какая должна быть латентность оперативной памяти для ryzen 2600

Влияние частоты DDR4 2133-4000 МГц на производительность процессоров AMD Ryzen 5 5600X и AMD Ryzen 9 5950X

Архитектура Zen 3 в процессорах AMD Ryzen 5000 сделала заметный рывок производительности благодаря увеличению показателя выполнения операций за такт на 19% и повышения рабочих тактовых частот.

Основным нововведением архитектуры Zen 3 стала перекомпоновка внутренних «модулей» со значительными микроархитектурными изменениями. Инженеры объединили два CCX-комплекса внутри каждого восьмиядерного кристалла в единый блок. Это позволило всем восьми ядрам в одном CCX-комплексе иметь полный доступ к кеш-памяти, что ускорило работу всей подсистемы памяти и снижает задержки при обмене данными. Благодаря такому шагу в шести- и восьмиядерных процессорах Zen 3 основная шина Infinity Fabric стала полностью разгружена от межъядерного траффика и стала отвечать лишь за взаимодействие с контроллерами интерфейсов DRAM DDR4 и PCI Express 4.0. Однако она не потеряла полностью своего предназначения со старшими двенадцати- и шестнадцатиядерными процессорами, где связь между двумя CCD-чиплетами сохранена.

Второй важной особенностью является принцип работы шины Infinity Fabric. Она имеет собственный тактовый домен, синхронизируемым с физической частотой памяти. Благодаря оптимизациям и некоторой разгрузке межъядерного обмена данными стабильной работы можно добиться в режиме DDR4-3600 в синхронном режиме и более в асинхронном режиме.

Однако в общий алгоритм работы вмешивается еще один участник – непосредственно контроллер памяти DRAM DDR4. Поскольку он независим от процессорных ядер, то также имеет свою рабочую частоту. В совокупности мы получаем, что работа подсистемы памяти процессоров семейства Ryzen 5000 имеет три независимых параметра – частоту оперативной памяти, частоту шины Infinity Fabric и частоту контроллера памяти. Инженеры AMD постарались согласовать все три генератора в соотношении 1:1:1 в режиме до DDR4-3600 включительно, после чего работа каждого компонента изменяются согласно таблице.

Поэтому в разгоне важно следить за частотой оперативной памяти выше 3600 МГц, вручную активируя частоту шину Infinity Fabric равную половине показателя DDR4 и не забывать выставлять режим UCLK=MemCLK.

Для нашего тестирования мы будем использовать младший процессор AMD Ryzen 5 5600X с единственным CCD-чиплетом и самую старшую модель Ryzen 9 5950X, имеющую два полноценных CCD-чиплета, что позволит наглядно и в полной мере изучить влияние частоты оперативной памяти на показатели быстродействия процессоров с обменом данных, обработки информации и игровую производительность.

В качестве основной платформы выступит материнская плата MSI MEG B550 Unify-X, установившая несколько рекордов разгона оперативной памяти.

MSI MEG B550 Unify-X построена на шестислойном текстолите черного цвета с увеличенной толщиной медных слоев. В дизайне применим строгий внешний вид с минимальным количеством пластика и отличным охлаждением цепей питания. Последняя насчитывает 16 фаз (14+2) с мосфетами Infineon TDA21490 (по 90А), управляемые полноценным шестнадцатиканальным контроллером Infineon XDPE132G5C.

Важнейшей особенностью материнской платы MSI MEG B550 Unify-X является переработанная оптимизированная разводка линий и только два слота DIMM DDR4 для достижения наилучшей производительности и уменьшения задержек.

Производителем предусмотрены индикаторы POST-кодов, кнопки включения и перезагрузки, кнопки прошивки BIOS и сброса настроек на задней панели, а также простой доступ к важным перемычкам на плате. В наборе с MSI MEG B550 Unify-X имеется специальный пак DIY Stands Set с подставками для превращения платформы в открытый стенд с возможностью обдува снизу и легкой доступностью к компонентам.

