Огляд процесора AMD Ryzen 7 3700X: Zen 2 у всій красі

AMD діє рішуче і швидко-раз за разом вона робить помітні кроки в бік поліпшення своїх пропозицій. І результати не змушують себе чекати. Компанія планомірно нарощує свою частку на процесорному ринку, а Ryzen другого покоління заслужено користуються репутацією кращих пропозицій для масового ринку по сполученню ціни і продуктивності. І навіть найзапекліші скептики сьогодні визнають, що AMD вдалося серйозно розгойдати процесорний ринок і зробити щонайменше так, що анонси нових процесорів з пересічних оновлень перетворилися на головні події в комп'ютерній індустрії.

Однак тепер компанія хоче ще більшого. У той час як Intel продовжує мучити 14-нм техпроцес і мікроархітектуру Skylake родом з 2015 року, AMD збирається остаточно перехопити ініціативу. На Ryzen третього покоління покладається завдання наочно продемонструвати технологічна перевага AMD і перевести її з другого місця на перше. Але чи стане третя спроба воспрянувшей AMD створити найкращий в новітній історії процесор для десктопних систем вдалою?

Ми пишемо ці рядки, коли вже знаємо результати тестів. І можемо сказати напевно, в Ryzen 3000 є маса позитивних змін, які ставлять їх на голову вище попередників. Однак разом з тим залишаються і проблеми, з-за яких предметний розповідь про новинки виходить не надто простим.

З цієї причини матеріал, присвячений тестуванню Ryzen 3000 ми розбили на дві частини. У першій частині ми поговоримо про новий восьмиядернике Ryzen 7 3700X, на прикладі якого найлегше займатися аналізом дизайну в порівнянні з Ryzen минулого покоління Intel Core. Друга ж частина, яка вийде слідом за першої, буде присвячена тестування 12-ядерного флагмана Ryzen 9 3900X за допомогою якого AMD збирається поставити в масовому сегменті ринку серію абсолютних рекордів.

⇡#Що слід знати про нову мікроархітектуру Zen 2

Якщо при випуску процесорів Ryzen першого і другого покоління AMD хотіла донести ідею про те, що вона нарешті повертається у вищу лігу розробників і виробників x86-процесорів, то сьогоднішній анонс Ryzen 3000 несе з собою вже зовсім інший посил. Тепер компанія ставить перед собою набагато більш амбітну мету – стати лідером процесорного ринку, який пропонує найбільш швидкодіючі, енергоефективні та найбільш технологічно просунуті чіпи.

І це завдання не виглядає нездійсненним. Протягом останнього року AMD вдалося побудувати досить міцний фундамент, з якого вона цілком здатна впевнено стартувати вгору. Завдяки співпраці з одним із передових контрактних виробників напівпровідників, тайванської TSMC, компанія першою в галузі ПК перевела виробництво своїх процесорів на 7-нм технологію, що дозволило їй збільшити щільність кристалів, підняти їх робочі частоти і паралельно поліпшити енергоефективність. На додаток до цього, AMD запровадила ще одну інновацію і перейшла на нову многочиповую (чиплетную) компонування процесорів, яка передбачає складання кінцевих продуктів з декількох напівпровідникових кристалів, що дозволяє обійти багато виробничі складності і істотно знизити собівартість складних багатоядерних процесорів.

Але Ryzen третього покоління мітять настільки високо не тільки тому, що вони здатні запропонувати користувачам, які багато працюють на високій частоті ядер за порівняно невеликі суми. Щось подібне вже було в асортименті AMD і раніше. Але до минулим процесорів компанії існувало чимало претензій, пов'язаних з невисокою однопотокового продуктивністю, з серйозними затримками при межъядерном взаємодії і з неефективним контролером пам'яті. Тепер же всі ці недоліки в тій чи іншій мірі повинні бути усунені. Говорячи про поліпшення продуктивності нових Ryzen порівняно з попередниками, AMD оперує двозначними відсотковими показниками, і це дійсно здається дуже серйозним прогресом на тлі того, як розвиваються протягом останніх років процесори Intel.

Однак потрібно розуміти, що таке істотне зростання продуктивності в Ryzen третього покоління багато в чому обумовлюється ефектом низької бази. Мікроархітектура нових процесорів не є чимось принципово новим: Zen 2 відрізняється від Zen/Zen+ лише в деталях і, фактично, несе з собою набір виправлень найбільш критичних проблем попередників. Але оскільки проблем різного роду було чимало, і багато з них завдавали досить істотний збиток загальної ефективності мікроархітектури, їх усунення в підсумку призводить до помітного зростання продуктивності.

І все ж, принижувати заслуги AMD нам би дуже не хотілося. У кінцевому підсумку в Zen 2 відбулося чимало позитивних змін: збільшилася пропускна здатність всіх основних внутрипроцессорных магістралей, зросла завантаження наявних у процесорних ядрах обчислювальних ресурсів, стали більші обсяги даних, з якими процесор може оперувати локально, а також істотно зріс ключовий показник питомої швидкодії мікроархітектури – число виконуваних інструкцій за такт (IPC).

