Технологии процессоров AMD. Разбор

Мы привыкли думать, что это всё шикарная архитектура Zen, в которой всё так грамотно продумано и оптимизировано. И, отчасти, это действительно так.

Но еще у AMD в запасе есть ряд технологий, благодаря которым их процессоры могут делать, казалось бы невозможное повышать производительность при уменьшении нагрева и потребления энергии.

Поэтому сегодня мы вам расскажем про технологии процессоров AMD, про которые вы вряд ли слышали. И заодно протестируем их на практике на ноутбуке Acer Nitro 5 с процессором Ryzen, который мы разыгрывать… не будем. Мы тут про технологии говорим вообще-то, а не вот это всё.

Существует проблема! Мы думаем, что процессор – это универсальная штука, мерило производительности ноутбука. Вставил и работает. Но люди пока еще не научились создавать точные копии чего-либо с точностью до атома. Поэтому все сошедшие с конвейера процессоры немного отличаются. Какие-то экземпляры работают получше, меньше греются, стабильнее работают на высоких частотах и т.д. А какие-то, наоборот — хуже.

Более того, одни и те же процессоры работают в разных системах. Где-то хорошее охлаждение, где-то похуже. Одни материнские платы обеспечивают более высокое качество питания, в других, могут возникать перебои с напряжением и пульсациями. Поэтому сложно обеспечить одинаково высокую производительность для каждого конкретного экземпляра процессора в каждой конкретной системе.

Стандартный выход из этой ситуации такой. Производитель процессоров перестраховывается: задает для процессоров безопасные рабочие диапазоны для всех процессоров, которые не позволяют раскрыть весь потенциал железа, зато обеспечивают стабильную работу и одинаковую производительность для всех.

Ну а кто хочет большего — существуют оверклокинг. Пожалуйста, если любишь риск и не нужна гарантия, разгоняй процессор до предела. Но существует и другой подход.

И его смогли реализовать ребята из AMD. Они создали систему, которая позволяет добиться практически максимальной производительности для любого процессора Ryzen в любой конфигурации. И эту систему в AMD назвали SenseMI. Что это такое?

SenseMI

SenseMI объединяет внутри себя несколько умных систем.

Во-первых, это набор датчиков, которые каждую миллисекунду собирают данные о состоянии процессора, различных компонентов на материнской плате, скорости вращения вентилятора и прочее. Вся информация затем передается через шину Infinity Fabric для анализа.

На основе полученных данных SenseMI не только изменяет текущие условия работы, например, снижает тактовые частоты из-за перегрева, но и прогнозирует дальнейшие условия работы. И конечно же, здесь используется машинное обучение.

Давайте разберемся, как это работает?

Precision Boost

SenseMI состоит из нескольких компонентов. Во-первых, это технология авторазгона процессора Precision Boost. Что она делает?

Используя те самые датчики, эта штука отслеживает несколько параметров: температуру процессора и VRM (Voltage Regulator Module) подсистемы материнской платы, сколько энергии потребляет процессор, и на какой частоте он работает, насколько сильно шумит вентилятор.

И если всё в норме, ни один из параметров не превышает предельно допустимый. Precision Boost ехидно потирает ручки и начинает повышать тактовые частоты процессора с шагом 25 МГц. А когда начинает пахнуть жаренным, останавливается.

Иными словами, это похоже аналогичную технологию от Intel Turbo Boost, но она работает с шагом 100 МГц, что куда менее эффективно.

Плюс с появлением процессоров Ryzen второго поколения Precision Boost тоже обновилась до второй версии и теперь умеет регулировать частоту каждого ядра по отдельности. А раньше регулировались одно, две или сразу все ядра.

Обновленный подход, позволит AMD, получить прирост тактовых частот на практике до 500 МГц по сравнению с первой версией технологии.

В ноутбуке Acer Nitro 5 используется процессор Ryzen 4000 серии, значит тут есть как раз вторая версия Precision Boost. И на практике видно, что ноутбук способен долго держать высокие частоты.

Extended Frequency Range

Но и это не всё. У технологии авторазгона от AMD есть приятный бонус, под названием Extended Frequency Range или XFR.

А что если, система SenseMI видит, что вы вашем ноутбуке или ПК используется эффективная система охлаждения, а материнская плата способна выдавать больше энергии. Система позволят задействовать потенциал мощного охлаждения и выйти за пределы максимально допустимой тактовой частоты. Ну а почему нет?

Сейчас актуальная технология XFR 2 и она также как и в случае Precision Boost 2 умеет работать со всеми ядрами по отдельности.

Да, там не будет какого-то невероятного прироста, стоит ожидать +50-100 Мгц. Но всё работает автоматически, а это приятный бонус.