Завещающим основной «треугольник» комплектующих становится набор оперативной памяти Team T-Force Xtreem 8Pack 4500MHz 16Gb.

Модули построены на чипах Samsung B-Die и расчетной формулой таймингов CL18-20-20-44 при напряжении 1.45 В.

В качестве графической составляющей выступает видеокарта MSI Radeon RX 6700 XT Gaming X.

Тестовый стенд

Методика тестирования

BIOS материнской платы MSI MEG B550 Unify-X обновлен до последней стабильной версии A30 (7D13vA3).

Для мониторинга показателей системы использовалась утилита HWINFO64.

Процессоры AMD Ryzen 5000 работают на стоковых частотах.

Оперативная память Team Xtreem 8Pack оснащена XMP-профилем с высокой тактовой частотой:

Пределом стабильной работы для процессоров в синхронном режиме стала частота оперативной памяти 4000 МГц, контроллера памяти и шины Infinity Fabric – 2000 МГц. Тайминги понижены до «16-16-16 32-Т1», уменьшены вторичные тайминги. Остальные параметры выставлены в режиме «Auto», включая напряжения SoC, VDDP, VDDG.

Частота оперативной памяти 4000 МГц и тайминги будет отправной точкой для нашего тестирования. Другие частоты будут достигаться уменьшением множителя с указанными параметрами, включая шину Infinity Fabric и контроллер памяти, кроме частоты 2133 МГц с автоматическими настройками по умолчании.

Режим MCLK:FCLK:UCLK = 1:1:1

Для максимальной стабильной частоты DDR4-4000 и демонстрации производительности добавлен асинхронный режим MCLK:FCLK:UCLK = 1:1:2.

Результаты тестирования

В первую очередь взглянем на AIDA64 бенчмарк кэша и памяти на системе с различной частотой памяти DDR4.

Наблюдаем взрывной рост производительности до частоты DDR4-3600, заявленной компанией AMD как наиболее оптимальной для высокоэффективного быстродействия процессоров AMD Ryzen 5000 в независимости от компоновки CCX-комплексов и чипсетов. Дальнейшее повышение частоты ведет к менее значительному росту.

Латентность оперативной памяти.

Задержки памяти также заметно снижаются, но до порога DDR4-3200. Отметим, что асинхронный режим в значительной степени пока лишь продемонстрировал падение в данном тесте.

Тест быстродействия обработки данных WinRAR.

В обработке потока данных тест быстродействия WinRAR демонстрирует прирост производительности на 34% для младшего процессора AMD Ryzen 5 5600X с одним CCX при разгоне от 2133 МГц до 4000 МГц в синхронном режиме и на внушительные +52% для двух комплексного CCX старшего процессора Ryzen 9 5950X.

Игровую производительность оценивали в «Ведьмак 3: Дикая Охота» с минимальными настройками графики в разрешении 720p для уменьшения влияния графической составляющей.

Игра The Witcher 3: Wild Hunt блестяще реагирует на многоядерность системы, и мы снова наблюдаем как частота памяти и шины Infinity Fabric влияет на взаимосвязь в старшем процессоре Ryzen 9 5950X. При стоковой частоте DDR4-2133 она даже ниже младшей модели, но по мере оверклокинга наблюдается ошеломительный прирост до отметки DDR4-3600 МГц.

Графические пакеты бенчмарки 3DMark Fire Strike и Time Spy, показатели Physics Score и CPU Score соответственно.

Тест 3DMark Fire Strike практически не замечает разгона оперативной памяти.

Однако пакет Time Spy значительно лучше демонстрирует связь частоты и влияния связи шины Infinity Fabric между CCX-комплектами: напомним, что Ryzen 5 5600X имеет один блок CCX с шестью ядрами, а Ryzen 9 5950X – два блока CCX, соединенные шиной IF. Прирост составляет 13,5% и потрясающие 42,4%% соответственно. Для моделей Ryzen 7 5800X и Ryzen 9 5900X ситуация будет аналогичная (один и два CCX).

