динамическую диспетчеризацию, чтобы она правильно и своевременно срабатывала на практике? Здесь AMD пошла по программному пути и поставила корректную работу Ryzen 9 7950X3D в зависимость от набора из дополнительного ПО и драйверов.
Идея подхода AMD состоит в том, чтобы перехватывать информацию об активации игрового режима Windows и в те моменты, когда ОС детектирует запуск игрового приложения, изменять для планировщика приоритетность ядер в пользу тех, которые имеют доступ к увеличенному L3-кешу. Всё это требует совместной и слаженной работы довольно громоздкой схемы из трёх компонентов: BIOS материнской платы, процессорных драйверов AMD и программного обеспечения Microsoft Xbox Game Bar, которое управляет игровым режимом. Причём под собирательным названием «процессорные драйверы» понимаются сразу две составляющих: драйвер AMD PPM Provisioning File и драйвер AMD 3D V-Cache Performance Optimizer.
Тем не менее AMD утверждает, что гибкое управление загрузкой ядер решает многие потенциальные проблемы. Впрочем, остаётся главный вопрос: как выстроить динамическую диспетчеризацию, чтобы она правильно и своевременно срабатывала на практике? Здесь AMD пошла по программному пути и поставила корректную работу Ryzen 9 7950X3D в зависимость от набора из дополнительного ПО и драйверов.
Зачем Ryzen 9 7950X3D нужны драйверы
Грубо говоря, Ryzen 9 7950X3D, как и другие процессоры с 3D-кешем, можно сравнить с гибридными процессорами Alder Lake и Raptor Lake: в их состав входят разнородные ядра, подходящие для нагрузок различного типа. Intel решила задачу с корректным распределением потоков по ядрам благодаря технологии Thread Director и тесному сотрудничеству с Microsoft, которое позволило добавить специфические оптимизации непосредственно в планировщик Windows 11. Но AMD пошла другой дорогой — она решила всё делать самостоятельно и возложила распределение нагрузки на процессорные драйверы собственной разработки, опираясь на те возможности, которые есть в Windows 11 изначально.Идея подхода AMD состоит в том, чтобы перехватывать информацию об активации игрового режима Windows и в те моменты, когда ОС детектирует запуск игрового приложения, изменять для планировщика приоритетность ядер в пользу тех, которые имеют доступ к увеличенному L3-кешу. Всё это требует совместной и слаженной работы довольно громоздкой схемы из трёх компонентов: BIOS материнской платы, процессорных драйверов AMD и программного обеспечения Microsoft Xbox Game Bar, которое управляет игровым режимом. Причём под собирательным названием «процессорные драйверы» понимаются сразу две составляющих: драйвер AMD PPM Provisioning File и драйвер AMD 3D V-Cache Performance Optimizer.
Первый драйвер, PPM Provisioning File, нужен, чтобы запарковать в процессоре наименее производительные для данной задачи ядра. Этим драйвером AMD добивается того, чтобы приложения, которым не требуется более восьми вычислительных потоков, исполнялись внутри одного CCD и не пытались мигрировать на соседние ядра с иной организацией кеш-памяти, страдая из-за высоких задержек межъядерного взаимодействия. При этом если то или иное приложение захочет задействовать все 16 ядер процессора, то неактивные ядра будут распаркованы. Таким образом, AMD PPM Provisioning File полезен главным образом для игр: с одной стороны, они не нуждаются в использовании большого числа ядер, а с другой — сильно теряют в производительности, если на процессоре с двумя CCD исполняются ядрами, находящимися в физически разных кристаллах. Иными словами, этот драйвер, если это целесообразно, превращает Ryzen 9 7950X3D в некое подобие Ryzen 7 7800X3D или Ryzen 7 7700X.
Второй драйвер, 3D V-Cache Performance Optimizer, отвечает за то, чтобы планировщик Windows классифицировал ядра Ryzen 9 7950X3D по производительности так, как задумала AMD. Стандартно ОС считает более производительными те ядра, которые работают с более высокой тактовой частотой, и отправляет нагрузки переднего плана сначала на них. Однако при запуске игр на Ryzen 9 7950X3D этот подход нужно менять. Поэтому при включении игрового режима 3D V-Cache Performance Optimizer переопределяет приоритет ядер для планировщика, выдавая ядра с меньшей частотой, но с доступом к расширенному L3-кешу за более производительные.
