Analýza BID AMD Ryzen 3000 'Zen 2' odhaluje nové možnosti přetaktování a ladění



AMD will launch its 3rd generation Ryzen 3000 Socket AM4 desktop processors in 2019, with a product unveiling expected mid-year, likely on the sidelines of Computex 2019. AMD is keeping its promise of making these chips backwards compatible with existing Socket AM4 motherboards. To that effect, motherboard vendors such as ASUS and MSI began rolling out BIOS updates with AGESA-Combo 0.0.7.x microcode, which adds initial support for the platform to run and validate engineering samples of the upcoming 'Zen 2' chips.

Na veletrhu CES 2019 odhalil AMD více technických detailů a prototyp procesoru AM4 soketu Ryzen 3. generace. Společnost potvrdila, že bude implementovat návrh vícečipového modulu (MCM) i pro své hlavní procesory stolních počítačů, ve kterých bude používat jeden nebo dva chiplety CPU 7 Zen 2 s procesorem Zen 2, které hovoří s 14 nm I / O řadič zemře přes Infinity Fabric. Dvěma největšími komponentami IO matrice jsou kořenový komplex PCI-Express a důležitý dvoukanálový paměťový řadič DDR4. Přinášíme vám nikdy dříve ohlášené podrobnosti o tomto paměťovém řadiči. AMD má dva velké důvody, proč se vydat cestou MCM i pro svou běžnou stolní platformu. První je, že jim umožňuje kombinovat technologie výroby křemíku. Počítadla fazolí AMD počítají s tím, že je ekonomičtější stavět pouze ty komponenty na výrobním procesu zmenšeného 7 nanometrů, které mohou mít prospěch ze smrštění; konkrétně jádra CPU. Ostatní komponenty, jako je paměťový řadič, mohou být i nadále postaveny na stávajících 14 nm technologiích, které jsou nyní velmi vyspělé (= nákladově efektivní). AMD také soutěží s ostatními společnostmi o svůj podíl alokace 7 nanometrů v TSMC.

Matice 14 nm I / O řadiče by teoreticky mohla být získána z GlobalFoundries, aby byla dodržena dohoda o dodávce oplatky. Druhým velkým důvodem je ekonomika snižování. Očekává se, že AMD zvýší počty procesorových jader nad 8 a napěchování 12-16 jader na jediné 7 nm desce způsobí, že bude vyřezávání levnějších SKU nákladem na deaktivaci jader, protože AMD ne vždy sklízí matrice s vadnými jádry. Tyto SKU střední třídy se prodávají ve vyšších objemech a po uplynutí doby, kdy je AMD nucena deaktivovat dokonale funkční jádra. Dává větší smysl stavět 8jádrové nebo 6jádrové chiplety a na SKU s 8 nebo méně jádry fyzicky rozmístit pouze jeden chiplet. Tímto způsobem AMD maximalizuje využití svých drahých 7 nm destiček. Nevýhodou tohoto přístupu je, že řadič paměti již není fyzicky integrován do procesorových jader. Procesor 3. generace Ryzen (a všechny ostatní procesory Zen 2) má tedy paměťový řadič s integrovanou diskrétností. Řadič paměti je fyzicky umístěn uvnitř procesoru, ale není na stejném kusu křemíku jako jádra CPU. AMD není první, kdo přišel s takovou mašlí. Procesor Core 'Clarkdale' Intelu 1. generace se vydal podobnou cestou, s jádry CPU na matrici 32 nm a paměťovým řadičem a integrovaným GPU na samostatné matrici 45 nm.

Intel použil své Quick Path Interconnect (QPI), které bylo v té době špičkové. AMD se zapojuje do Infinity Fabric, svého nejnovějšího škálovatelného širokopásmového propojení, které je implementováno do produktových řad „Zen“ a „Vega“. Dozvěděli jsme se, že s „Matisse“ AMD představí novou verzi Infinity Fabric, která nabízí dvojnásobnou šířku pásma v porovnání s první generací, nebo až 100 GB / s. AMD to potřebuje, protože jeden modul I / O kontroléru musí nyní být propojen s až dvěma 8jádrovými CPU procesory a až 64 jádry v jejich SKU serverové linii 'EPYC'.