Детальному аналізу аналіз архітектурних нововведень і поліпшень в Ryzen 3000 ми присвятили окремий матеріал, в ньому про будову мікроархітектури Zen 2 розповідається дуже докладно.

Тут же ми лише нагадаємо головні причини, що визначають горезвісний зростання показника IPC. Про них слід знати хоча б для того, щоб краще розуміти результати тестів представників сімейства Ryzen 3000. Отже, це:

• Збільшення ширини блоку операцій з плаваючою крапкою (FPU) з 128 до 256 біт. Завдяки цьому Zen 2 можуть виконувати 256-бітні AVX2-інструкції в один прийом, тобто вдвічі швидше, ніж раніше.
• Дворазове збільшення обсягу кешу декодованих мікрооперацій, що повинно знизити простої виконавчої частини конвеєра через брак продуктивності декодера x86-інструкцій.
• Значно поліпшене передбачення переходів, в механізмі якого тепер використовується новий TAGE-провісник (Tagged geometric) і збільшені за обсягом буфери цілей розгалужень першого і другого рівнів. Все це в сумі знижує ймовірність помилок пророкування розгалужень і мінімізує кількість ситуацій, коли процесор змушений скидати стан конвеєра з-за неправильно зроблених прогнозів розгалуження коду.
• Поява додаткового (третього) блоку генерації адрес (AGU), який дозволяє виконавчим пристроям своєчасно отримувати доступ до необхідних даних навіть при високих навантаженнях.
• Збільшена вдвічі ширина шини кеш-пам'яті, що також дозволяє усунути вузькі місця при зверненні виконавчих пристроїв до даних.
• Подвоєний за обсягом кеш третього рівня, загальний розмір якого досяг 32 Мбайт на кожен восьмиядерний чиплет.
• Вдосконалені алгоритми попередньої вибірки даних, що дозволяють переносити дані з пам'яті в кеш до того, як вони будуть запитані в процесі виконання програмного коду.
• Збільшені розміри черг планувальників, що дозволило підвищити ефективність роботи технології SMT.
• Збільшений розмір регістрового файлу, що дає процесору можливість обробляти більшу кількість команд паралельно без будь-яких затримок.
• Додаткові виправлення в мікроархітектурі, що дозволяють протидіяти атакам типу Spectre V4 без зниження продуктивності.

Проілюструвати микроархитектурные поліпшення практичними прикладами досить нескладно. Для цього ми зазвичай користуємося простими синтетичними бенчмарками з тестової утиліти AIDA64: вони дозволяють побачити, як змінилася продуктивність при виконанні тих чи інших типових алгоритмів. На наведених нижче діаграмах ми порівняли минуле покоління Ryzen (Pinnacle Ridge) з нинішнім (Mattisse) на прикладі восьмиядерних і шестнадцатипоточных чіпів, що працюють на однаковій тактовій частоті 4,0 ГГц. Крім того, на діаграми поміщені результати восьмиядерного Coffee Lake Refresh, також працює на частоті 4,0 ГГц.

Насправді всі ці результати дуже цікаві. По-перше, вони показують, що в деяких алгоритмах мікроархітектура Zen 2 забезпечує чи не дворазовий приріст продуктивності, в той час як в інших випадках швидкодію залишилося на колишньому рівні. По-друге, вони дозволяють говорити про те, що з точки зору порівняно простих обчислювальних алгоритмів, які добре розпаралелюються і не потребують активної роботи зі зовнішніми даними оперативної пам'яті, мікроархітектура Zen 2 не тільки доросла до ефективності мікроархітектури Intel Skylake, але і навіть перевершила її.

Найбільш вражаючий прогрес Matisse демонструє в тих алгоритмах, які використовують операції з плаваючою точкою. А якщо говорити конкретніше, то там, де застосовуються інструкції AVX2, FMA3 і FMA4. Адже саме їх виконання в Zen 2 прискорилося вдвічі.

Що ж стосується цілочисельних обчислень, то з ними особливих проблем не було і в минулих процесорах Ryzen. Зараз же сталося лише невелика зміна продуктивності, пов'язана в першу чергу з змінами в кешировании і декодування інструкцій: із зменшенням обсягу L1I-кеша і з збільшенням кеша декодованих мікрооперацій. Окремо потрібно відзначити порівняно низький результат Matisse в тесті CPU Photoworxx. Справа в тому, що це – єдиний бенчмарк, в якому окрім іншого роль відіграє продуктивність підсистеми пам'яті. А з нею у нових Ryzen справді все не так добре, як з мікроархітектурою. Втім, не будемо забігати вперед.