Работая совместно, PPM Provisioning File и 3D V-Cache Performance Optimizer пытаются сделать так, чтобы разные приложения могли получить от Ryzen 9 7950X3D лучшие условия для своей работы. И хотя вся эта система выглядит довольно тяжеловесной, работает она в целом неплохо. Однако нужно учитывать несколько нюансов.
Во-первых, всё это нагромождение драйверов работает только в Windows 11. AMD рекомендует для Ryzen 9 7950X3D пользоваться Windows 11 21H2 и новее. Кроме того, в ОС должен быть активирован игровой режим и установлены все необходимые программные компоненты, которые входят в пакет драйверов чипсета версии 5.01.03.005 и последующих. Их инсталляцию лучше проводить на полностью «чистую» систему: даже если речь идёт о простой модернизации CPU в уже имеющейся Socket AM5-платформе, AMD советует переустановить Windows с нуля.
Во-вторых, в системе в обязательном порядке должна быть установлена утилита Xbox Game Bar последней версии. Это ПО устанавливается и обновляется через Windows Store. Его необходимость обусловлена тем, что драйверы AMD используют средства Xbox Game Bar для определения запуска игровых приложений, поэтому без этого компонента алгоритм динамической приоритизации ядер работать не будет.
Второй драйвер, 3D V-Cache Performance Optimizer, отвечает за то, чтобы планировщик Windows классифицировал ядра Ryzen 9 7950X3D по производительности так, как задумала AMD. Стандартно ОС считает более производительными те ядра, которые работают с более высокой тактовой частотой, и отправляет нагрузки переднего плана сначала на них. Однако при запуске игр на Ryzen 9 7950X3D этот подход нужно менять. Поэтому при включении игрового режима 3D V-Cache Performance Optimizer переопределяет приоритет ядер для планировщика, выдавая ядра с меньшей частотой, но с доступом к расширенному L3-кешу за более производительные.
Работая совместно, PPM Provisioning File и 3D V-Cache Performance Optimizer пытаются сделать так, чтобы разные приложения могли получить от Ryzen 9 7950X3D лучшие условия для своей работы. И хотя вся эта система выглядит довольно тяжеловесной, работает она в целом неплохо. Однако нужно учитывать несколько нюансов.
Во-первых, всё это нагромождение драйверов работает только в Windows 11. AMD рекомендует для Ryzen 9 7950X3D пользоваться Windows 11 21H2 и новее. Кроме того, в ОС должен быть активирован игровой режим и установлены все необходимые программные компоненты, которые входят в пакет драйверов чипсета версии 5.01.03.005 и последующих. Их инсталляцию лучше проводить на полностью «чистую» систему: даже если речь идёт о простой модернизации CPU в уже имеющейся Socket AM5-платформе, AMD советует переустановить Windows с нуля.
Во-вторых, в системе в обязательном порядке должна быть установлена утилита Xbox Game Bar последней версии. Это ПО устанавливается и обновляется через Windows Store. Его необходимость обусловлена тем, что драйверы AMD используют средства Xbox Game Bar для определения запуска игровых приложений, поэтому без этого компонента алгоритм динамической приоритизации ядер работать не будет.
В-третьих, нужно понимать, что Xbox Game Bar узнаёт игры путём простого сопоставления названий запускаемых приложений с заранее составленным списком. Поэтому правильное определение игр происходит не всегда. Ошибки возможны как при выходе новых тайтлов, если Xbox Game Bar своевременно не обновился, так и, например, для некоторых пиратских игр, если в результате взлома хакерами было изменено название исполняемого файла. Кроме того, в списке Xbox Game Bar могут отсутствовать какие-то не слишком популярные инди-проекты. Иными словами, всецело полагаться на выстроенную AMD автоматическую систему не стоит.
Впрочем, стратегией выбора нужных ядер можно управлять и вручную через BIOS — там можно установить какой-то один приоритет на все ситуации: либо в пользу ядер с более высокой частотой, либо в пользу ядер с доступом к расширенной кеш-памяти. В этом случае нужда в установке 3D V-Cache Performance Optimizer и Xbox Game Bar отпадает: достаточно лишь одного драйвера PPM Provisioning File.
Впрочем, стратегией выбора нужных ядер можно управлять и вручную через BIOS — там можно установить какой-то один приоритет на все ситуации: либо в пользу ядер с более высокой частотой, либо в пользу ядер с доступом к расширенной кеш-памяти. В этом случае нужда в установке 3D V-Cache Performance Optimizer и Xbox Game Bar отпадает: достаточно лишь одного драйвера PPM Provisioning File.