Результаты бенчмарков Cinebench R20 и Cinebench R23 от компании Maxon.

Текущие тесты, наоборот, продемонстрировали небольшой спад производительности при многоядерном прогоне. Перегрев был исключен. Возможно, с ростом частот значительнее возрастает нагрузка на контроллер памяти, который сказывался на системе процессора по удержанию заданного лимита (CPU функционировали в стоке), поэтому, как и на решениях Intel чем сильнее разгон оперативной памяти, тем сильнее нагрузка на соответствующие блоки и тем выше нагрев и потребление.

Заключение

Влияние частоты оперативной памяти на процессоры AMD Ryzen 5000 неоспоримо и как мантра повторяется уже чуть ли не по телевидению. Однако нам хотелось подробнее изучить данный вопрос с обновлением прошивок BIOS, последней версией AGESA и драйверами, влияющие на оптимизации и быстродействия конечных продуктов, и конечно же на взаимосвязь младшего и старшего процессоров с различной компоновкой.

AMD Ryzen 5 5600X остается бодрым шестиядерным процессором c одним CCD-чиплетом и IOD-чиплетом, где основная связь возлагается на шину Infinity Fabric. Как мы убедились последняя зависит от частоты оперативной памяти, как и контроллер памяти, поэтому отправной точкой для Ryzen 5 5600X и, следовательно, для Ryzen 7 5800X является частота в режиме DDR4-3200, а более благоприятная отметка достигается при DDR4-3600. Дальнейший рост наблюдается, однако, каждый шаг достигается все более высокими жертвами и меньшей выручкой. В общем итоге средний прирост составляет +28,5%! Если вы приобрели подобную систему и неуверенно разбираетесь в «железе», то нашей рекомендацией будет текущая проверка на какой частоте памяти DDR4 работает ваша система: нередко пользователи и сборщики забывают активировать хотя бы профиль XMP и работают на пониженной частоте 2133-2400 МГц, когда нашим минимумом является 3200 МГц!

Для топового процессора AMD Ryzen 9 5950X справедливы все вышесказанные утверждения. Но не стоит забывать, что у него и версии Ryzen 5 5900X один блок CCX стоит особняком и там связь держится на той же шине IF, которая чувствительна к любому «чиху». Поэтому даже после частоты DDR4-3600 мы наблюдаем менее линейный, но прирост быстродействия: здесь стоит побороться хотя бы за частоту памяти 3800 МГц, а отметка ниже DDR4-3200 карается наказанием самого себя потерей драгоценных FPS в играх и лишних минутах при обработке больших потоков данных! Средний прирост производительности от 2133 МГц к 4000 МГц составляет аж +48%!

Источник

Разгон оперативной памяти DDR4 на AMD Ryzen и Intel Core

На github.com кто-то заморочился и сделал полноценный гайд по разгону оперативной памяти DDR4 на Intel и AMD Ryzen. А в качестве базовой информации в дополнении к нашему видео он будет полезен каждому.

Делимся переводом, приятного прочтения.

Содержание

Подготовка

Ожидания и ограничения

В этом разделе рассматриваются 3 компонента, влияющие на процесс разгона: микросхемы (чипы памяти), материнская плата и встроенный контроллер памяти (IMC).

Материнская плата

Замечено также, что дешёвые материнские платы могут не разогнаться, возможно по причине низкого качества печатной платы и недостаточного количества слоёв (?).

Микросхемы (чипы памяти)

Отчёты Thaiphoon Burner

По общему мнению, свои отбракованные низкосортные чипы Micron реализует под брендом SpecTek. Многие стали называть этот чип “Micron E-die” или даже просто “E-die”. Если в первом случае ещё куда ни шло, то во втором уже возникает путаница, поскольку подобная маркировка («буква-die») используется у микросхем Samsung, например – “4 Гб Samsung E-die”. Под “E-die” обычно подразумевается чип Samsung, поэтому стоит уточнять производителя, говоря о чипах Micron Rev. E как об “E-die”.