⇡#Шина Infinity Fabric і швидкість межъядерного взаємодії

Якщо говорити про восьмиядерниках і шестиядерниках, то процесори Ryzen третього покоління зберегли свою традиційну базову структуру – вони складені з двох чотирьохядерних комплексів CCX (Core Complex), які містяться в одному восьмиядерном процесорному кристалі-чиплете CCD (Core Complex Die) і з'єднуються всередині нього шиною Infinity Fabric. Однак відміну від минулих процесорів полягає в тому, що восьмиядерний процесор більше не являє собою єдиний монолітний кристал. Контролер пам'яті, контролер PCI Express і елементи SoC вилучені з CCD-чиплета і виділені в окремий I/O-чиплет, вироблений за 12-нм технології на підприємствах GlobalFoundries. При цьому така двухкристальная компонування ніяк не зачіпає зв'язку між ядрами і L3-кешем – тут все залишається по-старому.

У процесорах з 12 і 16 ядрами все ж додається ще один рівень ієрархії – в них використовуються аналогічні восьмиядерні CCD-чиплеты, але в подвійній кількості. При цьому безпосереднього з'єднання один з одним CCD-чиплеты не мають. Вони пов'язані шиною Infinity Fabric тільки з I/O-чиплетом, тому всі взаємодію між ядрами, що знаходяться в різних чиплетах, відбувається через проміжний вузол – I/O чиплет.

У кінцевому підсумку виходить, що навіть у разі восьмиядерних процесорів ядра нерівноправні по відношенню один до одного: є «близькі» ядра (що знаходяться в одному CCX-комплексі), а є – «далекі» (що знаходяться в різних CCX і мають можливість зв'язатися один з одним тільки через Infinity Fabric). В процесорах ж, заснованих на парі CCD бувають ще й «дуже далекі» ядра – фізично знаходяться в різних кристалах. У силу цієї специфіки затримки при обміні даними між ядрами виходять різними в залежності від того, чи об'єднані вони в одному CCX або знаходяться в різних. І це досить тривожний момент: в процесорах Ryzen минулих поколінь затримки, які виникали при спілкуванні ядер з різних CCX, ставали досить відчутними і в ряді випадків гальмували продуктивність.

У Ryzen 3000 ця проблема повинна була бути частково виправлена. По-перше, AMD попрацювала з Microsoft і змогла домогтися того, щоб планувальник операційної системи тепер враховував топологію процесора і в першу чергу навантажував ядра з одного CCX-комплексу, переходячи до наступного CCX, лише коли вільні ядра в попередньому вже завантажені роботою. Така стратегія притаманна планувальником у новій версії Windows 10 May 2019 Update, і стосовно процесорів Ryzen це дозволяє скоротити кількість межъядерных звернень по шині Infinity Fabric з високими затримками і зосередити обчислення, якщо вони не навантажують всі процесорні ядра, всередині найбільш дрібної процесорної структурної одиниці.

По-друге, шина Infinity Fabric в Ryzen нового покоління помітно прискорена сама по собі: її ширина зросла вдвічі – з 256 до 512 біт. Набагато це покращує ситуацію? Позитивний ефект неважко перевірити, для цього ми виконали наш традиційний тест затримок, що виникають при пересиланні даних між ядрами. Для порівняння нижче наводяться результати вимірювань, зроблені не тільки для восьмиядерного процесора Ryzen третього покоління, але і для восьмиядерника минулого покоління (Pinnacle Ridge), а також для восьмиядерного Coffee Lake Refresh. Всі процесори під час тесту були приведені до єдиної тактовою частотою 4,0 ГГц, пам'ять у всіх CPU працювала в режимі DDR4-3466, а значить шина Infinity Fabric в порівнюваних Ryzen використовувала однакову частоту 1733 МГц.

Ситуація в Ryzen 3000 дійсно помітно покращилася. Ядра, що належать до одного CCX-комплексу, тепер здатні обмінюватися даними на 25 % швидше, а ядра, що відносяться до різних CCX, виявляються «ближче» один до одного на третину. Таким чином, Ryzen 3000, принаймні якщо говорити про процесори з числом ядер не більше восьми, проблем з високими затримками при межъядерном взаємодії будуть схильні помітно меншою мірою. Більш того, по швидкості зв'язків між ядрами, що відносяться до одного CCX-комплексу, нові представники сімейства Ryzen перевершили навіть Coffee Lake Refresh, де застосовується кільцева шина, яка вважається найбільш вдалим варіантом з'єднання компонентів процесора в єдине ціле.

Позитивний вплив високої швидкості Infinity Fabric має проявитися не тільки при пересиланні даних між ядрами. Варто нагадати, що кожен CCX-комплекс в процесорах Ryzen має власної кеш-пам'яттю третього рівня, а об'ємний 32-мегабайтний L3-кеш в восьмиядерних Ryzen 3000 насправді являє собою два кеша до 16 Мбайт. Тому звернення через Infinity Fabric відбуваються і в тому випадку, коли ядра одного CCX-комплексу потребують даних, що знаходяться в L3-кеші другого CCX-комплексу. Отже, спостерігається прискорення Infinity Fabric повинно позитивно позначитися на продуктивності в досить широкому діапазоні ситуацій, в тому числі і при активній роботі з даними.