Кроме того, вся эта сложная система с Xbox Game Bar и дополнительными драйверами требуется только для процессоров Ryzen 9 7950X3D и Ryzen 9 7900X3D, собранных на основе двух разнородных CCD-чиплетов. Восьмиядерник Ryzen 7 7800X3D в подобных ухищрениях не нуждается — все его ядра равноправны, поэтому он работает в оптимальном режиме без какой-либо специализированной программной поддержки.
AMD использовала технологию с нормами 7 нм для 3D-кеша и ранее, но в Ryzen 7 5800X3D это выглядело куда логичнее. Два кристалла, выпущенные по одинаковым нормам техпроцесса, монтировались один на другой и коммутировались сквозными вертикальными межсоединениями. Площадь кристалла 3D-кеша в Ryzen 7 5800X3D составляла 41 мм2, и он вполне нормально размещался на центральной части кристалла CCD площадью 81 мм2.
Как всё устроено на низком уровне
Напомним, CCD-чиплеты процессоров Ryzen 7000 выпускаются на TSMC по техпроцессу с нормами 5 нм. Для производства I/O-чиплета используется 6-нм техпроцесс. Кроме того, в Ryzen 7000X3D к этим двум техпроцессам добавляется ещё и третий: кристалл 3D-кеша, который монтируется поверх CCD, изготавливается по технологии с 7-нм нормами. И это достаточно неожиданный момент, поскольку при сборке процессоров с 3D-кешем AMD удаётся размещать поверх 32-Мбайт L3-кеша внутри 5-нм CCD-чиплета кристалл SRAM объёмом 64 Мбайт, произведённый по более крупному техпроцессу.AMD использовала технологию с нормами 7 нм для 3D-кеша и ранее, но в Ryzen 7 5800X3D это выглядело куда логичнее. Два кристалла, выпущенные по одинаковым нормам техпроцесса, монтировались один на другой и коммутировались сквозными вертикальными межсоединениями. Площадь кристалла 3D-кеша в Ryzen 7 5800X3D составляла 41 мм2, и он вполне нормально размещался на центральной части кристалла CCD площадью 81 мм2.
Теперь же техпроцессы стали разными, поэтому для использования в Ryzen 7000X3D кристалл 3D-кеша пришлось коренным образом перепроектировать, снизив его площадь до 36 мм2. В результате плотность расположения транзисторов в 7-нм кристалле 3D-кеша стала втрое выше, чем в кристалле Zen 3 (главным образом за счёт упрощения структуры транзисторов SRAM). Однако с учётом уменьшения CCD в архитектуре Zen 4 до 66 мм2 этого всё равно не хватает, и 3D-кеш вылезает за границы L3-кеша в CCD. Поэтому AMD переделала используемые для связи кешей сквозные межсоединения: теперь они проходят только в центральной части дополнительного кеша, помещённого поверх CCD. В результате AMD удалось обойтись без задействования передового техпроцесса для изготовления ещё одной части CPU, что положительно сказалось на себестоимости представителей серии Ryzen 7000X3D.
При этом способ, которым кристалл кеша монтируется поверх CCD, остался старым. Он основывается на фирменной технологии стекирования TSMC SoIC, которая предполагает состыковку кристаллов посредством миниатюрных плоских контактных площадок без использования каких-либо выступов или припоя. Площадки на двух кристаллах подгоняются друг к другу настолько точно, что они «слипаются» из-за вандерваальсовых сил межмолекулярного взаимодействия.
Несмотря на то, что AMD говорит о технологии 3D V-Caсhe как о методе органического расширения кеш-памяти без необходимости применять дополнительные шины и интерфейсы, построение этажерки из кристаллов приводит к некоторому ухудшению латентности L3-кеша. Этот эффект мы уже наблюдали на примере Ryzen 7 5800X3D, прослеживается он и у Ryzen 9 7950X3D. Если сравнить латентность кеша двух разных CCD в Ryzen 9 7950X3D, то выяснится, что ядра первого CCD с 96-Мбайт L3-кешем тратят на доступ к нему на 7-8 тактов больше, чем ядра второго CCD со стандартным 32-Мбайт L3. Более того, различается на 1 такт и латентность при доступе в кеш второго уровня — ядра CCD с 3D-кешем немного проигрывают и здесь.
