autor: Konrad Hazi
Jak pamięć RAM wpływa na wydajność procesora AMD Ryzen 9 3900X
Testerzy z portalu techpowerup.com postanowili sprawdzić, jaki wpływ na wydajność nowego procesora AMD Ryzen 9 3900X ma taktowanie pamięci DDR4 oraz czy w układach opartych na architekturze Zen 2 Infinity Fabric nadal mocno ogranicza możliwości podkręcania kości RAM.
Po premierze nowych procesorów AMD Ryzen serii 3000 w Internecie pojawiły się liczne porównania sprawdzające je pod różnymi względami. Jeden z ciekawszych testów, który pojawił się na stronie techpowerup.com, miał na celu analizę wydajności układu Ryzen 9 3900X przy zastosowaniu różnych taktowań pamięci DDR4.
Dotychczas zwykło się uważać, że pamięć była dla procesorów Ryzen zarówno piętą achillesową, jak i źródłem największych przyrostów wydajności. W pierwszych dwóch generacjach rzeczonych chipów zegar pamięci był synchronizowany z Infinity Fabric, czyli elementem odpowiedzialnym za komunikację wewnątrz układu. Podnoszenie częstotliwości kości RAM do pewnego momentu powodowało wzrost taktowania oraz przepustowości Infinity Fabric, jednak po przekroczeniu trudnej do przewidzenia granicy, transfery danych wewnątrz procesora ulegały destabilizacji.
Jak to działa?
W Ryzenach trzeciej generacji, opartych na architekturze Zen 2, kontroler pamięci został oddzielony od rdzeni CPU. Z jednej strony miało to zapobiegać podobnym problemom jak przedstawione powyżej, z drugiej zaś konieczne było zmodyfikowanie go, tak by poradził sobie z większym zapotrzebowaniem na przepustowość układu z nawet dwa razy większą liczbą rdzeni. Topologię nowych procesorów prezentuje poniższy schemat.
Nowe procesory AMD mają pod obudową, w zależności od ilości rdzeni, dwa (CCD + cIOD) lub trzy jądra (2x CCD + cIOD). W każdym jądrze CCD (Core Chiplet Die) mieszczą się po dwa jądra CCX, zaś w nich po cztery rdzenie Zen 2 oraz 16 MB współdzielonej pamięci L3. Oprócz tego, układ posiada jeszcze jądro cIOD (coherent I/O Die), obsługujące komunikację wewnętrzną i zewnętrzną procesora, w którym zlokalizowany został kontroler pamięci oraz kontrolery dodatkowych interfejsów. Za transfer danych odpowiadają połączenia Infinity Fabric o przepustowości 100 GB/s, których częstotliwość może być powiązana z taktowaniem pamięci RAM, jednak istnieje także możliwość ich niezależnej konfiguracji, co z kolei daje większe pole do manewru przy podkręcaniu pamięci. Tak w skrócie i sporym uproszczeniu wyglądają nowe Ryzeny pod maską.
Kilka uwag i punktów odniesienia
Test miał na celu sprawdzenie wpływu na wydajność procesora pamięci DDR4-2400, DDR4-2666, DDR4-3000, DDR4-3200, DDR4-3600 oraz DDR4-4000 w trybie dual-channel, a także DDR4-3200 działającej w trybie single-channel. W poprzednich generacjach osiągnięcie tak wysokich taktowań było bardzo trudne, jednakowoż nowe chipy pozwalają myśleć o częstotliwościach pamięci dochodzących do 5000 MHz.
Autorom testu nie udało się jednak sprawdzić wydajności przy częstotliwości pamięci na poziomie 3733 MHz, która jest zalecana przez AMD, ponieważ… procesor nie był w stanie podkręcić Infinity Fabric do koniecznych 1867 MHz i zatrzymał się na wartości 1800 MHz.
