AMD Ryzen: отбраковка, AGESA, BIOS и вопросы о частоте Boost (обновление 3)

Многих читателей интересует вопрос частот Boost новых процессоров Ryzen, а также влияние на частоты Boost со стороны материнской платы или BIOS. Еще с первыми тестами стало понятно, что с программной поддержкой новых процессоров Matisse не все гладко.

Сразу же после начала тестов мы получили первое обновление BIOS, и поведение Boost на материнской плате ASUS ROG Crosshair VIII Hero (тест), которую мы использовали для тестов, несколько изменилось. Изменения были не такие существенные, но получить прежние результаты тестов с точностью до десятых процента уже не представлялось возможным. После AGESA 1.0.0.2 вышло 1.0.0.3A, затем 1.0.0.3AB, а теперь выпущено уже 1.0.0.3ABB. Причем не совсем понятно, какие именно изменения AMD внесла в каждую версию AGESA.

Самый большой вопрос: достигает ли процессор Ryzen заявленной частоты Boost? Для Ryzen 9 3900X AMD указывает до 4,6 ГГц. Для Ryzen 7 3700X - до 4,4 ГГц. С помощью технологии Precision Boost Overdrive (PBO) процессор должен выжимать даже больше мегагерц. Впрочем, частота также зависит от резервов подсистемы питания материнской платы. На практике все выглядит несколько иначе, пользователи CPU неоднократно жаловались, что получить максимальную частоту Boost не удается.

Также возникает проблема множества разных версий BIOS. И мы еще не затрагивали драйверы и утилиты AMD, даже в случае AMD Radeon RX 5700 (XT) здесь не все гладко.

Отличия между материнскими платами

Через несколько недель ситуацию можно проанализировать. Наши коллеги Hardware Unboxed провели тесты частоты Boost процессора Ryzen 7 3800X на 14 разных материнских платах. Штатно процессор должен работать на частоте Boost до 4,5 ГГц.

В Hardware Unboxed для тестов использовался однопоточный Cinebench R20. Максимальная частота Boost считывалась с помощью HWINFO64. Впрочем, следует отметить, что раньше возникали проблемы со считыванием данных сторонними утилитами, поскольку AMD намного быстрее меняет тактовые частоты и напряжения новых процессоров Ryzen.

Тестовые результаты Hardware Unboxed выглядят следующим образом:

Как видим, частота Boost зависит не только от версии BIOS или AGESA, но и от других факторов. У некоторых материнских плат удалось получить 4.550 МГц, другие ограничивались 4.500 МГц, третьи вообще отказались давать выше 4.370 или 4.375 МГц. Похоже, что влияние подсистемы питания материнской платы более существенное, чем предполагалось ранее.

По крайней мере, ASUS иногда комментирует изменения версий AGESA вместе с новыми BIOS. Например, AMD слегка снизила агрессивность Boost с новыми версиями, чтобы обеспечить большую стабильность частот, то есть более продолжительное время работы на выставленной частоте.

Шамино (Shamino), отвечающий за разработку BIOS в ASUS, сказал следующее: "С каждым новым BIOS я постоянно получаю вопросы насчет Boost, но я не тестировал новую версию AGESA 1003, которая меняет состояние Boost, и даже 1004. Если я знаю об изменениях, я об этом пишу. Ранее частота Boost выставлялась слишком агрессивно, теперь Boost ведет себя более стабильно в долгосрочной перспективе, и я больше не слышал о каких-либо изменениях в данной сфере, хотя до меня доходила информация о появлении более настраиваемой версии в будущем."- Источник.

Отличия от процессора к процессору

Но все становится еще сложнее, поскольку новые процессоры Ryzen не идентичны. То есть разные образцы одной модели могут вести себя по-разному. Достаточно заглянуть в Ryzen Master. В случае Ryzen 7 3700X отображаются восемь ядер. Серой звездочкой помечается самое быстрое ядро в каждом кластере CCX. Серым кружочком - второе по скорости. А золотой звездой - самое быстрое ядро на всем чиплете. Если используются два чиплета, то для обоих применяется такая же схема.

Некоторые ядра работают быстрее, другие медленнее. Отсюда следует и тот факт, что не каждое ядро может достигать заявленной частоты Boost. На практике система из чиплетов и кластеров CCX ведет себя более динамично, чем привыкли пользователи. В случае двух предыдущих поколений Ryzen и современных процессоров Intel все ядра могут достигать заявленных частот Boost (Turbo Boost 2.0) - не одновременно, конечно, но любое ядро способно работать на частоте Boost.