При этом способ, которым кристалл кеша монтируется поверх CCD, остался старым. Он основывается на фирменной технологии стекирования TSMC SoIC, которая предполагает состыковку кристаллов посредством миниатюрных плоских контактных площадок без использования каких-либо выступов или припоя. Площадки на двух кристаллах подгоняются друг к другу настолько точно, что они «слипаются» из-за вандерваальсовых сил межмолекулярного взаимодействия.
Несмотря на то, что AMD говорит о технологии 3D V-Caсhe как о методе органического расширения кеш-памяти без необходимости применять дополнительные шины и интерфейсы, построение этажерки из кристаллов приводит к некоторому ухудшению латентности L3-кеша. Этот эффект мы уже наблюдали на примере Ryzen 7 5800X3D, прослеживается он и у Ryzen 9 7950X3D. Если сравнить латентность кеша двух разных CCD в Ryzen 9 7950X3D, то выяснится, что ядра первого CCD с 96-Мбайт L3-кешем тратят на доступ к нему на 7-8 тактов больше, чем ядра второго CCD со стандартным 32-Мбайт L3. Более того, различается на 1 такт и латентность при доступе в кеш второго уровня — ядра CCD с 3D-кешем немного проигрывают и здесь.
Но с точки зрения объёма данных, к которому возможно быстрое обращение, первый CCD с дополнительным кешем безусловно побеждает. Приведённый график хорошо показывает и ещё одну особенность Ryzen 9 7950X3D — добавление в этом процессоре технологии 3D V-Cache никак не сказывается на работе второй восьмёрки ядер из «традиционного» CCD. Они от дополнительной кеш-памяти полностью изолированы.
При этом кеш-память у CCD с 3D-кешем и без него организована одинаково. L3-кеш и в том и в другом случае имеет стандартную 16-канальную ассоциативность. Однако AMD утверждает, что в Ryzen 7000X3D ей удалось увеличить пропускную способность магистрали, связывающей части кеша в первом CCD и дополнительном кристалле SRAM, до 2,5 Тбайт/с. И это значит, что пропускная способность L3-кеша в Ryzen 9 7950X3D как минимум не ниже, чем у обычного Ryzen 9 7950X. Для сравнения приведём результаты теста AIDA64 Cachemem, снятые на двух флагманских 16-ядерниках AMD.
При этом кеш-память у CCD с 3D-кешем и без него организована одинаково. L3-кеш и в том и в другом случае имеет стандартную 16-канальную ассоциативность. Однако AMD утверждает, что в Ryzen 7000X3D ей удалось увеличить пропускную способность магистрали, связывающей части кеша в первом CCD и дополнительном кристалле SRAM, до 2,5 Тбайт/с. И это значит, что пропускная способность L3-кеша в Ryzen 9 7950X3D как минимум не ниже, чем у обычного Ryzen 9 7950X. Для сравнения приведём результаты теста AIDA64 Cachemem, снятые на двух флагманских 16-ядерниках AMD.
Стоит понимать, что лучшие результаты Ryzen 9 7950X на скриншотах отчасти объясняются его более высокой тактовой частотой, особенно в условиях, когда нагрузка отправляется на CCD с увеличенной кеш-памятью. Однако более высокие латентности при обращениях к данным — один из побочных эффектов добавления в процессор дополнительной кеш-памяти.
Насколько скромнее ведёт себя Ryzen 9 7950X3D в реальных нагрузках, можно оценить по приведённым ниже графикам потребления при рендеринге в Blender и при игре в Cyberpunk 2077.
Энергопотребление и температуры
Ryzen 9 7950X3D интересен не только удвоением размера L3-кеша. Данный процессор выгодно отличается от Ryzen 9 7950X ещё и по тепловым и энергетическим характеристикам. Отчасти это изменение — вынужденное, поскольку отводить тепло от двухэтажных процессорных кристаллов заведомо сложнее. Но во многом ограничение потребления Ryzen 9 7950X3D величиной 162 Вт — реакция AMD на то, как пользователи отнеслись к выпущенным ранее решениям, которые работают при максимально допустимой температуре буквально с любым охлаждением. С Ryzen 9 7950X3D такой ситуации больше быть не должно, и, более того, предельная температура этого CPU снижена с 95 до более приемлемых 89 градусов.Насколько скромнее ведёт себя Ryzen 9 7950X3D в реальных нагрузках, можно оценить по приведённым ниже графикам потребления при рендеринге в Blender и при игре в Cyberpunk 2077.
