Zen 3 — что осталось за ширмой? Разгон процессора AMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFI

Мы живём в мире, где каждая грандиозная премьера новых продуктов приукрашивается огромным количеством пиар-материалов. И зачастую эти материалы имеют ряд нюансов, о которых пользователь узнает после приобретения желаемого продукта. Безусловно, тут обмана нет, ведь к каждому слайду существует пояснительная заметка, но кто их читает, согласитесь!

AMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFI

Спустя неделю после праздничной суматохи в стане красных, мир начал возвращаться в нормальный режим, тем не менее, ряд информационных дыр так и не были закрыты. В сегодняшнем материале, помимо тестов (на GeForce RTX 3090, да-да) будут еще ответы на все волнующие вопросы.

Частотный потенциал Zen 3 и техпроцесс

Несмотря на то, что образцы процессоров Ryzen c микроархитектурой Zen 3 в этот раз были отправлены рецензентам заблаговременно, времени катастрофически все же не хватило на исследования новой архитектуры.

AMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFI

Огромные изменения в конвейерах и наконец-то победа над процессорами Intel в примитивных играх прошлого десятилетия взяли максимум внимания на себя. Частота также не подкачала и смогла отправить в депрессию даже самых стойких сторонников голубого лагеря. В большинстве лайтовых приложений на процессоре AMD Ryzen 9 5900X можно было видеть all-core boost до впечатляющих 4700 МГц, при этом напряжение не выросло и так же в максимальных пиках составляло 1,5 В.

AMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFI

Как видно из слайда, изменений нет относительно прошлого поколения процессоров Ryzen. Так откуда же взялась частота? Неужели новая компоновка CCD настолько все изменила?

AMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFI

Прежде чем начать оценку новой архитектуры, я бы хотел затронуть истоки разгона и почему Zen 2 имел довольно невысокий разгонный потенциал. Насколько вы помните, CCX состоит не только из ядер, а также из кэшей различных уровней. L3-кэш занимает огромную площадь и работает на той же самой частоте, что и, собственно, ядра рассматриваемого CCX. Поскольку кэш L3 — кремневый элемент, у него есть свои проектные особенности, вроде статического тока утечки, «рабочего» тока, «рабочей» температуры и «проектного» напряжения. То есть кэш третьего уровня имеет свой собственный динамический FIT и его стоит рассматривать как равноправного участника разгона. Разрабатывая CTR, мне пришлось перелопатить довольно много методов получения диагностической информации процессора и одним из открытий было получение динамического FIT для каждого «кусочка» L3. Полученные значения косвенно говорили о том, что слабым звеном во время разгона оказался именно этот кэш, про который даже никто не думал. Вторым косвенным доказательством «слабости L3» была его задержка. Задержка L3-кэша для Zen 3 увеличилась неспроста (с 39 до 46 тактов для Zen 3) это оказалось единственным способом заставить это чудо работать на более высокой частоте без конструктивной переработки. То же самое случилось в свое время и с Zen 2 (с 35 до 39). Некоторые из вас могут вспомнить аналогичную ситуацию с Intel, когда для разгона ядер приходилось занижать рабочую частоту кольцевой шины вместе с L3.

Местоположения кэша и ядер остались неизменными, они даже стали чуток плотнее друг к другу, что незначительно повлияло на нагрев кристалла. Дабы перераспределить тепловой поток каждый CCD стал длиннее на 1 мм.

AMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFI

Также на этих фото можно заметить, что припой на месте.

Не забыла AMD и про обновленную систему датчиков, которая позволила авторазгону в некоторых сценариях вести себя более агрессивно, а в простое не срываться в частотный максимум от фоновой активности OS. Теперь питанием процессора управляет только OS, без прослойки-посредника в виде драйверов на чипсет. Драйвера хоть и остались, но теперь не имеют косвенного влияния на boost.