Масштабирование напряжения попросту означает, как чип реагирует на изменение напряжения. Во многих микросхемах tCL масштабируется с напряжением, что означает, что увеличение напряжения может позволить вам снизить tCL. В то время как tRCD и tRP на большинстве микросхем, как правило, не масштабируются с напряжением, а это означает, что независимо от того, какое напряжение вы подаёте, эти тайминги не меняются. Насколько я знаю, tCL, tRCD, tRP и, возможно, tRFC могут (либо не могут) видеть масштабирование напряжения. Аналогичным образом, если тайминг масштабируется с напряжением, это означает, что вы можете увеличить напряжение, чтобы соответствующий тайминг работал на более высокой частоте.

Масштабирование напряжения CL11

На графике видно, что tCL у CJR 8 Гб масштабируется с напряжением почти ровно до 2533 МГц. У B-die мы видим идеально-ровное масштабирование tCL с напряжением.

Некоторые старые чипы Micron (до Rev. E) известны своим отрицательным масштабированием с напряжением. То есть при повышении напряжения (как правило, выше 1,35 В) они становятся нестабильными на тех же таймингах и частоте. Ниже приведена таблица некоторых популярных чипов, показывающая, какие тайминги в них масштабируются с напряжением, а какие нет:

Тайминги, которые не масштабируются с напряжением, как правило необходимо увеличивать с частотой. Масштабирование напряжения tRFC у B-die.

Примечание: Шкала tRFC в тактах (тиках), не во времени (нс).

Ожидаемая максимальная частота

Ниже приведена таблица предполагаемых максимальных частот некоторых популярных чипов:

* – результаты тестирования CJR у меня получились несколько противоречивыми. Я тестировал 3 одинаковых планки RipJaws V 3600 CL19 8 Гб. Одна из них работала на частоте 3600 МГц, другая – на 3800 МГц, а последняя смогла работать на 4000 МГц. Тестирование проводилось на CL16 с 1,45 В.

Не ждите, что одинаковые, но разнородные по качеству, чипы производителя одинаково хорошо разгонятся. Это особенно справедливо для B-die.

Суть биннинга заключается в разделении производителем полученной на выходе продукции «по сортам», качеству. Как правило, сортировка производится по демонстрируемой при тестировании частоте.

Чипы, показывающие одну частоту, производитель отделяет в одну «коробку», другую частоту – в другую «коробку». Отсюда и название процедуры – “binning” (bin – ящик, коробка).

B-die из коробки «2400 15-15-15» намного хуже чем из коробки «3200 14-14-14» или даже из «3000 14-14-14». Так что не ждите, что третьесортный B-die даст образцовые показатели масштабирования напряжения.

Чтобы выяснить, какой из одинаковых чипов обладает лучшими характеристиками на одном и том же напряжении, нужно найти немасштабируемый с напряжением тайминг.

Просто разделите частоту на этот тайминг, и чем выше значение, тем выше качество чипа. Например, Crucial Ballistix 3000 15-16-16 и 3200 16-18-18 оба на чипах Micron Rev. E. Если мы разделим частоту на масштабируемый с напряжением тайминг tCL, мы получим одинаковое значение (200). Значит ли это, что обе планки – одного сорта? Нет.

А вот tRCD не масштабируется с напряжением, значит его необходимо увеличивать по мере увеличения частоты. 3000/16 = 187,5 против 3200/18 = 177,78.

Как видите, 3000 15-16-16 более качественный чип, нежели 3200 16-18-18. Это означает, что чипы 3000 15-16-16 очевидно смогут работать и как 3200 16-18-18, а вот смогут ли 3200 16-18-18 работать как 3000 15-16-16 – не факт. В этом примере разница в частоте и таймингах невелика, так что разгон этих планок будет, скорее всего, очень похожим.

