
Используя процессоры AMD Ryzen на геймерской платформе MSI X370 XPower Gaming Titanium нужно знать, что наряду с огромным разгонным потенциалом, доступным пользователю, плата и сама (т.е. в автоматическом режиме) в этом плане способна на многое. Тестовая лаборатория «Компостера» выполнила ряд экспериментов на ней с использованием чипа Ryzen 5 1600 и вот что из этого вышло.
Процессор
Уточним, что задействованный в тестировании процессор Ryzen 5 — это tray-версия с номенклатурным идентификатором YD1600BBM6IAE, доступная в поставках без системы охлаждения.
Впрочем, мы использовали модель Stealth фирменного кулера Wraith, хотя настоящий игроман меньше, чем на Noctua вряд ли согласится.
Благодаря 14-нм технологическому процессу у процессоров AMD семейства Ryzen низкий уровень тепловыделения, поэтому в большинстве случаев вполне достаточно и «боксированной» системы охлаждения. К этому призывает нас отполированная до блеска медная пятка Wraith Stealth. Еще один аргумент «за» — низкий уровень шума лопастей этого вентилятора: по уровню слышимых звуков — всего 29 децибел (дБА).
Плата
Платформа от Micro-Star в особых представлениях не нуждается. X370 XPower Gaming Titanium — классный игровой вариант реализации системной логики AMD X370, щедро снабженный конструкторскими находками. Плата не потеряла своей привлекательности в ценовом аспекте, балансируя на нижней планке совсем не бюджетных решений. У ASUS, главного конкурента MSI, цены на геймерские платы и не такие высоты берут.
Как водится, недостатки — это продолжение достоинств. Не лишен их и проект MS-7A31 (это заводская кодификация, соответствующая бренду X370 XPower Gaming Titanium). С первых минут знакомства с платформой самая главная заноза — завышенное потребление тока от бортового гальванического элемента CR-2032 (на снимке — справа внизу). При отключенном источнике +5V Standby оно составляет около 0.12 mA. В типовом случае исправная плата потребляет ток в пределах 0.001 mA…0.005 mA. Исследование этого феномена еще впереди.
Мониторинг производительности в UEFI
Аппаратные средства для оптимального управления тактовой частотой процессора AMD Ryzen 5 1600, установленного на платформе Micro-Star X370 XPower Gaming Titanium, находятся под контролем специального программного обеспечения. В первую очередь — это код UEFI BIOS (текущая версия 7A31v1C) и драйверы, работающие в среде ОС. Их задача — в достижении непростого компромисса производительности и надежности с учетом минимизации энергопотребления. Они призваны также обеспечить комфортный и безопасный разгон.
Очевидно, исследование аппаратных ресурсов лучше всего начинать в среде UEFI. Устранив влияние ОС и получив неограниченный доступ к привилегированным Model-Specific регистрам процессора, можно достаточно точно измерить основные опорные частоты платформы. Для этого проанализируем два счетчика тактов из подсистемы процессора AMD Ryzen, отвечающей за мониторинг производительности (Performance Monitoring):
- счетчик IA32_MPERF (Maximum non-turbo performance), работающий на максимальной частоте из доступных в нефорсированном режиме частот;
- счетчик IA32_APERF (Actual turbo performance), жестко синхронизированный с ядром центрального процессора, в том числе — и в режиме разгона.
Заметим, что среди системных программистов, а равно авторов вредоносного кода (это не одни и те же люди!), популярен совсем другой счетчик: Time Stamp Counter. Он доступен на уровне пользовательских привилегий в сеансе операционной системы. Впрочем, TSC с ядром CPU работает асинхронно, и это делает его бесполезным для мониторинга разгонных процессов.
Состояние платформы до загрузки ОС мы можем отследить с помощью утилиты Performance Monitor. Запустив ее в среде UEFI, получаем искомые значения:
Как нетрудно заметить, установленная при старте по умолчанию актуальная тактовая частота (IA32_APERF) превышает лимит «узаконенного разгона», составляющий 3.6 ГГц для исследуемого процессора. Преимущество это или недостаток? Фактов, дискредитирующих стабильность платформы не обнаружено.
