Hardwareluxx > Новости > Железо > Процессоры > Оптимизация Zen 2: как работает ClockTuner for Ryzen (CTR) (обновление)

Оптимизация Zen 2: как работает ClockTuner for Ryzen (CTR) (обновление)

Опубликовано: 17.10.2020 в 11:29 Андрей Шиллинг

ctr Несколько недель назад была анонсирована утилита ClockTuner for Ryzen (CTR). С сегодняшнего дня она доступна для всех желающих бесплатно. Разработчик утилиты Юрий Бублий (ник 1usmus) известен другой программой DRAM Calculator for Ryzen. Кроме того, специальный план энергопотребления позволял достичь более высоких тактовых частот Boost в ранних версиях BIOS, что позволяло раскрыть потенциал производительности. Такую же цель преследует CTR.

Нынешний дизайн чипов облегчает для AMD задачу выпуска продуктов, соответствующих разным стратегиям. Те же кристаллы CCD могут использоваться в различных процессорах. Но подобная гибкость оставляет и незадействованный потенциал, конечно, если есть потребность выжать максимум.

Если верить 1usmus AMD выставляет слишком высокие напряжения и неоптимальные параметры Package Power Tracking (PPT). Утилита ClockTuner for Ryzen выполняет автоматический андервольтинг на уровне отдельных CCX. Что позволяет процессору работать в более эффективном окне - на более высоких тактовых частотах и с меньшим энергопотреблением. Конечно, AMD может выполнить подобную калибровку самостоятельно. Но это увеличит издержки, а также усложнит сегментацию продуктов.

Требования для работы ClockTuner for Ryzen

Но перед тем, как вы приступите к исследованию потенциала своего процессора Ryzen, следует подготовиться. Имеются определенные требования по операционной системе, аппаратному обеспечению и настройкам BIOS.

Windows 10 Bit 64 Build 1909 до 2004
AMD Ryzen на архитектуре Zen 2 (процессоры Renoir пока не поддерживаются)
BIOS с AGESA Combo AM4 1.0.0.4 (или более поздней)
.NET Framework 4.6 (или более поздняя)
Ryzen Master 2.3

Ниже приведен список процессоров, поддерживаемых CTR:

Поддерживаемые процессоры
Процессор	Совместимость	Дополнительная оптимизация
Ryzen Threadripper 3990X	✗	✗
Ryzen Threadripper 3970X	✓	✗
Ryzen Threadripper 3960X	✓	✓
Ryzen 9 3950X	✓	✗
Ryzen 9 3900XT	✓	✓
Ryzen 9 3900X	✓	✓
Ryzen 9 3800XT	✓	✓
Ryzen 7 3800X	✓	✓
Ryzen 7 3700X	✓	✓
Ryzen 5 3600XT	✓	✓
Ryzen 5 3600X	✓	✓
Ryzen 5 3600	✓	✓
Ryzen 5 3500X	✓	✗
Ryzen 5 3500	✓	✗
Ryzen 3 3300X	✓	✗
Ryzen 3 3100	✓	✗

В BIOS должны быть выставлены следующие настройки:

CPU Voltage - Auto (BIOS)
CPU Multiplayer - Auto (BIOS)
Память должна работать на стабильных частотах или XMP
SVM Mode (Virtualization) – disabled (BIOS)

Также следует выставить дополнительные настройки, специфичные для каждого производителя материнской платы. Например, это касается Load Line Calibration:

ASUS: LLC 3 или LLC 4
ASUS: Phase mode - Standard
ASUS: Current capability mode - 100 %
MSI: LLC 3
Gigabyte: Turbo (Auto также возможен)
ASRock: Auto или LLC 2
Biostar: Level 4+

Наконец, следует скачать ClockTuner for Ryzen и тестовый пакет Cinebench R20. В папку с утилитой CTR следует добавить Cinebench R20 в каталоге CB20. В этот каталог нужно установить Cinebench R20.

Как работает ClockTuner for Ryzen

Утилита ClockTuner for Ryzen разработана, чтобы любой пользователь процессора Ryzen на архитектуре Zen 2 мог получить максимальную эффективность. CTR работает полностью автоматически, системы защиты отслеживают каждый шаг, поэтому какой-либо вред компонентом нанести невозможно.

CTR оценивает качество каждого CCX. Для проверки стабильности используется Prime95 со специальными настройками. Алгоритм выполняет поиск наиболее стабильных частот для всех CCX, чтобы они работали в пределах окна эффективности. После чего выполняется оценка производительности, используя тест Cinebench R20.

Вкладка "Main" обеспечивает наиболее важную информацию о процессоре. Отображаются разные напряжения, тактовые частоты, температуры и многое другое. Здесь важен индикатор производительности (CPPC). Его Windows сообщает через MMU процессора, указывая на самые быстрые ядра. Чем выше значения, тем с более высокими частотами должны работать ядра.

Ниже можно вносить некоторые настройки. "Cycle Time" определяет, как долго должен выполняться стрессовый тест. Чем выше данное значение, тем более точным будет результат. Но и время, которое будет потрачено на получение результата, тоже будет больше.