Отличие получается без преувеличения разительным. В Blender потребление Ryzen 9 7950X3D укладывается в 150 Вт, что в полтора раза меньше потребления Ryzen 9 7950X. В игре разрыв в потреблении этих CPU не меньше: Ryzen 9 7950X требует в среднем 120 Вт электроэнергии, а Ryzen 9 7950X3D довольствуется 75-80 Вт. Таким образом, новый 16-ядерник с 3D-кешем, вне всяких сомнений, заслуживает звания самого энергоэффективного флагманского процессора современности.
Сдержанное потребление Ryzen 9 7950X3D отражается и на его температурном режиме. Хотя снимать тепло с этого процессора даже сложнее, чем с Ryzen 9 7950X, поскольку между первым CCD и процессорной крышкой добавилась дополнительная «прокладка» в виде кристалла 3D-кеша, в предельную температуру при высоких нагрузках он не упирается. Правда, эффективное охлаждение всё равно необходимо, но это не обязательно должна быть СЖО, можно обойтись и двухбашенным суперкулером.
Мы же для иллюстрации протестировали нагрев Ryzen 9 7950X3D с нашей обычной системой охлаждения — кастомной «водянкой» с 360-мм радиатором.
Мы же для иллюстрации протестировали нагрев Ryzen 9 7950X3D с нашей обычной системой охлаждения — кастомной «водянкой» с 360-мм радиатором.
Максимальная температура Ryzen 9 7950X3D при рендеринге составила 80 градусов, а в игре процессор нагревался не выше 77 градусов. В обоих случаях до предела в 89 градусов остаётся значительный зазор, который позволяет не беспокоиться о судьбе CPU и отказаться от попыток снизить его рабочую температуру через андервольтинг или какими-то другими ухищрениями.
Таким образом, частота Ryzen 9 7950X3D во время работы оказывается не ограничена ни пределом PPT (максимумом потребления), ни пределом по температуре. Значимым для этого CPU оказывается совсем другой лимит технологии Precision Boost Override 2 — максимальный разрешённый ток (TDC). Он во избежание повреждения процессора установлен в 120 А.
И мы знаем, о чём говорим. Лаборатория 3DNews смогла протестировать лишь второй купленный экземпляр Ryzen 9 7950X3D. Первый процессор проработал в тестовой системе примерно двое суток, завис во время одного из тестов и больше так и не запустился, останавливаясь на начальном этапе при прохождении процедуры POST. При этом весь процесс тестирования до поломки проходил в номинальном режиме, с настройками по умолчанию.
Конечно, речь не идёт о том, что нормально работает только половина выпущенных AMD процессоров Ryzen 9 7950X3D. Но случаев их выхода из строя действительно много. На это жалуются и обозреватели, и простые пользователи: на Reddit проблеме посвящено сразу несколько регулярно пополняемых печальными рассказами тем. При этом смерть к процессорам приходит по-разному. У кого-то, как и у нас, CPU просто перестают работать через несколько часов, дней или недель после покупки. А у кого-то они натурально «подгорают», повреждая заодно и материнскую плату.
Таким образом, частота Ryzen 9 7950X3D во время работы оказывается не ограничена ни пределом PPT (максимумом потребления), ни пределом по температуре. Значимым для этого CPU оказывается совсем другой лимит технологии Precision Boost Override 2 — максимальный разрешённый ток (TDC). Он во избежание повреждения процессора установлен в 120 А.
Почему Ryzen 9 7950X3D такой хлипкий
Впрочем, все меры, которые AMD приняла, чтобы защитить Ryzen 9 7950X3D от пагубного воздействия высоких напряжений, токов и температур, сработали плохо. Сегодня, спустя два месяца после начала продаж нового поколения CPU с 3D-кешем, можно уже сказать наверняка — столь ненадёжных процессоров на рынке не было уже очень давно. Ryzen 9 7950X3D оказались подвержены настоящей эпидемии, основным симптомом которой стал их внезапный выход из строя. Такие поломки происходят в совершенно любых конфигурациях и никак не связаны с попытками разгона. Процессоры просто прекращают работать без каких-либо внешних причин.И мы знаем, о чём говорим. Лаборатория 3DNews смогла протестировать лишь второй купленный экземпляр Ryzen 9 7950X3D. Первый процессор проработал в тестовой системе примерно двое суток, завис во время одного из тестов и больше так и не запустился, останавливаясь на начальном этапе при прохождении процедуры POST. При этом весь процесс тестирования до поломки проходил в номинальном режиме, с настройками по умолчанию.
