Разработчик утилиты DRAM Calculator 1.5.0 для процессоров Ryzen внимательно изучил и другие аспекты работы процессоров AMD. В том числе и проблему Boost, которая должна быть решена с обновлениями BIOS до AGESA 1.0.0.3ABBA.
В своем нынешнем проекте разработчик создал специализированную схему электропитания (Custom Power Plan), которая позволяет процессорам Ryzen работать на еще более высокой частоте Boost. Почему такая возможность вообще появилась, ведь AMD заявляет об очень эффективной работе своих процессоров? Вероятно, причина кроется в недостаточном взаимодействии между программным и аппаратным обеспечением. С помощью CPPC (Collaborative Processor Performance Control) диспетчер Windows должен выжимать максимум из аппаратных ресурсов. При этом он должен учитывать топологию аппаратных ресурсов, чтобы лучше распределять по ним приложения. Например, выделять самые быстрые и лучшие ядра, чтобы ресурсоемкие потоки просчитывались на них.
Но данный механизм, по всей видимости, работает некорректно, поэтому и потенциал производительности остается незадействованным. По этой причине 1usmus разработал Custom Power Plan и написал соответствующую статью на Techpowerup. В ней разработчик рассказал о всех проблемах получения оптимальной производительности через диспетчер Windows. Microsoft планирует внести такие же изменения в обновление Windows 10-19H2 (Windows 10 1909), но, судя по первым тестам Insider Preview, чудес от обновления ожидать не стоит.
Планы электропитания, диспетчер Windows и хорошие ядра
Повседневные приложения обычно не относятся к типу задач, которые полностью задействуют все доступные ядра. При обычной работе пользователя или после запуска игр создаются сотни, если не тысячи потоков с различной степенью вычислительной нагрузки. Диспетчер Windows пытается разобраться во всем этом хаосе, но не всегда успешно, тем более могут вмешиваться и другие факторы.
Один из таких факторов - аппаратное обеспечение. Процессоры AMD Ryzen опираются на дизайн чиплетов с центральным кристаллом IOD и до двух вычислительных кристаллов CCD в случае настольных процессоров Matisse. Причем на каждом кристалле CCD работают два кластера CCX. При переключении потоков между кластерами CCX или даже между CCD данные в кэшах тоже должны быть перенесены, либо к ним должен быть предоставлен доступ. В любом случае, подобные изменения вносят задержки, производительность теряется. Также отметим и переключения между режимом бездействия и P-состояниями. Кроме того, диспетчер Windows не в полной мере умеет работать с концепцией SMT. Потоки могут быть распределены на виртуальные ядра, чьи физические ядра перешли на другое P-состояние. Неудачное распределение потоков приводит к дополнительным задержкам.
Так что во многих случаях диспетчер Windows ошибается в назначении потоков или выбирает не самые эффективные варианты, что негативно сказывается на производительности. И здесь как раз поможет Custom Power Plan. Еще один момент - стратегия хороших ядер. Если каким-то потокам требуется максимально высокий приоритет, то их лучше рассчитывать на самых быстрых ядрах. Что доже не работает в полной мере с планами электропитания AMD.
В своей статье на Techpowerup пользователь 1usmus привел руководство по установке Custom Power Plan в систему. Также он поделился результатами. Ниже приведена конфигурация тестовой системы:
- Ryzen 9 3900X
- СВО EKWB
- MSI MEG X570 GODLIKE (BIOS 7C34v160, AGESA 1.0.0.4В)
- G.Skill Trident Z Royal DDR4-3600 C16 Dual-Channel
- Windows 10 64 Bit 1903
- Драйвер чипсета AMD 1.9.27.1033
Результаты тестов Custom Power Plan
Сразу же стоит отметить, что AMD предлагает утилиту Ryzen Master, которая призвана помочь в оценке производительности. Однако и в ней есть некоторые ошибки, которые приводят к отображению неверных данных.
Есть другой способ найти наилучшие ядра из 12 ядер Ryzen 9 3900X, и 1usmus выполнил данную задачу для оценки производительности поведения диспетчера Windows. Сравнение между AMD Power Plan и Custom Power Plan хорошо демонстрирует разницу в назначении ядер.
Если AMD Power Plan дал наибольший приоритет ядрами с седьмого по девятое при нагрузке Cinebench 1T, ядра 3 и 4 на самом деле являются лучшим выбором. Custom Power Plan это учитывает, нагружая ядра три и два (третье лучшее ядро по рейтингу) на протяжении длительного периода. В итоге данный подходит приводит к более высоким результатам в тестах, от чего должны выиграть и другие приложения.
Прирост производительности связан с тем, что используются лучшие ядра. Что видно на практике, с планом Custom Power Plan частота Boost процессора оказалась на приличные 200 МГц выше, чем в случае AMD Power Plan благодаря нагрузке самых быстрых ядер.
Другой результат перехода на Custom Power Plan заключается в снижении Package Power Tracking (PPT) с 33% до 24% и снижении Thermal Design Current (TDC) с 20% до 10%. Electrical Design Current (EDC) также снижается с 27% до 7% - процессор Ryzen не только становится быстрее, но и работает более эффективно. Определения PPT, TDC и EDC приведены ниже.
Package Power Tracking (PPT): PPT задается в процентах и позволяет пользователю увеличить мощность, подаваемую на сокет. В утилите отображается предельное значение, но оно действует с активным PBO. Вручную можно выставить более высокие значения.
Thermal Design Current (TDC): каждая материнская плата выставляет ограничение по току, подаваемому на сокет через VRM. TDC выставляется в процентах. В утилите отображается предельное значение, но оно действует с активным PBO. Вручную можно выставить более высокие значения.
Electrical Design Current (EDC): EDC соответствует пиковым значениям тока. В утилите отображается предельное значение, но оно действует с активным PBO. Вручную можно выставить более высокие значения.
Внесет ли AMD соответствующие изменения?
Большой вопрос в том, как AMD отреагирует на Custom Power Plan. Компания сейчас вместе с Microsoft как раз работает над подобными решениями. Последние драйверы чипсета, обновления AEGSA и Windows должны привести к более эффективному использованию доступных ресурсов, но, как видим, потенциал улучшения еще есть.
Похоже, что AMD до сих пор не умеет использовать самые лучшие ядра в любом процессоре, и в данном отношении Custom Power Plan дает преимущества. Поскольку данная модификация полностью программная, ничем рисковать не придется. Поэтому мы рекомендуем пользователям Ryzen попробовать план Custom Power Plan от 1usmus на практике.
Кроме того, Custom Power Plan должен обеспечивать улучшения не только для процессоров Ryzen 9 3900X, но также и для других CPU Ryzen, в том числе и для Ryzen 9 3950X, который выйдет в ноябре под сокет AM4 с 16 ядрами.
1usmus уже работает над улучшенной версией плана. Ну а пока что всем пользователям можно попробовать Custom Power Plan (скачать) на практике.
Обновление:
Вышла новая версия Ryzen Power Plan 1.1. В ней улучшена работа диспетчера в случае приложений, которые используют от одного до четырех потоков. Дополнительную информацию можно найти в статье TechPowerUp, там же можно скачать схему электропитания. Как ожидает автор 1usmus, изменения будут имплементированы в официальные схемы электропитания.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).