Náš rezident Ryzen Memory Guru Yuri '1usmus' Bubliy se opravdu důkladně podíval na jednu z těchto aktualizací systému BIOS pomocí AGESA 0.0.7.x a našel několik nových ovládacích prvků a možností, které budou exkluzivní pro „Matisse“ a možná další generaci. Procesory Ryzen Threadripper. AMD změnil název sekce CBS z „Zen Common Options“ na „Valhalla Common Options“. Za posledních pár dní jsme na webu viděli toto kódové jméno trochu asociované se slovem „Zen 2.“. Dozvěděli jsme se, že „Valhalla“ může být kódovým názvem platformy sestávající z třetí generace procesoru Ryzen „Matisse“ AM4 a jeho základní desky založené na čipové sadě AMD 500, konkrétně nástupce X470, který vyvíjí AMD in-house na rozdíl od získávání z ASMedia.

Při vážném přetaktování paměti se může stát, že Infinity Fabric nemůže zvládnout zvýšenou rychlost paměti. Nezapomeňte, Infinity Fabric běží na frekvenci synchronizované s pamětí. Například s pamětí DDR-3200 (která běží na 1600 MHz) bude Infinity Fabric pracovat při 1600 MHz. Toto je výchozí nastavení pro Zen, Zen + a Zen 2. Na rozdíl od předchozích generací nabízí nový systém BIOS možnosti UCLK pro „Auto“, „UCLK == MEMCLK“ a „UCLK == MEMCLK / 2“. Poslední možnost je nová a hodí se při přetaktování paměti, aby bylo dosaženo stability, ale za cenu určité šířky pásma Infinity Fabric.

Precision Boost Overdrive získá jemnější kontrolu na úrovni BIOSu a AMD provádí tuto změnu významnými změnami, aby nastavení podpory bylo flexibilnější a vylepšil algoritmus. Brzy osvojitelé AGESA Combo 0.0.7.x na základní desce čipových sad AMD 400 si všimli, že PBO na jejich strojích prasklo nebo se stalo buggy. Důvodem je špatná integrace nového algoritmu PBO se stávajícím algoritmem kompatibilním s „Pinnacle Ridge“. AMD také implementoval „Core Watchdog“, což je funkce, která resetuje systém v případě, že adresa nebo chyby dat destabilizují stroj.

Procesor „Matisse“ také uživatelům poskytne lepší kontrolu nad aktivními jádry. Protože balíček AM4 má dva 8jádrové chiplety, budete mít možnost deaktivovat celý chiplet nebo upravit počet jádra v krocích po 2, protože každý 8jádrový chiplet se skládá ze dvou čtyřjádrových CCX (výpočetní komplexy) , podobně jako stávající návrhy AMD. Na úrovni chipletů můžete vytočit počty jader od 4 + 4 do 3 + 3, 2 + 2 a 1 + 1, ale nikdy asymetricky, jako je například 4 + 0 (což bylo možné u první generace Zen). AMD synchronizuje počty jádra CCX pro optimální využití L3 cache a přístupu do paměti. U 64jádrového Threadripperu, který má osm 8jádrových chipletů, budete moci chiplety deaktivovat, pokud máte alespoň dva chiplety povoleny.

CAKE neboli „koherentní rozšiřovač soketu AMD“ obdržel další nastavení, konkrétně „CAKE CRC performance Bounds“. AMD implementuje IFOP (Infinity Fabric On Package) nebo neskockovanou verzi IF na třech místech MCM „Matisse“. Matice I / O kontroléru má 100 GB / s IFOP spojení ke každému ze dvou 8jádrových chipletů a další 100 GB / s IFOP spojení spojuje tyto dva chiplety navzájem. U implementací „Zen 2 s více zásuvkami“ poskytne AMD ovládací prvky uzlů NUMA, konkrétně „NUMA uzly na soket“, včetně možností „NPS0“, „NPS1“, „NPS2“, „NPS4“ a „Auto“.