Максимальное рекомендованное повседневное напряжение

Спецификация JEDEC указывает (стр. 174), что абсолютный максимум составляет 1,50 В

Напряжения, превышающие приведенные в разделе «Абсолютные максимальные значения», могут привести к выходу устройства из строя. Это только номинальная нагрузка, и функциональная работа устройства при этих или любых других условиях выше тех, которые указаны в соответствующих разделах данной спецификации, не подразумевается. Воздействие абсолютных максимальных номинальных значений в течение длительного периода может повлиять на надежность.

Я бы советовал использовать 1,5 В только на B-die, поскольку известно, что он выдерживает высокое напряжение. Во всяком случае, у большинства популярных чипов (4/8 Гб AFR, 8 Гб CJR, 8 Гб Rev. E, 4/8 Гб MFR) максимальное рекомендуемое напряжение составляет 1,45 В. Сообщалось, что некоторые из менее известных чипов, таких как 8 Гб C-die, имеют отрицательное масштабирование или даже сгорают при напряжении выше 1,20 В. Впрочем, решать вам.

Ниже показано, как самые распространенные чипы ранжируются с точки зрения частоты и таймингов.

Встроенный контроллер памяти (IMC)

IMC от Intel достаточно устойчивый, поэтому при разгоне он не должен быть узким местом. Ну а чего ещё ждать от 14+++++ нм?

Для разгона RAM необходимо изменить два напряжения: System Agent (VCCSA) и IO (VCCIO). Не оставляйте их в режиме “Auto”, так как они могут подать опасные уровни напряжения на IMC, что может ухудшить его работу или даже спалить его. Большую часть времени можно держать VCCSA и VCCIO одинаковыми, но иногда перенапряжение может нанести ущерб стабильности, что видно из скриншота:

предоставлено: Silent_Scone.

Я не рекомендовал бы подниматься выше 1,25 В на обоих.

Ниже – предлагаемые мной значения VCCSA и VCCIO для двух одноранговых модулей DIMM:

Если модулей больше, и/или используются двуранговые модули, то может потребоваться более высокое напряжение VCCSA и VCCIO.

tRCD и tRP взаимосвязаны, то есть, если вы установите tRCD на 16, а tRP на 17, то оба будут работать с более высоким таймингом (17). Это ограничение объясняет, почему многие чипы работают не очень хорошо на Intel и почему для Intel лучше подходит B-die.

В UEFI Asrock и EVGA оба тайминга объединены в tRCDtRP. В UEFI ASUS tRP скрыт. В UEFI MSI и Gigabyte tRCD и tRP видны, но попытка установить для них разные значения приведет просто к установке более высокого значения для обоих.

Ожидаемый диапазон латентности памяти: 40-50 нс.

В Ryzen 1000 и 2000 IMC несколько привередлив к разгону и может не дать столь же высоких частот, как Intel. IMC Ryzen 3000 намного лучше и более-менее наравне с Intel.

SoC voltage – это напряжение для IMC, и, как и в случае с Intel, не рекомендуется оставлять его в “Auto” режиме. Тут достаточно 1,0 – 1,1 В, поднимать выше смысла нет.

На Ryzen 2000 (а возможно и на 1000 и 3000), вольтаж выше 1,15 В может отрицательно повлиять на разгон.

“На разных процессорах контроллер памяти ведет себя по-разному. Большинство процессоров будут работать на частоте 3466 МГц и выше при напряжении SoC 1,05 В, однако разница заключается в том, как разные процессоры реагируют на напряжение. Одни выглядят масштабируемыми с повышенным напряжением SoC, в то время как другие просто отказываются масштабироваться или вовсе демонстрируют отрицательное масштабирование. Все протестированные экземпляры демонстрировали отрицательное масштабирование при использовании SoC более 1,15 В. Во всех случаях максимальная частота памяти была достигнута при напряжении SoC = GDM вкл CR 1T > GDM откл CR 2T.

