Обзор и тестирование процессора AMD Ryzen Threadripper 1950X: для чего нужны 32 потока?

В этом году компания AMD изрядно потрепала нервы своему ключевому конкуренту на рынке процессоров. Сначала она успешно представила линейку AMD Ryzen, чем спровоцировала ускоренный выход Intel Coffee Lake. Затем выпустила серию серверных процессоров AMD EPYC 7000, чтобы Intel Xeon не чувствовали себя столь вольготно на рынке. В конце лета появилась серия AMD Ryzen Threadripper в качестве конкурента для Intel Core X. А к концу года должны дебютировать и первые мобильные APU линейки AMD Raven Ridge, которые будут противостоять Intel Kaby Lake R. И во всех этих процессорах AMD использовала свою 14-нм микроархитектуру Zen. Именно о флагмане высокопроизводительной серии массовых пользовательских процессоров, модели AMD Ryzen Threadripper 1950X, мы и поговорим в данном обзоре. Но для лучшего понимания его особенностей следует слегка освежить и углубить матчасть.

Немного теории

Ключевым структурным элементом микроархитектуры AMD Zen выступает модуль CPU Complex (CCX). Он включает в себя четыре процессорных ядра, каждое из которых имеет в своем распоряжении 512 КБ кэш-памяти L2. В свою очередь кэш-память L3 разделена на восемь частей по 1 МБ, и доступ к ней имеют все ядра.

Для построения многоядерных процессоров линейки AMD Ryzen Threadripper используются кристаллы AMD Zeppelin, каждый из которых имеет в своей структуре два модуля CCX и 2-канальный контроллер памяти.

Независимо от модели, на подложке AMD Ryzen Threadripper всегда находится четыре кристалла, но два из них не прошли контроль качества на производстве, они не работают и их активация невозможна. Остальные два позволяют получить от 8 до 16 ядер и обеспечивают работу 4-канального контроллера памяти с поддержкой двух DIMM-слотов на каждый канал.

Обмен данными между кристаллами AMD Zeppelin и между модулями CPU Complex внутри самих кристаллов осуществляется с помощью шины Infinity Fabric, которая привязана к частоте оперативной памяти. Поэтому в теории: чем выше будет частота ОЗУ, тем быстрее будет функционировать процессор в целом, что мы обязательно проверим чуть позже. Гарантированная частота памяти для всех представителей AMD Ryzen Threadripper составляет 2667 МГц. Это является одним из преимуществ над конкурентной серией Intel Core X, в которой гарантированная скорость ОЗУ зависит от конкретной модели.

Еще одним важным преимуществом можно назвать наличие у них 64 линий PCIe, из которых 48 выделяются для построения графической подсистемы, 12 идут для подключения скоростных M.2-накопителей, а еще 4 используются для связи с чипсетом AMD X399, с которым мы поближе познакомимся в одном из будущих обзоров. В целом структурная схема любого представителя семейства AMD Ryzen Threadripper представлена на следующем слайде.

Creator Mode vs Game Mode

Еще одна тема, нуждающаяся в теоретическом пояснении – это различия между режимами Creator и Game, которые присутствуют в утилите AMD Ryzen Master. По умолчанию используется первый. Разница между ними заключается в настройках режимов «Совместимости» (Legacy Compatibility) и «Доступа к памяти» (Memory Access).

Режим «Совместимости» будет полезен в некоторых устаревших играх, например, DiRT, которые физически не запустятся, если у процессора более 20 потоков. Он активен в Game Mode, что приводит к отключению половины ядер, превращая 16-ядерную / 32-поточную модель в 8-ядерную / 16-поточную. При этом остается 4-канальный доступ к ОЗУ и система видит все 8 DIMM-слотов.

Вторая настройка определяет режим доступа к памяти: в Creator Mode используется UMA (Unified Memory Architecture), что соответствует положению «Distributed», а в Game Mode применяется NUMA (Non-Unified Memory Architecture), что соответствует положению «Local».

В первом случае код программ и игр видит процессорные ядра и ОЗУ как единое вычислительное целое, поэтому особо не задумывается над тем, куда и каким путем записать данные в оперативную память. Главное, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность, невзирая на задержки доступа к информации.

А при переходе в Игровой режим система старается поместить данные в ОЗУ максимально близко к тем процессорным ядрам, которые их будут обрабатывать, чтобы минимизировать задержки доступа. Конечно, через шину Infinity Fabric они могут получить доступ к 4 другим модулям памяти, которые напрямую подключены к соседнему кристаллу, но в таком случае задержка доступа повышается с 78 до 133 нс, то есть на 70%.

В итоге Game Mode выключает половину ядер и оптимизирует работу с ОЗУ для минимизации задержек доступа к данным. А Creator Mode позволяет использовать все доступные ядра и делает упор на максимальную пропускную способность в работе с ОЗУ.

В завершении теоретического блока просто напомним, что линейка AMD Ryzen Threadripper в первую очередь нацелена на инженеров, создателей контента, энтузиастов или тех геймеров, которые не просто играют, но параллельно транслируют происходящее в интернет или держат в фоне несколько тяжелых процессов. То есть лучше всего она проявит себя в мультизадачном режиме.

AMD Ryzen Threadripper 1950X

А теперь давайте перейдем к непосредственному знакомству с героем данного обзора – 16-ядерным, 32-поточным флагманом AMD Ryzen Threadripper 1950X. Для начала взглянем на его технические характеристики.