В случае третьего поколения Ryzen стратегия была изменена принципиально, то есть AMD больше не обещает достижение тактовой частоты Boost для каждого ядра. Многие покупатели об этом не догадываются. Поэтому AMD уже по-другому отбирает процессоры и ранжирует их по качеству. Также AMD уделяет существенное внимание взаимодействию с планировщиком Windows 10 и CPCC2 через драйвер чипсета.

Наши коллеги Tomshardware некоторое время назад протестировали поведение Boost процессора Ryzen 5 3600X. Скорее всего, нам придется привыкнуть к более широкому разбросу результатов разных образцов идентичной модели CPU на разных материнских платах и даже на одной материнской плате. Процессоры линейки Ryzen 3000 представляют собой смесь быстрых и медленных ядер. Чем больше ядер или кластеров CCX и чиплетов присутствует в процессоре, тем больше может быть разброс между ними.

Вероятно, AMD смирилась с подобными отличиями, иначе мы бы не получили 7-нм процессоры Ryzen на рынке так рано. По всей видимости, все процессоры могут работать на номинальной базовой частоте, но различные программные и аппаратные факторы, в том числе планировщик Windows, позволяют добиться идеального результата и более высоких частот Boost.

Одно можно сказать точно: все новые процессоры Ryzen достигают базовой частоты на всех ядрах, а максимальная частота Boost может срабатывать, по крайней мере, на некоторых ядрах. Впрочем, даже здесь следует помнить, что максимальные тактовые частоты Boost могут наблюдаться очень непродолжительный период, и не все утилиты способны их обнаружить, о чем мы уже говорили ранее. Вряд ли AMD стала намеренно указывать недостижимые тактовые частоты Boost, последствия такого шага предсказать сложно.

Но теперь частоту Boost следует понимать иначе. Раньше, с предыдущими поколениями процессоров Ryzen и Intel Turbo Boost 2.0, все было довольно просто. Сейчас ситуация усложняется. Со стороны Intel происходит то же самое: технология Turbo Boost Max 3.0 меняет поведение Boost у процессоров Intel HEDT.

Новшества для оверклокеров

Отбраковка процессоров в случае третьего поколения Ryzen тоже является важным фактором. Процессоры Ryzen 5 3600(X) оснащаются шестью ядрами, хотя на аппаратном уровне их восемь. Вопрос следующий: какие два ядра выключаются? Были ли они дефектными, или просто какие-то ядра не смогли заработать на минимальных требуемых частотах?

То же самое касается Ryzen 9 3900X c 12 ядрами. Были ли два ядра на каждом чиплете дефектными, или они просто не смогли заработать на нужных частотах? На все эти вопросы сможет ответить только AMD.

Что касается оверклокеров, то картина с новыми процессорами Ryzen следующая: некоторые могут работать на частоте 4,3 ГГц для всех ядер. Поскольку возможен разгон как отдельных ядер, так и CCX, то некоторые ядра и некоторые кластеры CCX можно разогнать сильнее. Но найти процессор, который будет хорошо разгоняться по всем ядрам и всем чиплетам, статистически уже не так легко. Если AMD активно прибегает к отбору процессоров по качеству, то вряд ли вообще на рынке будут встречаться процессоры Ryzen, обеспечивающие одноядерный уровень Boost по всем ядрам.

Intel идет схожим путем с Performance Maximizer

Недавно Intel представила утилиту Performance Maximizer. На данный момент она просто разгоняет процессоры K и KF одновременно по всем ядрам. Мы протестировали утилиту на Intel Core i9-9900K, с данным процессором Performance Maximizer смогла увеличить частоту Turbo по всем ядрам с 4,7 до 4,9 ГГц. Впрочем, то же самое можно сделать и без помощи утилиты Intel.

К концу года Intel планирует улучшить Performance Maximizer, чтобы можно было выставить максимальную частоту отдельно для каждого ядра. Таким образом, вместо функции All Core Turbo с "наименьшим общим множителем" по стабильной частоте для всех ядер, многоядерные процессоры будут работать на максимуме, который для каждого ядра будет подбираться раздельно. То есть два ядра Core i9-9900K могут работать на тех же 4,9 ГГц, но для остальных ядер получится выставить 5,0 или 5,1 ГГц. Будет ли Intel также реализовать динамические частоты Boost в грядущих процессорах - неизвестно. Поживем - увидим.

Процессоры за последние годы стали намного сложнее в сфере управления частотами и напряжениями. Дизайн чиплетов дал еще одну переменную в данном уравнении.

Update:

Роман Хартунг, известный под ником der8auer, провел опрос по поводу поведения Boost новых процессоров Ryzen на своем канале Youtube. Теперь он поделился результатами. В опросе приняли участие 2.726 пользователей. Для анализа использовались статистические технологии, чтобы убрать ошибки и ложные результаты.