Однак інша проблема, пов'язана зі швидкістю Infinity Fabric так і залишилася не вирішена: частота цієї шини продовжує бути пов'язана з частотою роботи контролера пам'яті. Хоча в нових процесорах AMD і реалізувала асинхронний режим роботи Infinity Fabric, частота цієї шини все одно не може перевищувати частоту, на якій працює контролер пам'яті, а значить, вибір модулів DDR4 SDRAM продовжить надавати помітний вплив на продуктивність Ryzen 3000.

⇡#Швидкість кеш-пам'яті

Якщо говорити про роботу з даними, то підсистема кеш-пам'яті в процесорах Ryzen 3000 майже не змінилася. Кеш-пам'ять першого (L1D) і другого рівня зберегла колишній розмір, організацію і латентності, і єдине нововведення – це збільшений кеш третього рівня. За рахунок переходу на 7-нм технологію AMD дозволила собі істотно збільшити транзисторний бюджет CCX-комплексів, і завдяки цьому кеш третього рівня був подвоєний — до 16 Мбайт на кожні чотири ядра. Але навіть незважаючи на це площа, яку Ryzen 3000 займає CCX-комплекс на 7-нм напівпровідниковому кристалі, складає всього 31,3 мм², в той час як в процесорах минулого покоління, які виробляються за 12-нм технології, CCX-комплекс займає 60 мм².

Але збільшення обсягу L3-кеша сталося не стільки від щедрості розробників. Це почасти вимушена міра. У нових процесорах з чиплетной компонуванням контролер пам'яті «відійшла» від обчислювальних ядер, і кешування максимально великого обсягу даних – прийом, який потрібен для того, щоб постаратися зменшити кількість ситуацій, коли процесорні ядра простоюють в очікуванні отримання даних з пам'яті. Представники AMD стверджують, що в першу чергу це повинно допомогти вирішити проблеми з продуктивністю в іграх, але це ми ще перевіримо.

Зараз же хочеться поговорити про іншому моменті: зростання обсягу кеш-пам'яті завжди супроводжується збільшенням її затримок. Так і сталося цього разу, однак справедливості заради потрібно відзначити, що зростання латентності виявився зовсім невеликим – з 38-39 до 41-42 тактів.

На графіках нижче ми порівняли латентність кеш-пам'яті восьмиядерних процесорів Ryzen другого і третього поколінь, а також актуальних представників сімейства Intel Core. Всі процесори під час вимірювань були приведені до єдиної частотою 4,0 ГГц.

Кеш-пам'ять першого і другого рівня в Ryzen 3000 порівняно з процесорами минулого покоління не змінила своїх ключових робочих параметрів. Латентність L1 і L2 кеша залишилася на рівні 4 і 12 тактів. Однак говорити про те, що найближча до обчислювальних ядер кеш-пам'ять зовсім не змінилася, було б невірно. Кеш першого рівня в Ryzen 3000 насправді став швидше, оскільки тепер він здатний обслуговувати два 256-бітних читання і одну 256-бітну запис кожен такт, що означає збільшення його пропускної здатності в порівнянні з попередніми процесорами сімейства Ryzen вдвічі.

В результаті, швидкості роботи L1 і L2 кеша в Ryzen 3000 стали повністю співставні зі швидкістю роботи кеш-пам'яті нижніх рівнів в актуальних масових процесорах конкурента. А кеш-пам'ять третього рівня в нових Ryzen, хоча і збільшила свою латентність, все одно може запропонувати менші затримки порівняно з L3-кешем в процесорах Intel Coffee Lake Refresh. Втім, не варто випускати з уваги принципово різні алгоритми роботи L3-кеша в процесорах різних виробників. В Zen/Zen+ і Zen 2 кеш третього рівня дуже простий і віктимний, і до того ж незалежний для кожного CCX-комплексу. У той же час у споживчих процесорах Intel для платформи LGA 1151 реалізований більш інтелектуальний інклюзивний кеш зі зворотним записом, який поділяється між усіма ядрами процесора. Іншими словами, практична ефективність L3-кеша в процесорах AMD і Intel сильно відрізняється.

Разом з тим наведені графіки латентності дають певні приводи для занепокоєння. А саме, побоювання викликає крайова частина кривої латентності для Matisse, яка показує характеристики підсистеми пам'яті. Як бачите, тут ніяких приводів для оптимізму немає: Ryzen третього покоління виявилися гірше своїх попередників і, як наслідок, серйозно програють по латентності пам'яті процесорам конкурента. У чому ж справа?