У процессоров Ryzen 3000 с одним CCD (процессоры серий ниже 3900X) пропускная способность записи вдвое меньше.

“В пропускной способности памяти мы видим нечто странное: скорость записи у AMD 3700X – у которого скорость записи благодаря соединению кристаллов CDD и IOD составляет 16 байт/такт – вдвое меньше, чем у 3900X. AMD заявляет, что это позволяет экономить электроэнергию, снизить нагрев процессора (TDP), к чему так стремится AMD. AMD говорит, что приложения редко делают чистые операции записи, но в одном из наших тестов на следующей странице мы увидим, как это ухудшило производительность 3700X.”

Достаточно высокий FCLK у Ryzen 3000 может компенсировать потери от десинхронизации MCLK и FCLK, при условии, что вы можете назначить MCLK для UCLK.

Разгон

Дисклеймер: потенциал разгона сильно зависит от «кремниевой лотереи» (чип чипу рознь), поэтому могут быть некоторые отклонения от моих предложений.

Процесс разгона достаточно прост и выполняется в 3 шага:

Нахождение максимальной частот

На AMD начинать нужно с 1.10 В SoC. Напряжение SoC может называться по-разному в зависимости от производителя.

Обратите внимание, что это добавочное напряжение. Базовое напряжение изменяется автоматически при увеличении частоты DRAM. Напряжение 0,10 В на частоте 3000 МГц может привести к фактическому напряжению 1,10 В, а 0,10 В на частоте 3400 МГц приводит уже к фактическому напряжению 1,20 В. MSI: CPU NB/SOC.

2. Установите напряжение DRAM 1,4 В. Для планок на чипах Micron/SpecTek (за исключением Rev. E) следует установить 1,35 В.

3. Выставите основные тайминги следующим образом: 16-20-20-40 (tCL-tRCD-tRP-tRAS). Подробнее об этих таймингах читайте тут (на англ.)

4. Постепенно увеличивайте частоту DRAM до тех пор, пока Windows не откажет. Помните об ожидаемых максимальных частотах, упомянутых выше. На Intel, быстрый способ узнать, нестабильны ли вы, это следить за значениями RTL и IOL. Каждая группа RTL и IOL соответствует каналу. В каждой группе есть 2 значения, которые соответствуют каждому DIMM. Используйте Asrock Timing Configurator. Поскольку у меня обе планки стоят во вторых слотах каждого канала, мне нужно посмотреть на D1 в каждой группе RTL и IOL. Значения RTL у планок не должны разниться между собой более чем на 2, а значения IOL более чем на 1.

В моём случае, RTL разнятся ровно на 2 (53 и 55), а значения IOL не разнятся вовсе (7 у обоих планок). Все значения в пределах допустимых диапазонов, однако имейте в виду, что это ещё не значит, что всё действительно стабильно.

На Ryzen 3000 – убедитесь, что частота Infinity Fabric (FCLK) установлена равной половине вашей действующей частоты DRAM.

5. Запустите тест памяти на свой выбор.

6. При зависании/краше/BSOD, верните частоту DRAM на ступень ниже и повторите тестирование.

7. Сохраните ваш профиль разгона в UEFI.

8. Теперь вы можете либо попытаться перейти на ещё более высокую частоту, либо начать подтягивать тайминги. Ее забывайте об ожидаемых максимальных частотах, о которых мы говорили ранее. Если вы достигли пределов возможностей чипа и/или IMC, то самое время заняться оптимизацией таймингов.

Пробуем повысить частоты

2. Увеличьте основные тайминги до 18-22-22-42.
3. Повысьте вольтаж DRAM до 1,45 В.
4. Выполните шаги 4-7 из раздела «Нахождение максимальной частоты».
5. Выполните оптимизацию («подтягивание») таймингов.

Дополнительно: Тайминги и частота — разрушаем мифы