В ближайшие недели выйдет второе поколение процессоров Ryzen Threadripper. Причем оно сможет предложить не 16 ядер, а уже 24 или даже 32. Первое поколение процессоров Ryzen Threadripper уже использует четыре кристалла Zeppelin, но активны только два. Технически даже с первым поколением можно было выпустить процессоры с 24 или 32 ядрами.
Со вторым поколением Ryzen Threadripper все более однозначно. У процессоров с 24 или 32 ядрами активны четыре кристалла Zeppelin, с шестью или восемью ядрами каждый. Опять же, возникает вопрос подключения отдельных ядер, а также какие контроллеры памяти активны.
Целью данной статьи было пролить свет на задержки и пропускную способность памяти процессоров Ryzen Threadripper, о чем задумываются не так много пользователей. Многие даже не знают, что процессоры могут работать в двух режимах. И со вторым поколением Ryzen Threadripper, когда процессоры будут содержать 24 и 32 ядра, эти вопросы станут еще более важными. Поэтому мы решили подробно их рассмотреть.
Но перед тем, как мы перейдем к рассмотрению второго поколения процессоров Ryzen Threadripper с 24 и 32 ядрами, позвольте рассказать о конфигурации CPU.
Два ядра Zeppelin соединены в процессоре Ryzen Threadripper интерконнектом Infinity Fabric. Он обеспечивает пропускную способность 102 Гбайт/с в обоих направлениях. AMD указывает задержки при обращении к контроллеру памяти на том же кристалле 78 нс, если же контроллер находится на другом кристалле, то задержки увеличиваются до 133 нс.
Здесь следует упомянуть режимы NUMA и UMA. В случае NUMA (Non-Uniform Memory Access) мы получаем локальную память у каждого процессора, но другие процессоры могут к ней обращаться благодаря общему адресному пространству. В случае UMA (Uniform Memory Access) все процессоры работают с единым массивом памяти. У процессора Ryzen Threadripper в режиме UMA оба кристалла могут обращаться ко всем каналам памяти, пропускная способность оптимальна, но задержки средние. То есть в какое-то время они могут быть выше, в какое-то - ниже. В режиме NUMA данные остаются в памяти, которая подключена через соответствующий контроллер памяти кристалла. Задержки получаются ниже, но и пропускная способность памяти в два раза ниже.
Лучшие результаты достигаются в том случае, когда программное обеспечение распознает архитектуру NUMA процессора. Например, Windows 10 поддерживает NUMA, рассматривая два кристалла как отдельные объекты, каждый со своей системой управления памятью. Но программное обеспечение пока не адаптировано, поэтому иногда быстрее может работать NUMA, иногда UMA. В отдельных тестах тот или иной принцип работы памяти может давать более высокую производительность, но всегда следует обращать внимание, какие именно приложения выигрывают от NUMA или UMA. По умолчанию процессоры Ryzen Threadripper всегда работают в режиме UMA.
Creator Mode и Game Mode
AMD представила два режима, причина кроется в совместимости приложений с большим количеством ядер: Creator Mode и Game Mode. В режиме Game Mode ядра одного кристалла Zeppelin из двух отключаются, но контролеры памяти и PCI Express продолжают работать. В случае Ryzen Threadripper 1950X, из 16 остаются 8 ядер, но память по-прежнему подключается через 4-канальный интерфейс, доступны все 64 линии PCI Express.
В режиме Creator Mode активны все ядра, пользователь может выбирать между NUMA и UMA. В режиме Game Mode память работает только в режиме NUMA. Мы сравнили задержки и пропускную способность памяти. Синим показана производительность чтения, оранжевым - записи. Результаты приведены для DDR4-3200 в Гбайт/с.
По пропускной способности памяти разница ощутима. В режиме UMA (Creator Mode) мы получаем 92-93 Гбайт/с, в режиме NUMA (Game Mode) пропускная способность памяти снижается до всего 47 Гбайт/с по чтению данных.
На графике показаны задержки кэша Ryzen Threadripper 1950X для DDR4-2400 и DDR4-3200 в миллисекундах. В режиме NUMA (Game Mode) мы получаем существенно меньшие задержки, независимо от частоты памяти.
Как можно видеть, проведения одного только теста Cinebench для анализа недостаточно. Здесь следует учитывать, как будут использоваться процессоры Ryzen Threadripper. Для геймеров 24 или 32 ядра явно избыточны. Сама AMD ориентирует второе поколение процессоров Ryzen Threadripper с 24 и 32 ядрами на рабочие станции. Но даже в режиме Creator Mode следует обращать внимание на выбранную конфигурацию UMA и NUMA - обе имеют свои преимущества и недостатки, здесь все зависит от используемого программного обеспечения.
Структура Ryzen Threadripper второго поколения
Рассмотренные выше вопросы приобретают большую значимость со вторым поколением Ryzen Threadripper. Поскольку все четыре ядра Zeppelin уже активны, по крайней мере, у CPU с 24 и 32 ядрами, AMD придется распределить контроллеры памяти и PCI Express так, чтобы мы снова получили 4-канальный интерфейс памяти и 64 линии PCI Express.
На диаграмме ниже мы привели две возможные конфигурации.
Слева можно видеть конфигурацию, схожую с первым поколением. Только два кристалла Zeppelin из четырех оснащены двумя контроллерами памяти и 32 линиями PCI Express каждый. Два других кристалла Zeppelin только обеспечивают ядра без внешних интерфейсов. И с увеличением числа ядер до 24 и 32 ничего не изменится.
Ситуация со второй возможной конфигурацией отличается. Каждое ядро Zeppelin содержит по одному контроллеру DDR4 и по 16 линий PCI Express. В таком случае процессор Ryzen Threadripper будет содержать уже четыре узла NUMA, к каждому подключена собственная память по одному каналу. В режиме NUMA задержки при работе с локальной памятью будут вновь низкими, но пропускная способность значительно снижается - уже в четыре раза. В режиме Creator Mode мы получим прежнюю высокую пропускную способность, но и высокие задержки.
Пока что AMD не прокомментировала вопрос интерфейсов отдельных ядер. Поэтому остается только гадать. Скорее всего, мы получим первую конфигурацию, с соответствующими последствиями в Creator Mode или Game Mode. Но режим Game Mode для процессоров Ryzen Threadripper с 24 или 32 ядрами не принципиален, поскольку AMD все равно ориентирует данные процессоры на сегмент рабочих станций.