Тестирование процессора AMD Ryzen 9 3900XT на материнской плате MSI MAG B550 Tomahawk. Потенциал и секреты оптимизации

Около года назад дебютировала линейка первых представителей архитектуры Zen 2. Эти процессоры мгновенно стали фаворитами продаж Mindfactory и других больших ритейлеров, которые публикуют периодически статистику продаж. Процессоры Ryzen 3000 продемонстрировали существенный скачок IPC и подросшие частоты, что позволило им стать впервые полноценной альтернативой процессорам Intel даже в игровых задачах. Это стало первым серьезным звонком для конкурента. Спустя год компании Intel все же удалось представить кое-какой прогресс. Нет, это не была новая архитектура или новый техпроцесс, это был очередной Skylake с двумя дополнительными ядрами. Тем не менее, пользователи выигрыш получили, вся линейка обзавелась дополнительными ядрами за более низкий ценник. Дабы сохранить прямую конкуренцию AMD выпускает Zen 2 «рефреш» для ключевых процессоров с индексом XT, попутно снижая стоимость процессоров с индексом X.

Matisse Refresh включает в себя три модели: 12-ядерный Ryzen 9 3900XT, восьмиядерный Ryzen 7 3800XT и шестиядерный Ryzen 5 3600XT.

Год оптимизации производственных линий TSMC стали фундаментом для новых процессоров.

Они работают на более высоких тактовых частотах, что, казалось, должно благоприятно сказаться на итоговой производительности процессора, но этого не произошло. Во всех обзорах, которые мне удалось рассмотреть, рост производительности или отсутствовал, или даже был ниже, чем у предшественника. Довольное странное явление, которое вызвало ряд вопросов на подобие «а что это было и зачем?». В рамках сегодняшнего материала я поведаю, из-за чего это произошло и как получить даже больше, чем обещала сама AMD.

В качестве платформы для экспериментов я использовал MSI MAG B550 Tomahawk, материнскую плату с огромным потенциалом при меньшей стоимости, чем старшие собратья из семейства X570. Как это оценивалось, также будет рассказано в этом материале.

AMD Ryzen 9 3900XT

Характеристики AMD Ryzen 9 3900XT за исключением частоты не изменились. Перед нами все тот же 3900X, который я обозревал ранее. AMD Ryzen 9 3900XT основан на трёх чиплетах: двух 7-нм восьмиядерных CCD с вычислительными ядрами и одном 12-нм IOD, в котором находится контроллер памяти, Infinity Fabric, контроллеры PCI Express и прочая обвязка.

AMD утверждает, что серия XT построена на 7-нм транзисторах «с определённо лучшими свойствами» по сравнению с транзисторами обычных процессоров Ryzen 3000 с суффиксом X и без. Эти «определенно лучшие свойства» иначе называются образец с высокими статическими токами утечки (High SIDD). Отличительная черта — это более низкое рабочее напряжение для достижения той же самой частоты. При этом они имеют возросшие токи утечки, греются больше и у них напряжение пробоя гораздо ниже.

Как видно из графика, статические токи утечки возросли довольно существенно. И это еще одно объяснение, почему большинство материнских плат на основе чипсета B550 имеют столь внушительный VRM.

Подобный вид кремния очень любит невысокую температуру и, в частности, кастомное водяное охлаждение, поскольку высокая температура запускает цепную реакцию: повышение температуры –> рост токов утечки –> повышение температуры и так далее. То есть, если вы не сможете удержать процессор в пределах 65 градусов, вам придется добавить напряжение, что вызовет дополнительный нагрев. Да, безусловно, цепная реакция ограниченная, но возможна и такая ситуация, когда вы, к примеру, уже имеете 4500 МГц при 1,2 В и чтоб получить 4525 МГц вам придется поднять напряжение, в лучшем случае, до 1,25 В, а в худшем — до 1,3В. В итоге +100 Вт за 25 МГц. Ужасно, не так ли?