⇡#Робота з пам'яттю

Реалізована в Ryzen 3000 чиплетная компонування розділила між собою обчислювальні ядра і контролер пам'яті процесора. У той час як CCX-комплекси з ядрами і L3-кешем розташовуються в 7-нм CCD-чиплетах, контролер пам'яті разом з контролером PCI Express і елементами SoC винесено в інший I/O-чиплет. З'єднання між чиплетами, змонтованими в процесорі на єдиній текстолітової підкладці, відбувається за допомогою шини Infinity Fabric, а значить, на шляху даних з пам'яті в процесорні ядра з'явився додатковий етап. І хоча AMD говорить про те, що зовнішня шина Infinity Fabric аналогічна по швидкісним характеристикам шині, що зв'язує CCX-комплекси всередині CCD-чиплета, все це так чи інакше повинно було позначитися на затримки, що виникають при доступі до пам'яті.

Іншими словами, коли виявилося, що латентність пам'яті в Ryzen 3000 стала гірше, ніж раніше, ми зовсім не здивувалися. Цікавіше інше: наскільки погіршилася швидкість роботи з пам'яттю в нових процесорах AMD. Наочно відповідають на це питання показники тесту Cachemem з утиліти AIDA64 (для коректності вимірювань всі процесори приведені до єдиної частотою 4,0 ГГц, у всіх випадках в системах встановлена двоканальна DDR4-3466 SDRAM з таймінгами 16-16-16-36-1T).

Як видно з наведених даних, погіршення латентності пам'яті в Ryzen 3000 порівняно з процесорами попереднього покоління становить близько 11 %. Крім того, зіпсувалися і показники пропускної здатності: швидкість запису, яку показує контролер пам'яті Ryzen 3000, стала в півтора рази нижче, ніж була раніше. Іншими словами, чудес не буває: так само, як сталося в середині 2000-х років переміщення контролера пам'яті з чіпсета в процесор прискорило роботу з пам'яттю, зворотне відділення контролера пам'яті від обчислювальних ядер закономірно призвело до зворотного результату.

Причому, для процесорів AMD зростання латентності пам'яті – не просто прикра дрібниця, це – дійсно дуже неприємний момент. По швидкості роботи з пам'яттю Ryzen минулого покоління і так помітно програвали процесорам конкурента. Тепер же, з виходом Ryzen 3000, ситуація тільки погіршується. Хоча пропускні здатності при читанні і копіювання даних у Ryzen 3000 і Intel Coffee Lake Refresh залишаються порівнянними, по швидкості запису і з точки зору латентності пам'яті нові процесори AMD поступаються конкурентам у 1,6-1,8 разів.

Але не все так драматично. Для потенційних покупців Ryzen третього покоління є і хороші новини. Найголовніша – в нових процесорах застосовується значно перероблений контролер пам'яті, який далеко не так примхлива, як його попередник. Це знайшло відображення і в паспортних характеристик: нові Ryzen 3000 отримали офіційну підтримку DDR4-3200 SDRAM, якої раніше формально не пропонувалося. Причому, працездатність пам'яті в режимі DDR4-3200 гарантується для будь-яких пар модулів, незалежно від їх організації і компонентою бази.

Крім того, якщо говорити про реалізовані в новому контролері пам'яті можливості, то варто згадати і ще кілька важливих речей. По-перше, в Ryzen 3000 тепер будуть підтримуватися 32-гігабайтні модулі, що означає, що до системи на базі нових процесорів можна буде встановити в сумі 128 Гбайт пам'яті. По-друге, контролер пам'яті підтримує ECC. Однак можливість використання цієї функції буде залежати від материнських плат, і, як показує досвід, у звичайних споживчих платформах виробники зазвичай її не активують.

Однак основні переваги нового контролера стають очевидними при його практичному використанні. Його без перебільшення можна назвати безпроблемною: він всеїдний по відношенню до модулів пам'яті і набагато більш стабільний в роботі, не вимагаючи стомлюючого підбору таймінгів для досягнення стабільності на відносно високій частоті. В той час, як з процесорами Ryzen минулих поколінь модулі пам'яті рідко коли вдавалося запустити в режимах швидше DDR4-3466, з новим контролером не викликає проблем і запуск пам'яті в більш швидкісних режимах. Укупі із збільшеним об'ємом кеша третього рівня це багато в чому компенсує зростання латентності підсистеми пам'яті в цілому.

Втім, AMD не була б собою, якби до позитивних змін не додавався б перелік обмежень і застережень. Так, незважаючи на можливість значного розгону пам'яті, максимальним раціональним режимом експлуатації пам'яті з Ryzen 3000 виступає DDR4-3600. Саме в цьому випадку досягається максимальна продуктивність, більш швидкі по частоті режими безглузді з точки зору швидкодії.

Ryzen 7 3700X c DDR4-3600

Причина полягає в зв'язках між частотами самої пам'яті, контролери пам'яті і шини Infinity Fabric. Вони ускладнювали життя шанувальникам процесорів AMD раніше, і продовжать робити те ж саме і в процесорах Ryzen 3000, хоча певні зміни на краще все ж відбулися. Найголовніше: AMD змогла відв'язати частоту шини Infinity Fabric від частоти роботи пам'яті: вони в нових процесорах можуть змінюватися незалежно. Однак є важливий нюанс: частота Infinity Fabric повинна бути або дорівнює, або менше частоти пам'яті. А це означає, що вибір модулів пам'яті продовжить надавати помітний вплив на продуктивність процесора в цілому.

