Огляд і тестування процесора AMD Ryzen Threadripper 1950X: для чого потрібні 32 потоки?

Цього року компанія AMD добряче попсувала нерви своєму ключовому конкуренту на ринку процесорів. Спочатку вона успішно представила лінійку AMD Ryzen, чим спровокувала прискорений вихід Intel Coffee Lake. Потім випустила серію серверних процесорів AMD EPYC 7000, щоб Intel Xeon не відчували себе настільки привільно на ринку. Наприкінці літа з'явилася серія AMD Ryzen Threadripper в ролі конкурента для Intel Core X. А до кінця року повинні дебютувати й перші мобільні APU лінійки AMD Raven Ridge, які протистоятимуть Intel Kaby Lake R. І в усіх цих процесорах AMD використовувала свою 14-нм мікроархітектуру Zen. Саме про флагмана високопродуктивної серії масових користувацьких процесорів, модель AMD Ryzen Threadripper 1950X, ми і поговоримо в даному огляді. Але для кращого розуміння його особливостей варто дещо освіжити й поглибити матчастину.

Трохи теорії

Ключовим структурним елементом мікроархітектури AMD Zen виступає модуль CPU Complex (CCX). Він містить чотири процесорних ядра, кожне з яких має 512 КБ кеш-пам'яті L2. У свою чергу кеш-пам'ять L3 розділена на вісім частин по 1 МБ, і доступ до неї мають усі ядра.

Для побудови багатоядерних процесорів лінійки AMD Ryzen Threadripper використовуються кристали AMD Zeppelin, кожен з яких має в своїй структурі два модулі CCX і 2-канальний контролер пам'яті.

Незалежно від моделі, на підкладці AMD Ryzen Threadripper завжди знаходяться чотири кристали, але два з них не пройшли контроль якості на виробництві, вони не працюють і їх активація неможлива. Інші два дозволяють отримати від 8 до 16 ядер і забезпечують роботу 4-канального контролера пам'яті з підтримкою двох DIMM-слотів на кожен канал.

Обмін даними між кристалами AMD Zeppelin і між модулями CPU Complex всередині самих кристалів здійснюється за допомогою шини Infinity Fabric, яка прив'язана до частоти оперативної пам'яті. Тому в теорії: чим вищою буде частота ОЗП, тим швидше функціонуватиме процесор загалом, що ми обов'язково перевіримо трохи пізніше. Гарантована частота пам'яті для всіх представників AMD Ryzen Threadripper становить 2667 МГц. Це є однією з переваг над конкурентною серією Intel Core X, в якій гарантована швидкість ОЗП залежить від конкретної моделі.

Ще однією важливою перевагою можна назвати наявність у них 64 ліній PCIe, з яких 48 виділяються для побудови графічної підсистеми, 12 йдуть для підключення швидкісних M.2-накопичувачів, а ще 4 використовуються для зв'язку з чіпсетом AMD X399, з яким ми ближче познайомимося в одному з майбутніх оглядів. Загалом структурна схема будь-якого представника сімейства AMD Ryzen Threadripper представлена на наступному слайді.

Creator Mode vs Game Mode

Ще одна тема, яка потребує теоретичного пояснення – це відмінності між режимами Creator і Game, які наявні в утиліті AMD Ryzen Master. За замовчуванням використовується перший. Різниця між ними полягає в налаштуваннях режимів «Сумісності» (Legacy Compatibility) і «Доступу до пам'яті» (Memory Access).

Режим «Сумісності» буде корисним у деяких застарілих іграх, наприклад, DiRT, які фізично не запустяться, якщо в процесора більше 20 потоків. Він активний у Game Mode, що призводить до відключення половини ядер, перетворюючи 16-ядерну / 32-потокову модель у 8-ядерну / 16-потокову. При цьому залишається 4-канальний доступ до ОЗП і система бачить усі 8 DIMM-слотів.

Друге налаштування визначає режим доступу до пам'яті: в Creator Mode використовується UMA (Unified Memory Architecture), що відповідає положенню «Distributed», а в Game Mode застосовується NUMA (Non-Unified Memory Architecture), що відповідає положенню «Local».