Благодаря использованию кремния с высокими статическими токами утечки удалось достичь стабильной частоты в 4,7 ГГц даже для Cinebench R20. Тестовый пакет продемонстрировал невероятный результат в однопоточном режиме.

Многопоток же остался с такой же частотой, равной 4050–4075 МГц, присущей для Ryzen 9 3900X. Выглядит это как минимум странно, поскольку нам обещали транзисторы с «лучшими свойствами». Дабы проверить почему это происходит, я был вынужден использовать для этого обзора еще не реализованный до конца проект ClockTuner for Ryzen.

Если говорить кратко, то данное ПО позволит задействовать все резервы частоты индивидуально для каждой системы без угрозы для самого процессора. Данный «запас» всегда присутствовал и его размеры зависели от банальной лотереи.

Первый эксперимент базировался на напряжении 1,1 В — в нем требовалось разогнать оба процессора до максимальной стабильной частоты, на которой пользователь комфортно сможет как рендерить, так и запускать программы с относительно небольшой AVX-нагрузкой (любые игры, само собой). Результат был впечатляющим.

Процессор AMD Ryzen 9 3900XT обладал невероятным частотным запасом. При рабочем напряжении в 1,1 В вместо 1,26 В удалось получить куда меньшую рабочую температуру и куда большую производительность чем в стоке. Безусловно, 1,1 В это пониженное напряжение, которое зачастую требует особых возможностей от VRM (более низкий КПД преобразователя питания из-за ряда вытекающих физических эффектов). Этот экзамен MSI MAG B550 Tomahawk сдала на отлично.

Второй эксперимент был идентичен первому за исключением используемого напряжения, теперь оно составило 1,2 В.

4525 МГц для лучшего CCX и 4400 МГц для худшего CCX при напряжении 1,2 В. Самое интересное, что даже в этом режиме энергопотребление процессора составило всего 136 Вт (напомню, что стоковый процессор «кушает» 142 Вт), а арифметическая производительность выросла почти на 10%. Это ровно то самое число, которое компании Intel удавалось достигать за три поколения процессоров и три поколения сокетов.

Тем не менее, вся эта вся прелесть оказалась спрятана от пользователей и чтобы раскрыть этот потенциал, потребуется использовать стороннее программное обеспечение. Возможно, вы подумаете, что это попался образец столь успешный, увы, но нет. Тестовая команда CTR располагала более 10-ю процессорами XT, которые имеют схожие SIDD-характеристики и герой нашего материала не является исключением. Почему так произошло? Все довольно просто, каждое новое поколение процессоров проходит определённый ряд «обрядов», связанных с тестированием и моделированием дальнейшего поведения кремнями под влиянием разных факторов. Первоочередной задачей этого масштабного тестирования является определение оптимальных рабочих параметров, которые позволят и удачным и неудачным процессорам выполнять свои задачи. В случае с AMD Ryzen 9 3900XT — ими никто не занимался, единственное, что было сделано, так это измененный частотный предел для одного и двух потоков. Да, это чистого рода маркетинговая война, во главе которой стоит получение красивой частотной циферки. Также стоит учитывать тот факт, что в октябре будет представлен Zen 3 и для него тоже потребуются красивые маркетинговые цифры, которые, в свою очередь, не должны быть испорчены представителями Zen 2 в лице процессоров с суффиксом XT.

Еще один сюрприз, о котором мало кто знает, это то, что XT и «определённо лучшие свойства» — это тоже своего рода маркетинговый ход. Процессоры Ryzen 3000, даже без суффикса X, также базируются на том же самом «особом» кремнии, что и процессоры с суффиксом X и в большинстве случаев они ничем не уступают «рефрешу». Как их найти — просто купить процессор 2020 года производства. В качестве примера я покажу, что может обычный Ryzen 5 3600, который был выпущен в этом году.

Заветные 4500 МГц, как оказалось, довольно легко достижимы.