S „Zen 2“ AMD zavádí několik hlavních nových funkcí na úrovni DCT. První z nich se nazývá „Inverze mapy DRAM“ s možnostmi včetně „Zakázáno“, „Povoleno“ a „Auto“. Popis dodavatele této základní desky vypadá jako „Správně využívejte paralelismus uvnitř kanálu a zařízení DRAM. Bity, které se častěji převracejí, by se měly použít k mapování zdrojů s větší paralelismem v systému. Další je „Oprava poštovního balíčku DRAM“ s možnostmi včetně „povoleno“, „zakázáno“ a „automaticky“. Tento nový speciální režim (který je standardem JEDEC) umožňuje výrobci paměti zvýšit výtěžky DRAM selektivním deaktivováním špatných paměťových buněk, které je automaticky nahradí pracovními z náhradní oblasti, podobně jako paměťová zařízení mapují špatné sektory. Nejsme si jisti, proč je taková funkce vystavena koncovým uživatelům, zejména ze segmentu klientů. Možná bude odstraněna na produkčních základních deskách.

Také jsme narazili na zajímavou možnost týkající se I / O řadiče, která vám umožní vybrat generaci PCI-Express až do „Gen 4.0“. To by mohlo naznačovat, že některé stávající základní desky čipových sad řady 400 mohou přijímat PCI-Express Gen 4.0, vzhledem k tomu, že zkoumáme firmware základní desky čipových sad 400. Prostřednictvím důvěryhodných zdrojů jsme slyšeli, že implementace PCIe Gen 4.0 společnosti AMD zahrnuje použití externích ovladačů na základní desce. Ty nepřijdou levně. Společnost Texas Instruments prodává přesměrovače Gen 3.0 za 1,5 USD za kus v množství 1 000 kusů kotouče. Prodejci základních desek budou muset na základnách AM4 s paticemi Gen 4.0 s roztečí 15 až 20–20 dolarů, vzhledem k tomu, že potřebujete 20 z těchto přesměrovačů, jeden na jeden jízdní pruh. Setkali jsme se s několika dalšími běžnými ovládacími prvky, včetně „RCD Parity“ a „Memory MBIST“ (nový program autotestu paměti).

Jedna ze stránek pro nastavení firmwaru je s názvem „SoC Miscellaneous Control“ a zahrnuje následující nastavení, z nichž mnohá jsou průmyslově standardní:
  • Pokus o paritní opakování adresy DRAM
  • Maximální opakování chyby parity
  • Write CRC Enable
  • DRAM Write CRC Enable and Retry Limit
  • Max. Opakování chyby CRC
  • Zakázat vstřikování chyby paměti
  • DRAM UECC Opakovat
  • Nastavení ACPI:
    o Mezipaměť ACPI SRAT L3 jako doména NUMA
    o Řízení vzdálenosti ACPI SLIT
    o ACPI SLIT vzdálená relativní vzdálenost
    o virtuální vzdálenost ACPI SLIT
    o ACPI SLIT stejná vzdálenost soketu
    o Vzdálená zásuvka ACPI SLIT
    o ACPI SLIT místní vzdálenost SLink
    o Vzdálená vzdálenost SLink od ACPI SLIT
    o ACPI SLIT místní vzdálenost mezi SLink
    o Vzdálená vzdálenost mezi SLinkem ACPI SLIT
  • CLDO_VDDP Řízení
  • Režim účinnosti
  • Řízení omezení výkonu balíčku
  • DF C-státy
  • Opraven stav SOC P
  • CPPC
  • Maximální rychlost 4Glink xGMI
  • Maximální rychlost 3Glink xGMI
All in all, AMD Ryzen 'Matisse' promises to give advanced and enthusiast users a treasure-chest of tuning options. Thanks again to Yuri '1usmus' Bubliy, who contributed significantly to this article.