Конечно, речь не идёт о том, что нормально работает только половина выпущенных AMD процессоров Ryzen 9 7950X3D. Но случаев их выхода из строя действительно много. На это жалуются и обозреватели, и простые пользователи: на Reddit проблеме посвящено сразу несколько регулярно пополняемых печальными рассказами тем. При этом смерть к процессорам приходит по-разному. У кого-то, как и у нас, CPU просто перестают работать через несколько часов, дней или недель после покупки. А у кого-то они натурально «подгорают», повреждая заодно и материнскую плату.
Признала проблему и сама AMD, указав, что слышит жалобы пользователей и занимается расследованием ситуации. Пока компания склоняется к тому, что поломки происходят из-за допущенных в библиотеках AGESA ошибок в конфигурировании напряжений «некоторых» линий питания. Из объяснений компании и производителей материнских плат можно сделать вывод, что при использовании более скоростной, нежели DDR5-5200, памяти на внутрипроцессорную SoC могут подаваться серьёзно завышенные напряжения, которые приводят либо к моментальному выходу CPU из строя, либо к его быстрой деградации. Попутно существует и смежная проблема — повреждение CPU SoC вызывает короткое замыкание процессорных линий питания, из-за чего может сгореть (буквально) материнская плата.
Для исправления ситуации было выпущено экстренное обновление AGESA и прошивок материнских плат, которые ограничили напряжение SoC величиной 1,3 В. Но достаточно ли этого ограничения и нет ли в платформе Socket AM5 других «досадных ошибок» подобного рода, пока непонятно — статистики ещё не накоплено. Поэтому мы настоятельно советуем приобретать Ryzen 9 7950X3D только с реально действующей гарантией и только в тех магазинах, которые заведомо не будут отказывать в обмене процессоров и материнских плат с обугленными контактами, ссылаясь на «неправильные условия эксплуатации».
Из разъяснений AMD также следует, что ошибки с настройкой напряжений затрагивают в том числе и обычные процессоры без 3D-кеша, но, поскольку они не такие нежные, как их собратья с дополнительным 3D-кешем, случаев поломок среди них заметно меньше. Тем не менее существование проблем с классическими Ryzen 7000 мы тоже можем подтвердить собственным опытом: в лаборатории 3DNews есть экземпляр похожим образом вышедшего из строя Ryzen 9 7950X.
Иными словами, платформа Socket AM5 в её современном состоянии производит впечатление плохо отлаженной и крайне ненадёжной. К счастью, есть основания полагать, что критические ошибки были допущены разработчиками не в архитектуре или дизайне CPU, и рано или поздно AMD сможет устранить корень наблюдающихся проблем через обновления прошивок. Но очень досадно, что поиском и исправлением дефектов в своей платформе компания занялась лишь спустя полгода после её выпуска и лишь под давлением растущей волны отрицательного фидбэка.
Источник
Для исправления ситуации было выпущено экстренное обновление AGESA и прошивок материнских плат, которые ограничили напряжение SoC величиной 1,3 В. Но достаточно ли этого ограничения и нет ли в платформе Socket AM5 других «досадных ошибок» подобного рода, пока непонятно — статистики ещё не накоплено. Поэтому мы настоятельно советуем приобретать Ryzen 9 7950X3D только с реально действующей гарантией и только в тех магазинах, которые заведомо не будут отказывать в обмене процессоров и материнских плат с обугленными контактами, ссылаясь на «неправильные условия эксплуатации».
Из разъяснений AMD также следует, что ошибки с настройкой напряжений затрагивают в том числе и обычные процессоры без 3D-кеша, но, поскольку они не такие нежные, как их собратья с дополнительным 3D-кешем, случаев поломок среди них заметно меньше. Тем не менее существование проблем с классическими Ryzen 7000 мы тоже можем подтвердить собственным опытом: в лаборатории 3DNews есть экземпляр похожим образом вышедшего из строя Ryzen 9 7950X.
Иными словами, платформа Socket AM5 в её современном состоянии производит впечатление плохо отлаженной и крайне ненадёжной. К счастью, есть основания полагать, что критические ошибки были допущены разработчиками не в архитектуре или дизайне CPU, и рано или поздно AMD сможет устранить корень наблюдающихся проблем через обновления прошивок. Но очень досадно, что поиском и исправлением дефектов в своей платформе компания занялась лишь спустя полгода после её выпуска и лишь под давлением растущей волны отрицательного фидбэка.
Источник
Следующая публикация
Нет комментариев