Единственное, что было упущено из виду, это техпроцесс. Компания AMD не решила делиться информацией о техпроцессе и оставила рецензентам широкое поле для фантазий. При чем, информация, которая встречалась, была основана на догадках обозревателя. Дабы развеять все мифы и оценить возможности кремния, я протестировал процессоры Ryzen 9 3900XT и Ryzen 9 5900X на одинаковом ручном напряжении с одинаковой частотой.

AMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFIAMD Ryzen 9 5900X на плате MSI MPG B550 Gaming Carbon WIFI

В результате было замечено, что процессоры Ryzen 9 5900X стали более TDC-прожорливыми (108 A против 95 А), что говорит об использовании High SIDD кристаллов (с высокими статическими утечками). Подобный вид кремния славится более высокими частотами, горячим нравом и более низким порогом пробоя. Об этом также свидетельствует второй тест (те же самые скриншоты, что находятся выше).

Суть его довольно проста: для обеих систем в стоке, на водоблок TechN (с обзором можно познакомиться тут) подавалась вода неизменной температуры, равная 25 градусам. Нагрузка Cinebench R20, и оценивал я максимальную температуру CCD. По итогу оказалось, что Ryzen 9 5900X на 3 градуса горячее, чем Ryzen 9 3900XT, который, в свою очередь, также горячее чем Ryzen 9 3900X. Несмотря на неизменное PPT, равное 142 Вт температура CCD выросла.

То есть пользователям, которые планирую приютить в своей системе Ryzen 9 5900X, потребуется хорошая система охлаждения и это уже настоятельная рекомендация. В противном случае вы рискуете недополучить до 200 МГц boost или до 400 МГц all-core частоты.

Напомню, что в зависимости от температуры в процессоре может происходить (или не происходить) цепная реакция саморазогрева, которая влияет на требование к вольтажу для определённой частоты. В большинстве случаев пороговая точка невозврата для ручного разгона наступает уже после 75 градусов. Возрастает температура, текущее напряжение процессора становится недостаточным для выставленной частоты, мы добавляем напряжение и это снова влияет на температуру, которая опять повлияет на частотную стабильность при повышенном напряжении.

Если мы не используем ручной разгон, процессор будет за каждые 4–5 градусов (после 55–58 градусов) снимать «частотный штраф». Он может быть выражен явно (пользователь видит более низкую частоту) или неявно, когда срабатывает механизм стретчинга (растяжение тактовой частоты). При этом программное обеспечение для мониторинга будет сообщать о нормальных тактовых частотах, в то время как фактическая производительность упадет. К сожалению, информация о стретчинге находится под семью печатями, при этом оценить вручную уровень «растяжения» крайне сложно, поскольку на него влияет не только недостаток напряжения, а температура и тип исполняемых инструкций. Если говорить о прошлых поколениях процессоров, то Bulldozer имел значение стретчинга около 2,7%. Как по мне эта величина может быть аналогична, поскольку, разрабатывая CTR, я имел дело с моментом отказоустойчивости процессора и получением полноценной производительности. Это был небольшой диапазон, в котором процессор продолжал проводить расчеты, не вызывая «прерывание» (своего рода оповещение о нехватке напряжения), но фактическая производительность была ниже. В среднем «пробуксовка» могла составить до 18,75 мв, что эквивалентно до 100 МГц в некоторых сценариях. Глядя на процессоры Zen 3, скорее всего, стретчинг более жесткий, поскольку частоты выше, разница между удачными и неудачными сэмплами так же более существенная и, разумеется, это все добро должно работать у всех пользователей. К этому я, безусловно, вернусь в будущих материалах.

Еще одним интересным моментом вышеописанного теста оказалось, что кристаллы Ryzen 9 5900X обладают сниженным EDC относительно кристаллов с суффиксом XT и X (3000 серия), 226 А против 209 А. То есть техпроцесс таки был улучшен не только за счет отбора High SIDD-образцов. Что касается Ryzen 9 5950X, то тут немного другая история. В основу этих процессоров легли обычные кристаллы со стандартными статическими токами утечки, дабы температурный режим из-за большего количества активных ядер не отличался от младшего собрата.

Крови необходим адреналин!