У першому випадку код програм та ігор бачить процесорні ядра й ОЗП як єдине обчислювальне ціле, тому особливо не замислюється над тим, куди і яким шляхом записати дані в оперативну пам'ять. Головне, щоб забезпечити максимальну пропускну спроможність, незважаючи на затримки доступу до інформації.

А при переході в Ігровий режим система намагається помістити дані в ОЗП максимально близько до тих процесорних ядер, які їх оброблятимуть, щоб мінімізувати затримки доступу. Звичайно, через шину Infinity Fabric вони можуть отримати доступ до 4 інших модулів пам'яті, які безпосередньо підключені до сусіднього кристала, але в такому разі затримка доступу підвищується з 78 до 133 нс, тобто на 70%.

В результаті Game Mode вимикає половину ядер і оптимізує роботу з ОЗП для мінімізації затримок доступу до даних. А Creator Mode дозволяє використовувати всі доступні ядра й робить акцент на максимальну пропускну спроможність у роботі з ОЗП.

На завершення теоретичного блоку просто нагадаємо, що лінійка AMD Ryzen Threadripper в першу чергу націлена на інженерів, творців контенту, ентузіастів або тих геймерів, які не просто грають, але й паралельно транслюють те, що відбувається в інтернет або тримають у тлі кілька важких процесів. Тобто найкраще вона покаже себе в мультизадачному режимі.

AMD Ryzen Threadripper 1950X

А тепер давайте перейдемо до безпосереднього знайомства з героєм даного огляду – 16-ядерного, 32-потокового флагмана AMD Ryzen Threadripper 1950X. Для початку поглянемо на його технічні характеристики.

Специфікація

Модель	AMD Ryzen Threadripper 1950X
Маркування	YD195XA8AEWOF
Процесорний роз'єм	Socket TR4
Базова частота / динамічна частота, МГц	3400 / 4000
Кількість ядер / потоків	16 / 32
Об'єм кеш-пам'яті L1, КБ	16 х 32 (пам'ять даних) 16 х 64 (пам'ять інструкцій)
Об'єм кеш-пам'яті L2, КБ	16 x 512
Об'єм кеш-пам'яті L3, МБ	2 x 16
Мікроархітектура	AMD Zen
Максимальна розрахункова потужність (TDP), Вт	180
Техпроцес, нм	14
Максимальна температура, °С	68
Підтримка інструкцій і технологій	MMX (+), SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, SSE4A, x86-64, AMD-V, AES, AVX, AVX2, FMA3, XFR, SHA, ADX, BMI1, BMI2, RDRAND, SMAP, CLZERO
Вбудований контролер пам'яті
Тип пам’яті	DDR4
Підтримка частоти, МГц	2667
Число каналів	4
Максимальний об'єм пам'яті, ГБ	128
Сайт виробника	AMD
Сторінка моделі	AMD Ryzen Threadripper 1950X

Упаковка, комплект постачання та зовнішній вигляд

Як і личить флагманському процесору, AMD Ryzen Threadripper 1950X надійде до користувача в оригінальній упаковці, яка вигідно вирізняється на тлі картонних коробок більшості масових процесорів. Вона має два оглядові віконця: лицьове демонструє назву лінійки, а тилове – сам процесор. У цьому полягає вся інформативність упаковки, яка була принесена в жертву заради ефектного зовнішнього вигляду. Зате за збереження при транспортуванні новинки можна не перейматися. Комплект постачання в нашому випадку був відсутній.

Перше, що кидається в очі при вийманні CPU з коробки, – це величезні його розміри: по діагоналі він займає більше 9,5 см, що накладає свої обмеження. По-перше, на материнській платі процесорний роз'єм займатиме багато місця. По-друге, вибір систем охолодження вельми обмежений, адже ми маємо 180-ватне рішення, для якого потрібна збільшена основа кулера. Але про це трохи пізніше.