Другий нюанс стосується того, що максимально допустима частота Infinity Fabric в Ryzen 3000 становить 1800 МГц, а при виборі більш високих значень процесор функціонувати не може. Також є і третій нюанс. Він стосується того, що при використанні модулів пам'яті швидше DDR4-3600, тактовий генератор контролера пам'яті автоматично переходить в режим 2:1, тобто починає функціонувати на вдвічі меншій частоті.

Все це в сумі й призводить до того, що використовувати пам'ять в режимах швидше DDR4-3600 немає практичного сенсу: при переході через цю границю в роботу підсистеми пам'яті з-за включається асинхронності додаються додаткові й досить істотні затримки.

Ryzen 7 3700X c DDR4-3866

Як видно з наведеного скріншоту, латентність пам'яті в режимі DDR4-3866 виявляється приблизно на 9 нс вище, ніж при виборі режиму DDR4-3600 при однакових налаштування таймінгів. Компенсувати таке зростання затримки подальшим підвищенням частоти DDR4 SDRAM, якщо говорити про звичайний неэкстремальном розгоні, практично нереально.

Невелика надія залишається лише на те, що частоту Infinity Fabric в серійних процесорах при якихось умовах все-таки можна буде піднімати вище 1800 МГц, адже в теорії материнські плати мають відповідну настройку з багатим вибором частот для цієї шини. У цьому випадку у системах на базі процесорів Ryzen 3000 може з'явитися сенс використовувати і швидші, ніж DDR4-3600, модулі.

Однак нам перетнути межу в 1800 МГц для Infinity Fabric так і не вдалося: вибір більш високих значень неминуче приводив до повної непрацездатності тестової системи.

⇡#Чіпсет X570 і сумісність зі старими платами

Тестування Ryzen 3000 ми проводили, озброївшись платформою на базі набору системної логіки X570. Компанія AMD підготувала цей чіпсет спеціально до випуску своїх процесорів з мікроархітектурою Zen 2, проте плата на X570 – абсолютно необов'язковий компаньйон для нових Ryzen. Як і їх попередники, Ryzen 3000 сумісні зі звичним гніздом Socket AM4 і здатні працювати в платах, випущених за часів першого, так і другого покоління Ryzen.

Однак не все так просто. Для роботи нових процесорів в старих платах необхідна підтримка на рівні BIOS, а з її реалізацією все далеко не так гладко з маркетингових міркувань. Фактично, Ryzen 3000 напевно будуть сумісні з будь-якими платами на X470 і B450, з усіма ж іншими платформами ситуація віддана на відкуп виробників материнок. Тому підтримка нових процесорів в якихось конкретних платах з чіпсетами X370, B350 і A320 може і не з'явитися.

Критерій сумісності простий: для того, щоб та чи інша плата могла працювати з Ryzen 3000, її BIOS повинен бути пересобран з використанням бібліотек AMD AGESA Combo_AM4 PI 1.0.0.1 або пізнішої. Якщо виробник материнської плати випустила відповідне оновлення прошивки – плата для Ryzen 3000 підійде.

Тим не менш, використовувати зараз для тестування нових процесорів старі плати було б не дуже гарною ідеєю. Справа в тому, що виробники материнок кинули всі сили на оптимізацію BIOS свіжого покоління Socket AM4-платформ, а підтримка Ryzen 3000 в старих платформах реалізується за залишковим принципом. Проявляється це в тому, що майже всі наявні оновлення BIOS для старих плат ґрунтуються на коді AGESA версії 1.0.0.1 або 1.0.0.2, а ці версії не розкривають продуктивності Ryzen 3000 повною мірою.

Для повноцінної роботи нових CPU і досягнення максимального рівня швидкодії в коді BIOS повинні бути застосовані бібліотеки AMD AGESA Combo_AM4 PI 1.0.0.3, а це умова на даний момент виконується лише для небагатьох плат, переважно з чіпсетом X570. Саме з цієї причини тести проводилися нами з платою на базі X570, яка завдяки кращим оптимізацій може запропонувати більш високу продуктивність у парі з Ryzen 3000. Однак така ситуація носить тимчасовий характер: у міру оновлення коду BIOS в старих платах їх швидкодію з Ryzen 3000 має підтягнутися до того ж рівня, який сьогодні забезпечують свіжі платформи.

Сам по собі набір логіки X570 ніяких особливо затребуваних в даний момент можливостей в платформу Socket AM4 не додає. Головна причина, по якій користувачам варто приділяти йому увагу, це – поява в платах на його основі інтерфейсу PCI Express 4.0. За умови використання Ryzen 3000 в таких платах цей інтерфейс підтримується як графічними слотами PCIe x16, так і слотами M. 2 для NVMe-накопичувачів, а також і будь-якими іншими слотами PCIe. Крім того, плати нового покоління як правило забезпечуються великою кількістю портів USB 3.1 Gen2: процесор і чіпсет X570 можуть забезпечити роботу до 12 таких портів.