Роман сразу же отмечает, что сравнивать результаты нелегко. На частоту Boost влияет используемая материнская плата, также есть и другие факторы, в том числе версия BIOS/AGESA. Данный хаос можно объяснить и тем, что AMD не предлагает эталонной платформы. Она могла бы стать эталоном для производителей материнских плат, чтобы они могли ориентироваться на базовый набор функций и требований. Конечно, AMD работает с партнерами и предоставляет требования к дизайну платформ, но все это в итоге не помогает достичь обещанных частот Boost.

Но перейдем к результатам:

В случае Ryzen 5 3600 (тест) примерно половина процессоров достигла частоты 4,2 ГГц и выше, как обещала AMD. У процессоров Ryzen 5 3600X (тест) частота заявлена 4,4 ГГц, но, судя по опросу, лишь 10% протестированных процессоров ее достигают. У самой популярной модели Ryzen 7 3700X (тест) лишь 15% процессоров достигли обещанной частоты Boost 4,4 ГГц. Наконец, в случае наименее распространенного процессора Ryzen 7 3800X лишь чуть больше 25% всех образцов достигают частоты Boost 4,5 ГГц.

У Ryzen 9 3900X (тест) обещанная частота Boost выше остальных - 4,6 ГГц. Но только 5% процессоров достигают ее на практике.

Для Ryzen 9 3900X дополнительно исследовалась зависимость от используемой материнской платы. За основу была взята Gigabyte AORUS X570 Xtreme, поскольку она достигает максимальных частот Boost в тесте Hardware Unboxed, а также принадлежит к материнским платам с самым большим числом компонентов, что позволяет отбросить вопрос об ограничениях подсистемы питания.

Пара Ryzen 9 3900X и Gigabyte AORUS X570 Xtreme в опросе встречалась 27 раз, но только в пяти случаях процессор на этой плате показал обещанную частоту Boost. В случае Gigabyte AORUS X570 Elite ее достигли лишь два процессора из 37 систем.

Так что будет интересно посмотреть, как будет развиваться ситуация с частотами Boost новых процессоров Ryzen. Неформально производители материнских плат по внутренним исследованиям подтверждают результаты Романа, и решения проблемы они не видят. Мы уже запросили комментарии у AMD на прошлой неделе, но пока не получили ответа.

Поэтому мы можем лишь предполагать о том, что происходит на самом деле. Скорее всего, AMD планировала достичь более высоких характеристик при производстве процессоров, чем получилось в реальности.

Обновление 2:

По всей видимости, AMD посчитала нужным опубликовать заявление по поводу поведения Boost своих процессоров. Для этого был использован Twitter.

На русском языке была опубликована следующая новость:

"Нам очень приятно, что процессоры AMD Ryzen третьего поколения пользуются популярностью у энтузиастов и геймеров. Мы внимательно следим за отзывами о наших продуктах и знаем, что некоторые пользователи AMD Ryzen третьего поколения сообщают о том, что тактовая частота в разгоне оказывается ниже ожидаемой.

Частота процессора в разгоне зависит от многих факторов, включая рабочую нагрузку, конфигурацию ПК и систему охлаждения. Принимая это во внимание, мы изучили отзывы пользователей и выявили проблему в нашей прошивке, которая в некоторых ситуациях может снижать частоту в разгоне. Сейчас мы готовим обновление BIOS для наших партнеров-производителей материнских плат, которое решит эту проблему и обеспечит дополнительную оптимизацию производительности. 10 сентября мы предоставим обновленную информацию о доступности BIOS."

Как видим, AMD проанализировала отзывы пользователей и таки обнаружила ошибку в прошивке, которая приводила к меньшим частотам Boost. И сейчас компания работает над исправлением ошибки. 10 сентября можно ожидать выхода обновления BIOS.

Вероятно, обновление BIOS содержит новую прошивку SMU (System Management Unit). Блок SMU включает Power Supply Monitors (PSM) и управляет C-состояниями Boost.

Обновление 3

Завтра, 10 сентября, появятся новые подробности об обновлениях BIOS, которые обеспечивают более высокие или стабильные частоты Boost новых процессоров AMD Ryzen. Уже сегодня появились ссылки на бета-версию BIOS MSI, которая содержит AGESA 1.0.0.3 ABBA и SMU 46.49.0. Для сравнения в AGESA 1.0.0.3 ABB используется прошивка SMU 46.40.0. Источником стал твит @momomo_us, который обнаружил пост в китайском форуме Chiphell.

По всей видимости, в BIOS добавился новый пункт Collaborative Power and Performance Control. Скорее всего, с новым BIOS можно будет получить обещанные высокие частоты Boost. По крайней мере, об этом можно судить по первым результатам, опубликованным в ветке форума.