На теплорозподільній кришці можна знайти назву моделі, код SKU, а також інформацію про дату і країну виробництва. Наприклад, даний зразок був виготовлений на 27 тижні 2017 року (з 3 по 9 липня) на китайській фабриці в Сучжоу, а вихідна пластина для нього була створена на фабриці в американському Техасі.

На зворотному боці процесора ми бачимо контактні майданчики для роз'єма Socket TR4. Вперше в масових користувацьких моделях AMD використала LGA-роз'єм. Причому фізично він ідентичний до Socket SP3, який отримали серверні процесори лінійки AMD EPYC, однак вони не сумісні: тобто процесор серії AMD EPYC не працюватиме на материнській платі під Socket TR4 і навпаки.

Аналіз технічних характеристик

Процесор AMD Ryzen Threadripper 1950X і материнську плату ROG ZENITH EXTREME нам люб'язно надала для тестування компанія ASUS. В ролі системи охолодження спочатку ми використовували СВО Cooler Master MasterLiquid Lite 240. Ця універсальна модель призначена для різних платформ від AMD й Intel, але в списку підтримки немає Socket TR4, тому для неї нам спеціально прислали кріплення.

Однак величезні розміри AMD Ryzen Threadripper 1950X нагадали про себе в процесі монтажу: добре видно, що основа водоблока не може повністю закрити теплорозподільну кришку. Давайте подивимося, чи відіб’ється це на ефективності охолодження.

Для початку ми відключили технологію динамічного розгону й отримали частоту процесора на рівні 3,4 ГГц, що відповідає паспортним даним. Напруга при цьому склала 1,090 В.

Якщо ж залишити технологію динамічного розгону активною, можна зафіксувати й максимально заявлену швидкість в 4 ГГц при напрузі 1,461 В.

Однак при повному навантаженні частота процесора в основному знаходилася на рівні 3,3 ГГц. При цьому його температура піднялася до 51°С при критичному показникові в 68°С. Тобто загалом Cooler Master MasterLiquid Lite 240 справляється з покладеним завданням, навіть якщо він із самого початку не був створений під цю платформу.

У простої швидкість падала до 2,2 ГГц при напрузі 0,916 В. Температура опускалася до 31°С.

Додатково нам вдалося роздобути процесорний кулер Noctua NH-U14S TR4-SP3, який спеціально створений під процесори лінійок AMD EPYC і AMD Ryzen Threadripper. Його містить нікельовану мідну основу необхідного розміру, щоб повністю накрити процесор, шість нікельованих мідних 6-мм теплових трубок, алюмінієвий радіатор і вентилятор Noctua NF-A15 PWM на основі тихої та довговічної SSO2-вальниці. Швидкість обертання його лопатей знаходиться в діапазоні від 300 до 1500 об/хв, що дозволяє створювати повітряний потік з об'ємом до 140,2 м³/год при рівні шуму 24,6 дБ(А).

При аналогічному максимальному навантаженні кулер Noctua NH-U14S TR4-SP3 виявився ефективнішим рішенням: він дозволив частоті AMD Ryzen Threadripper 1950X піднятися до 3 565 МГц при напрузі 1,243 В. А температура підвищилася лише до 43°С.

У режимі простою температура процесора знизилася до 28°С.

Організація кеш-пам'яті в AMD Ryzen Threadripper 1950X не викликає жодних питань:

• 32 КБ кеш-пам'яті L1 на ядро з 8-ма каналами асоціативності відведено для даних;
• 64 КБ кеш-пам'яті L1 на ядро з 4-ма каналами асоціативності використовується для інструкцій;
• 512 КБ кеш-пам'яті L2 на ядро з 8-ма каналами асоціативності;
• 8 МБ загальної кеш-пам'яті L3 на кожен 4-процесорний модуль CCX з 16-ма каналами асоціативності.

У свою чергу 4-канальний контролер оперативної пам'яті без проблем підтримував роботу модулів стандарту DDR4-2667 МГц. Максимальний об'єм ОЗП на офіційній сторінці не зазначений, але виробники сумісних материнських плат вказують на 128 ГБ.