В ноутбуках такая технология уже есть и называется mXFR. Поэтому мы попробовали поймать на превышении МГц наш Acer. Тут установлен AMD Ryzen 5 4600H с максимальной частотой 4.0 ГГц…

Precision Boost Overdrive и Curve Optimizer

Ну и раз уж мы заговорили про выход за пределы максимальных значений в процессорах Ryzen есть две опции, которые позволяют вам существенно прокачать производительность процессора. Но сразу предупреждаю, их активация, автоматически лишает вас гарантии. Они активируются в BIOS, поэтому будьте аккуратны.

Первая технология простая как два рубля — Precision Boost Overdrive. Она позволяет вам повысить максимальную частоту процессора на пару сотен МГц, значение зависит от конкретной модели. То есть это самый настоящий перманентный оверклокинг, который вы можете сделать стандартными средствами. На свой страх и риск, естественно.

А вот вторая технология — это просто пушка, и очень жаль, что она тоже лишает вас гарантии.

Называется технология Curve Optimizer и это самый настоящий динамический андервольтинг.

Те кто хоть раз дела андервольтинг на ноутбуке или ПК знает, что андервольтинг — это лучший софтверный способ борьбы с троттлингом.

В чем суть? На самом деле мы можем повысить производительность процессора одновременно снизив и количество потребляемой энергии и нагрев.

Всё что нужно сделать — это уменьшить количество вольт, которые мы подаем на процессор.

То есть если нарисовать график, на одной оси которой будут вольты, а на другой тактовая частота. Андерволтинг будет выглядеть как сдвиг графика немного вниз. Теперь при том же количестве потребляемой энергии, мы можем достигнуть большей частоты.

Но вот тут есть проблема, если мы сильно снизим напряжение, то на низких частотах еще будет работать, а вот на высоких ему просто не хватит энергии, и у вас всё зависнет. Поэтому приходится андерволтить совсем чуть-чуть.

Curve Optimizer — решает эту проблему применяя динамический андервольтинг, сильнее уменьшая напряжение на низких частотах, и меньше на высоких. Позволяя по максимуму сэкономить энергии на всех частотах. Причем Curve Optimizer позволяет сделать тонкую настройку для каждого ядра. И это очень круто!

И если оверклокинг, в первую очередь, позволяет увеличить однопоточную производительность более высокой тактовой частоты. За счет того, что что все ядра потребляют меньше энергии, меньше нагреваются, соответственно меньше троттлят и в середнем работают на более высокой частоте.

Ну а для ноутбуков с плохой системой охлаждения, андервольтинг часто — это единственное спасение.

Слава богу в случае нашего сегодняшнего Acer Nitro 5 проблем с охлаждением нет.

В играх температура процессора и видеокарты не поднимается выше 60 °C, что говорит о существенном запасе. А в стресс тестах, процессор нагревается до 85 °C, а видеокарта — до 71 °C. Что тоже не много, с учетом того, что стресс тесты — это нереалистичный сценарий. Правда вот уровень шума под нагрузкой, в этом ноте достаточно высокий. Это стоит учитывать.

Pure Power

Окей, в SenseMI — есть и другой, более официальный способ сэкономить энергию помимо андервольтинг.

У Precision Boost и XFR есть технология антагонист — Pure Power. Эта штука наоборот динамически снижает частоту и энергопотребление процессора в моменты, когда он простаивает или когда его загруженность является не полной.

В итоге мы получаем с одной стороны очень мощные, отзывчивые, но при этом энергоэффективные процессоры. Хотя немалую роль тут играет и техпроцесс 7 нм, который используется в 4000-й и 5000-й серии процессоров.

К примеру, в Acer Nitro 5 установлен довольно стандартный аккумулятор 57 Вт⋅ч. Но с этим аккумулятором ноутбук может прожить более 13 часов в режиме простоя с включенным дисплеем. И более 8 часов с рабочим Wi-Fi. Это очень хороший результат.

Neural Net Prediction и Smart Prefetch

Ну и, наконец, система SenseMI не была бы по-настоящему умной, если бы не технологии предсказания. Тут их целых две.

Это технология предсказания ветвлений Neural Net Prediction, занимается предсказанием того, какие инструкции будут необходимы программе на следующем шаге.

И «умная» система кеширования Smart Prefetch предугадывает какие данные вам понадобятся и заранее кэширует.

Обе технологии также являются частью архитектуры Zen многом именно процессоры Ryzen обязаны своей производительностью и отзывчивостью этим технологиям. И этот ноутбук на процессоре Ryzen не исключение. Ну а выгодно приобрести Acer Nitro 5 вы можете в магазине DNS.

Выводы

Сегодня мы обсудили только технологии AMD для процессоров. А есть еще видеокарты и гибридных процессоров, которые используется консолях, в которых тоже есть классные технологии очень сильно повлиявшие на индустрию. Поэтому если вам интересны такие ролики, дайте нам знать, лайком комментарием подпиской.

Post Views: 378