"CCX Delta" указывает на разницу между лучшим и худшим CCX. Каждый процессор Ryzen имеет разные спецификации, которые учитываются CTR. Для процессоров Ryzen 5 и Ryzen 7 рекомендуется выставить 25 МГц, для всех моделей Ryzen 9 - от 150 до 175 МГц, а для процессоров XT - от 100 до 150 МГц. У процессоров Ryzen Threadripper дельта CCX должна составлять от 75 до 100 МГц.

Третий важный параметр - "Testing Mode". Здесь следует выбрать "AVX Light" для стандартных приложений. Соответственно, будут проведены тесты Prime95 с данными настройками. Для процессоров Ryzen 3900X, 3900XT, 3950X, 3960X и 3970X следует выбрать "Initial frequency smart offset", чтобы сэкономить время. В таком случае некоторые настройки будут выбраны, исходя из известных значений CPPC.

Параметры "Reference frequency" и "Max frequency" используются для отображения максимальной и базовой частот Boost. Оба значения выставляются с шагом 25 МГц. Начиная со значения "Reference voltage", выполняется андервольтинг с шагом 6 мВ. Для Ryzen 3600XT, 3800XT и 3900XT не следует выставлять напряжение выше 1,25 В.

Параметр "Polling period" указывает на интервал, через который опрашиваются сенсоры. Параметр "Max temperature" указывает на температуру, выше которой не должен нагреваться CPU. Наконец, отметим спецификации "Max PPT", "Max EDC" и "Max TDC".

Через меню диагностики можно оценить потенциал процессора. И на основе диагностики выставляются начальные настройки. После нажатия кнопки "Start" будут выполнены непосредственно сами тесты, а также выполнен алгоритм подбора частот, использующий заданные настройки.

В окне информации приведены все сведения о текущем тесте. После успешного прохождения тестового прогона, настройки разгона и андервольтинга можно сохранить в профили. При необходимости они могут подгружаться при старте Windows.

На вкладке "Benchmark" приведены результаты тестов. Они включают результаты Cinebench R20 в баллах, а также выставленные напряжения и полученные частоты для каждого кластера CCX.

Первые результаты

К сожалению, пока у нас нет возможности провести тесты ClockTuner for Ryzen в нашей лаборатории. Но 1usmus привел результаты на основе процессоров, имеющихся в его распоряжении. Например, удалось увеличить тактовые частоты кластеров CCX процессоров Ryzen Threadripper 3960X от примерно 4.070 МГц до 4.225-4.300 МГц. Напряжения при этом снижаются (с 1,295 до 1,25 В), поэтому процессор и потребляет меньше.

Еще один результат было получен с Ryzen 9 3900XT, чья тактовая частота была увеличена с 4.042 МГц до примерно 4.500 МГц - при пониженном напряжении. При дальнейших оптимизациях от одиночного CCX удалось выжать более 4.600 МГц.

Впрочем, результаты нельзя перенести 1:1 на другие процессоры, пусть даже такой же модели. Каждый чип имеет свой уровень качества, поэтом у AMD сортирует лучшие CCD на те процессоры, которые смогут раскрыть их потенциал.

Но в оптимизацию свой вклад вносит не только процессор, но и материнская плата, система питания и охлаждения. Производители выбирают разные дизайны VRM с разными компонентами. Здесь с лучшей стороны хотелось бы отметить материнские платы ASUS и MSI, но Gigabyte несколько отстает. По работе функции Load Line Calibration материнские платы ASRock хуже всего подходят для CTR.

Используемый кулер сам по себе определяет направление разгона. Необходим хороший воздушный кулер или система водяного охлаждения. Если один и тот же процессор работает, например, на 60 или 85 °C, то можно прогнозировать разницу в 200 МГц. Так что при оценке результатов всегда стоит учитывать охлаждение.

Теперь очередь за вами. Уже можно скачать версию 1.1 Beta 3 утилиты ClockTuner for Ryzen. Будет интересно посмотреть, какие именно результаты вы получите со своими процессорами Ryzen. Пишите свои отзывы в комментариях.

Обновление: CTR 1.1 Beta 3

С версией CTR 1.1 Beta 3 с пользовательским интерфейсом произошли некоторые изменения. Также изменилось и управление профилями. Используя два профиля, можно вносить небольшие изменения между ними. Что облегчает ручную настройку, позволяя менять опции с небольшим шагом.

Более важны изменения в движке, отвечающем за оптимизацию настроек. Перед тем, как переходит на более высокую частоту, CTR проверяет текущую частоту со сниженным по сравнению с эталонным напряжением. Что должно предотвратить появление "синих экранов" и высоких уровней vdroop. Кроме того, если CCX уже работает на пределе стабильности, он не будет тестироваться на более высокой частоте.

Была улучшена и диагностика по отношению к нагрузке, так что проблем будет меньше и здесь. Была оптимизирована поддержка материнских плат ASRock и Gigabyte с уровнями Load Line Calibration (LLC). Впрочем, это верно и для других производителей. Была улучшена поддержка процессоров Ryzen 3 3100, Ryzen 5 3500 и Ryzen 5 3500X. Утилиту CTR можно использовать и без SMT.

Также обновился тест стабильности, который проходит 10 минут. В режиме "Enhanced" на тест отводится 20 минут, что гарантирует еще более надежный результат.