Спецификация

Модель	AMD Ryzen Threadripper 1950X
Маркировка	YD195XA8AEWOF
Процессорный разъем	Socket TR4
Базовая частота / динамическая частота, МГц	3400 / 4000
Количество ядер / потоков	16 / 32
Объем кэш-памяти L1, КБ	16 х 32 (память данных) 16 х 64 (память инструкций)
Объем кэш-памяти L2, КБ	16 x 512
Объем кэш-памяти L3, МБ	2 x 16
Микроархитектура	AMD Zen
Максимальная расчетная мощность (TDP), Вт	180
Техпроцесс, нм	14
Максимальная температура, °С	68
Поддержка инструкций и технологий	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
Встроенный контроллер памяти
Тип памяти	DDR4
Поддерживаемая частота, МГц	2667
Число каналов	4
Максимальный объем памяти, ГБ	128
Сайт производителя	AMD
Страница модели	AMD Ryzen Threadripper 1950X

Упаковка, комплект поставки и внешний вид

Как и подобает флагманскому процессору, AMD Ryzen Threadripper 1950X поступит в распоряжение пользователя в оригинальной упаковке, которая выгодно выделяется на фоне картонных коробок большинства массовых процессоров. Она имеет два смотровых окошка: лицевое демонстрирует название линейки, а тыльное – сам процессор. В этом заключается вся информативность упаковки, которая была принесена в жертву ради более эффектного внешнего вида. Зато за сохранность транспортировки новинки можно не переживать. Комплект поставки в нашем случае отсутствовал.

Первое, что бросается в глаза при извлечении CPU из коробки, – это огромные его размеры: по диагонали он занимает более 9,5 см, что накладывает свои ограничения. Во-первых, на материнской плате процессорный разъем будет занимать много места. Во-вторых, выбор систем охлаждения весьма ограничен, ведь мы имеем 180-ваттное решение, для которого требуется увеличенное основание кулера. Но об этом чуть позже.

На теплораспределительной крышке можно найти название модели, код SKU, а также информацию о дате и стране производства. Например, данный образец был изготовлен на 27 неделе 2017 года (с 3 по 9 июля) на китайской фабрике в Сучжоу, а исходная пластина для него была создана на фабрике в американском Техасе.

На обратной стороне процессора мы видим контактные площадки для разъема Socket TR4. Впервые в массовых пользовательских моделях AMD использовала LGA-разъем. Причем физически он идентичен Socket SP3, которым обладают серверные процессоры линейки AMD EPYC, однако они не совместимы: то есть процессор серии AMD EPYC не будет работать на материнской плате под Socket TR4 и наоборот.

Анализ технических характеристик

Процессор AMD Ryzen Threadripper 1950X и материнскую плату ROG ZENITH EXTREME нам любезно предоставила для тестирования компания ASUS. В качестве системы охлаждения поначалу мы использовали СВО Cooler Master MasterLiquid Lite 240. Эта универсальная модель предназначена для разных платформ от AMD и Intel, но в списке поддерживаемых нет Socket TR4, поэтому для нее нам специально прислали крепления.

Однако огромные размеры AMD Ryzen Threadripper 1950X напомнили о себе в процессе монтажа: хорошо видно, что основание водоблока не может полностью закрыть теплораспределительную крышку. Давайте посмотрим, отразится ли это на эффективности охлаждения.

Для начала мы отключили технологию динамического разгона и получили частоту процессора на уровне 3,4 ГГц, что соответствует паспортным данным. Напряжение при этом составило 1,090 В.

Если же оставить технологию динамического разгона активной, то можно зафиксировать и максимально заявленную скорость в 4 ГГц при напряжении 1,461 В.

Однако при полной нагрузке частота процессора в основном находилась на уровне 3,3 ГГц. При этом его температура поднялась до 51°С при критическом показателе в 68°С. То есть в целом Cooler Master MasterLiquid Lite 240 справляется с возложенной задачей, даже если он изначально не был создан под эту платформу.

В простое скорость падала до 2,2 ГГц при напряжении 0,916 В. Температура опускалась до 31°С.

Дополнительно нам удалось заполучить в свое распоряжение процессорный кулер Noctua NH-U14S TR4-SP3, который специально создан под процессоры линеек AMD EPYC и AMD Ryzen Threadripper. Его конструкция включает в себя никелированное медное основание необходимого размера, чтобы полностью накрыть процессор, шесть никелированных медных 6-мм тепловых трубок, алюминиевый радиатор и вентилятор Noctua NF-A15 PWM на основе тихого и долговечного SSO2-подшипника. Скорость вращения его лопастей находится в диапазоне от 300 до 1500 об/мин, что позволяет создавать воздушный поток объемом до 140,2 м³/ч при шуме 24,6 дБ(А).

При аналогичной максимальной нагрузке кулер Noctua NH-U14S TR4-SP3 оказался более эффективным решением: он позволил частоте AMD Ryzen Threadripper 1950X подняться до 3 565 МГц при напряжении 1,243 В. А температура повысилась лишь до 43°С.

В режиме простоя температура процессора снизилась до 28°С.

Организация кэш-памяти у AMD Ryzen Threadripper 1950X не вызывает никаких вопросов:

• 32 КБ кэш-памяти L1 на ядро с 8-ю каналами ассоциативности отведено для данных;
• 64 КБ кэш-памяти L1 на ядро с 4-мя каналами ассоциативности используется для инструкций;
• 512 КБ кэш-памяти L2 на ядро с 8-ю каналами ассоциативности;
• 8 МБ общей кэш-памяти L3 на каждый 4-процессорный модуль CCX с 16-ю каналами ассоциативности.

В свою очередь 4-канальный контроллер оперативной памяти без проблем поддерживал работу модулей стандарта DDR4-2667 МГц. Максимальный объем ОЗУ на официальной страничке не указан, но производители совместимых материнских плат говорят о 128 ГБ.