W tej chwili wygląda na to, że DDR4-2400 jest bazową frekwencją, która oferuje praktycznie stuprocentową niezawodność. DDR4-2666 to standard ustalony przez JEDEC - kości o takim taktowaniu oferują najlepszą cenę w przeliczeniu na gigabajt. DDR4-2933 to rekomendowana przez AMD pamięć do OC dla procesorów Threadripper. DDR4-3200 jest zalecana dla procesorów Ryzen pierwszej generacji. Częstotliwość 3600 MHz to wynik osiągalny dla Ryzenów drugiej generacji, zaś DDR4-4000 to przepustka do strefy dla szczęściarzy i entuzjastów.
Zostawmy jednak teorię na boku i zobaczmy na ładnych wykresach, jak rosła (lub nie) wydajność procesora Ryzen 9 3900X wraz z wyższymi taktowaniami pamięci. Dla porządku przedstawmy jeszcze, jak wyglądała platforma testowa:
- Procesor: AMD Ryzen 9 3900X (12-rdzeni / 24 wątki), Zen 2, 3.8 GHz do 4.6 GHz
- Płyta główna: ASRock X570 Taichi (AMD X570, BIOS v1.30
- Pamięć: 2x 8 GB G.SKILL Flare X DDR4 / 2x 8 GB G.SKILL Flare X DDR4
- Karta graficzna: EVGA GeForce RTX 2080 Ti FTW3 Ultra
- Dysk: 1 TB SSD
- Zasilacz: Seasonic SS-860XP
- System operacyjny: Windows 10 Professional 64-bit – kompilacja 1903 (May 2019 Update)
- Sterowniki: NVIDIA GeForce 430.63 WHQL / AMD Chipset 1.07.07.0725
Wydajność w aplikacjach
Wydajność w grach 720p
Wydajność w grach 1080p
Wnioski z testów
Wygląda na to, że trzecia generacja Ryzenów jest dość podatna na podkręcanie pamięci i pozwala łatwo uzyskać taktowania powyżej 3600 MHz, które były nieosiągalne dla większości układów poprzedniej generacji. Osiągnięcie częstotliwości 4000 MHz także nie sprawia większego problemu.
Patrząc na wyniki w aplikacjach, średni wzrost wydajności procesora po zmianie taktowania pamięci z 2400 MHz na 3600 MHz wyniósł około 5%. Przyglądając się jednak bliżej poszczególnym rezultatom można dostrzec, że niektóre aplikacje preferują wyższe taktowania pamięci, inne zaś „wolą” niższe czasy dostępu.
Gry są inną historią, ponieważ zwykle potrzebują więcej przepustowości niż aplikacje. Wygląda na to, że zapotrzebowanie na pamięć zależy od ilości wyświetlanych klatek na sekundę, ponieważ każda dodatkowa klatka to konieczność wyliczenia dodatkowych parametrów. Przy wyższych rozdzielczościach, gdy karta graficzna ogranicza fps-y, procesor ma najzwyczajniej w świecie mniej pracy. Po zmianie taktowania pamięci z 2133 MHz na 3200 MHz, wzrost wydajności przy rozdzielczości 720p wyniósł około 10%, natomiast w rozdzielczości 1080p było to 7%. Są oczywiście pewne wyjątki, jednak uzyskanie takiego skoku wydajnościowego dzięki zakupowi nowej pamięci może okazać się tańsze niż inwestycja w nową kartę graficzną.
Czy warto próbować z taktowaniami powyżej 4000 MHz? Autorzy testu twierdzą, że niekoniecznie – głównie ze względu na Infinity Fabric, którą trudno przekonać do pracy powyżej 1800 MHz.
Pamiętajcie także, że wszelkie próby podkręcania i zmiany ustawień muszą być wykonywane w sposób przemyślany i bardzo ostrożny. Źle przeprowadzony overclocking w najlepszych przypadku skończy się automatycznym powrotem płyty głównej do ustawień fabrycznych, zaś w najgorszym może doprowadzić do uszkodzenia podzespołów.
- Recenzje procesorów AMD Ryzen serii 3000 - Intel ma konkurencję
- Oficjalna strona AMD
- Pełen raport z testu