Процесори Ryzen 3000 мають 24 лінії PCI Express 4.0. Чотири лінії з цієї кількості задіюються на з'єднання з набором системної логіки, ще чотири лінії віддаються на роботу з системним NVMe SSD. Решта 16 ліній – це інтерфейс з графічною картою.

Чіпсет X570 має в своєму розпорядженні 20 ліній PCI Express 4.0, чотири з яких потрібні для зв'язку з процесором. Решта 16 ліній виробник материнської плати може розподілити по слотів PCIe, M. 2 або використовувати їх як додаткові SATA-порти.

На даному етапі все це не здається настільки затребуваним, хоча пристрої з підтримкою PCI Express 4.0 потроху проникають на ринок. Так, перспективний інтерфейс з удвічі більш високою пропускною здатністю будуть використовувати графічні карти Radeon RX 5700 і RX 5700XT. Крім того, найближчим часом у продажу почнуть з'являтися і твердотільні накопичувачі на базі контролера Phison PS5016-E16 (наприклад, Gigabyte AORUS SSD NVMe Gen4 або Corsair Force Series MP600), які також зможуть скористатися підвищеною смугою пропускання інтерфейсу.

Однак якщо ви замислюєтеся про придбання материнської плати на базі X570, то повинні мати на увазі, що цей чіпсет – дуже гаряча мікросхема, тепловиділення якої лежить в діапазоні від 11 до 14 Вт при пікових навантаженнях. Технічно вона являє собою переконфігурований I/O-чиплет від серверних процесорів EPYC Rome, тобто базується на 14-нм кристалі, виробленому на потужностях GlobalFoundries. І тому зовсім не дивно, що вона, як і процесори, потребує активного охолодження: на переважній більшості X570-материнських плат застосовується чіпсетний кулер з вентилятором.

Крім того, Socket AM4-плати, в яких використовується X570, будуть ставитися до числа флагманських платформ. І це значить, що коштувати вони будуть чимало: можна очікувати, що ціни найбільш дешевих плат нового покоління будуть починатися від $200-$250.

⇡#Детальніше про Ryzen 7 3700X

Модельний ряд процесорів Ryzen 3000 (кодове ім'я Matisse) складається з шести модифікацій: двох шестиядерників, двох восьмиядерников, двенадцатиядерного і шестнадцатиядерного процесорів. Для першого ознайомчого огляду ми вибрали середню модель – молодший восьмиядерний процесор Ryzen 7 3700X.

Зроблено це було в першу чергу тому, що йому легко підібрати конкурентів – восьмиядерні процесори є як у конкурента, так і серед Ryzen минулих поколінь. Крім того, Ryzen 7 3700X, як видається, буде однією з найбільш затребуваних новинок. Це можна зрозуміти, якщо подивитися на склад модельного ряду повністю.

Привабливість Ryzen 3000 обумовлюється чотирма факторами: високою продуктивністю, доступною ціною, помірним енергоспоживанням і тепловиділенням і надією на відмінний від нуля оверклокерський потенціал.

І дійсно: Ryzen 7 3700X – повноцінний восьмиядерний Socket AM4-процесор з мікроархітектурою Zen 2, зібраний з одного 7-нм CCD-чиплета з повним набором активних ядер і 12-нм I/O-чиплета. Він має трохи більш низькі частоти порівняно зі старшим восьмиядерником Ryzen 7 3800X, однак різниця в максимальній частоті складає всього лише 100 МГц. Ніяких інших принципових відмінностей немає: у Ryzen 7 3700X в наявності і повнорозмірний L3-кеш загальним об'ємом 32 Мбайт, і L2 кеш ємністю 512 Кб на ядро.

На те, що в якості базової частоти для цього процесора зазначена величина 3,6 ГГц, можна не звертати уваги – в реальності за рахунок технології авторозгону Precision Boost 2 процесор практично завжди виходить на істотно більш високу швидкість. Наприклад, при тестуванні в Cinebench R20 з навантаженням на різне число ядер наш екземпляр демонстрував реальні частоти в діапазоні від 4,1 до 4,4 ГГц, що не тільки добре виглядає, але і перевищує типові робочі частоти минулого флагмана, Ryzen 7 2700X.

Однак при цьому AMD явно лукавить, говорячи про енергоефективність Ryzen 7 3700X і відносячи його до 65-ватному теплового пакету. Щоб зрозуміти це, достатньо подивитися, як поводиться система з цим CPU в номінальному режимі в стрес-тестах, наприклад, в Prime95.

Викликає питання тут буквально все. І почати слід з високої робочої температури, яка для нашого екземпляра Ryzen 7 3700X в тесті Prime95 29.8 сягала 90 градусів при тому, що сама AMD вважає максимально можливим нагрівання процесора лише до 95 градусів. А адже така картина в нашому випадку спостерігається навіть не з коробковим Wraith Prism, а з куди більш потужним Noctua NH-U14S.