И снова об этом
Несмотря на существенные архитектурные различия процессоров Intel и AMD, подсистема Hardware coordination feedback capability, предназначенная для мониторинга опорных частот CPU, является своеобразным стандартом для обоих производителей. Вместе с тем, системные ресурсы, непосредственно ответственные за установку заданной частоты (множителя), у каждого из вендоров реализованы своеобразно.
Регистровое поле CPU_FID, фрагмент документа Processor Programming Reference (PPR) for AMD Family 17h Model 01h, Revision B1 Processors
Для процессоров AMD, согласно расшифровке поля CpuFid (frequency identifier), системному программисту предоставляется возможность управления множителем с шагом 0.25. Величина CpuFid используется для выработки тактовой частоты процессора (Core Operating Frequency) из внешнего сигнала (Bus Clock). Точнее говоря, показанный параметр является одним из множества аргументов в формулах Core Operating Frequency наряду с другими Model-Specific значениями, поэтому «плавность разгона» может зависеть от модели, степпинга, а возможно и экземпляра процессора.
Регистровые поля Ratio Control, фрагмент документа Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual
Для процессоров Intel, согласно комментариям к полям Minimum Ratio, Maximum Ratio, управляющим выбором множителя, шаг составляет 100 MHz.
Переходя на «гусиный шаг»
Как уже догадывается читатель, целью наших экспериментов является не установка оверклокерских рекордов, а детальное исследование и низкоуровневая верификация заявленных характеристик процессора AMD Ryzen на платформе X370 XPower Gaming Titanium (MS-7A31).
Проверим зависимость актуальной тактовой частоты, а точнее — показаний счетчика IA32_APERF (Actual turbo performance) от настроек CMOS Setup. Увеличим в установках материнской платы CPU Ratio с заданного по умолчанию 36,50 значения до уровня «первого разгонного» — 36,75. Это нужно для того, чтобы убедиться в возможности управления тактовой частотой процессора с шагом 25 MHz. Напомним, опорная частота внешнего тактового сигнала составляет 100 МГц, форсированная тактовая частота ядра является произведением опорной частоты и величины Ratio: 100 МГц * 36.75 = 3675 МГц.
Результаты не заставляют себя ждать — частота процессора послушно растет вместе с коэффициентом умножения. Заметим, что используется управление тактовой частотой ядра процессора посредством изменения множителя с неизменной опорной частотой. Альтернативный подход, состоящий в изменении режима тактового генератора, сегодня теряет свою популярность в силу проблем с обеспечением синхронизации компонентов платформ сложной топологии. Методика, расцвет которой пришелся на время платформ Socket 7, позволяла управлять частотой со значительно меньшим шагом (до 1 MHz), при этом объектом оверклокинга был не только процессор, но и системная логика, включая шины ввода-вывода.
Приведенные результаты позволяют констатировать работоспособность технологии AMD Precision Boost, в частности, — управления тактовой частотой с шагом 25 MHz.
Резюме
Теоретически, меньший шаг, а значит более гибкое управление множителем, должны позволить оверклокеру на платформе AMD эффективнее находить оптимальную точку компромисса производительности и устойчивости.
На практике, в силу некоторого запаздывания в документировании и поддержке функциональности новейших процессоров обоих вендоров, этот тезис нуждается в перепроверке на различных конфигурациях, а для оптимизации применения технологии AMD Precision Boost, свою часть работы еще должны выполнить разработчики UEFI и драйверов. Очевидно и то, что конкурент не сидит сложа руки, поэтому любое, особенно тактическое преимущество является временным.
Но результаты экспериментов позволяют закончить на оптимистичной для AMD ноте: управление тактовой частотой с шагом 25 MHz на исследованной платформе работает.