Безумовно, процесорний кристал, виконаний по 7-нм нормам, має вкрай невелике «пляма контакту» з теплорозподільною кришкою, і отже, прохолоджувати Ryzen 3000 дійсно важче, ніж 12 - і 14-нм процесори. Однак 90-градусний нагрівання CPU змушує засумніватися в тому, що такий процесор під навантаженням демонструє енергоспоживання на рівні 53 Вт, про що рапортують всі його внутрішні датчики. Складається враження, що AMD навмисно і дуже сильно занижує показники споживання з тим, щоб процесор автоматично розганявся до більш високих частот в рамках технології Precision Boost 2, яка для 65-ватного Ryzen 7 3700X встановлює верхню планку споживання в 88 Вт.

Про те, яке реальне споживання Ryzen 7 3700X, дозволяють судити датчики конвертера живлення материнської плати. Згідно з їх свідченнями, на процесор, який нібито створює електричне навантаження у 53 Вт, подається струм потужністю 106 Вт плюс ще близько 15 Вт на SoC. Система ж у цілому в цей час демонструє споживання порядку 185-190 Вт, так що сумнівів не залишається: 65-ватний Ryzen 7 3700X під навантаженням здатний споживати приблизно вдвічі більше заявленого теплового пакету. Іншими словами, енергоефективність Ryzen 7 3700X – це брехня, наклеп і провокація.

Безумовно, таку ситуацію із споживанням можна списати на неправильну настройку технології Precision Boost 2 в BIOS конкретної материнської плати або на ініційоване самої AMD умисне нехтування рамками теплового пакету, але потрібно розуміти, що якщо виробник і вирішить повернути Ryzen 7 3700X обіцяну енергоефективність, то неминуче постраждає його продуктивність. Іншого не дано.

А от чого у Ryzen 7 3700X не відняти, так це дуже привабливу ціну. Ryzen 7 3700X – не просто найдешевший восьмиядерник з архітектурою Zen 2, це ще й процесор з найнижчою в новому модельному ряду питомою вартістю ядра. Крім того, його вартість істотно нижче ціни молодшого восьмиядерного пропозиції конкурента. Все це в сумі легко може зробити Ryzen 7 3700X «вибором мільйонів», незважаючи на будь-які його недоліки.

⇡#Розгін

Ryzen 7 3700X – молодший восьмиядерник в модельному ряду новинок, і такі вступні зазвичай означають, що даний процесор можна результативно розганяти, як мінімум діставшись до частот старших представників модельного ряду. Тим більше, що AMD традиційно не стала чинити ніяких перешкод оверклокерам. Множники в Ryzen 7 3700X не блокуються, а теплорозсіююча кришка продовжує припаиваться до поверхні напівпровідникових кристалів, незважаючи на те, що під нею їх тепер стало два.

Тим не менш, розгін – це все-таки зовсім не про Ryzen 7 3700X. AMD в кожному новому поколінні планомірно вичавлювала з наявного в процесорах частотного потенціалу всі соки, і до теперішнього моменту досягла в цьому досконалості. Можна сказати, що Ryzen 7 3700X працює майже на межі своїх можливостей навіть у номінальному режимі за рахунок технології Precision Boost 2, на що явно натякають спостережувані робочі температури.

Так чи інакше, максимальною частотою, яку нам вдалося «вичавити» при ручному розгоні Ryzen 7 3700X, виявилася всього-на-всього 4,2 ГГц. При збільшенні напруги живлення до 1,4 В процесор на такій частоті працював стабільно і проходив стрес-тестування Prime95, однак температура під навантаженням зростала до 105 градусів, що навряд чи можна вважати нормальним експлуатаційним режимом.

Отриманий результат є скоріше теоретичну цінність, і вдаватися до такого розгону на практиці немає ніякого сенсу. Приріст продуктивності при многопоточной навантаженні складе кілька відсотків при тому, що при неповному завантаженні ядер процесор буде працювати навіть повільніше, ніж у номінальному режимі.

При цьому AMD пропонує для ентузіастів інший шлях збільшення продуктивності – коригування параметрів Precision Boost 2 з тим, щоб процесор самостійно виходив на більш високі частоти в рамках вбудованого алгоритму авторозгону. Дана технологія дозволяє зміна своїх ключових опорних констант – меж споживання по струму (PPT) та електричної потужності (TDC і EDC) разом із збільшенням верхньої границі частоти, чим і можна скористатися для розгону. Однак якогось помітного ефекту зміною цих меж у разі Ryzen 7 3700X нам досягти так і не вдалося. Навіть у номінальному режимі Precision Boost 2 керує частотами Ryzen 7 3700X дуже агресивно, а головна проблема, що постає на шляху розгону – це не обмеження щодо споживання і струмів, а високі температури.