Ryzen 3000, fréquences boostées et fiabilité: un test pour comprendre la situation

Deux mois exactement se sont écoulés depuis le début des processeurs Ryzen 3000 d'AMD. Ils sont des processeurs qui nous ont impressionné par la relation entre prix et performance, mais cela ne signifie pas qu'ils ne peuvent pas souffrir d'un "péché de jeunesse".

Ces derniers jours, nous avons communiqué les résultats de l’enquête réalisée par le célèbre overclocker Der8auer, qui a montré que De nombreux acheteurs des nouveaux processeurs n’enregistrent pas les fréquences de suralimentation indiquées par AMD.

La société a rapidement réagi en indiquant qu'elle travaillait sur une mise à jour du microprogramme des cartes mères, qui résoudra la situation et qui, le 10 septembre, éclaircira le contexte de ce problème.

Comme cela arrive souvent, surtout quand la situation voit deux forces pratiquement couplées, Intel a choisi d'attaquer AMD sur un éventuel point faible. Lors de l'IFA de Berlin, la société Santa Clara a présenté des diapositives à la presse en plaçant le doigt classique dans la plaie afin d'amener de l'eau à leur moulin.

Intel est allé plus loin que l'enquête Der8auer, citant un rapport selon lequel AMD aurait délibérément réduit les fréquences de ses puces pour ne pas compromettre la fiabilité.

Les rumeurs laissent toujours place à l’interprétation. Essayons donc d’enquêter avec des tests sur ce sujet, certes épineux et très difficiles à traiter.

Ryzen 3000 et le souci de la longévité

Les processeurs Ryzen 3000 intègrent un mélange de cœurs plus rapides et plus lents, c’est-à-dire que tous les cœurs ne sont pas en mesure d’atteindre les fréquences de boost mono-thread indiquées par AMD. De plus, il est bon de savoir que le planificateur Windows 10 est au courant des caractéristiques du nouveau Ryzen et dirige donc les charges de travail les plus légères sur les cœurs les plus rapides.

Il y a quelques semaines, Shamino, un overclockeur de renommée mondiale et ingénieur Asus, a écrit sur le forum Overclock.net AMD a réduit les fréquences de suralimentation des nouveaux processeurs pour maintenir sa fiabilité à long terme.

"Pour chaque nouveau BIOS que j'ai reçu, j'ai demandé des informations sur le thème du boost. Je n'ai pas essayé la version la plus récente d'AGESA, qui modifie le statut de suramplification de la version 1003 ni de la version 1004. Si je suis au courant des changements, je vous le dirai. Ils étaient un peu trop agressifs avec le boost précédent, le comportement actuel correspond plus à leurs attentes de stabilité à long terme et je n’ai pas entendu parler de changements à cet égard, même si j’ai appris une version plus personnalisable dans futur".

Shamino a fait cette déclaration en utilisant son compte privé sur le forum, nous ne pouvons donc pas considérer cela comme un commentaire officiel d'une entreprise. Nous faisons un acte de foi et le prenons pour un avis simple, même s’il s’agit d’un commentaire intéressant à la lumière d’une intervention précédente de The Stilt, critique matériel réputé et membre de la communauté travaillant pour un fabricant de cartes mères inconnu.

(…) Les limites originales des modèles Ryzen 3000 étaient les suivantes:

– 3600 = 4100 MHz (80-95 ° C) / 4200 MHz (

– 3600X = 4200 MHz (80-95 ° C) / 4400 MHz (

– 3700X = 4200 MHz (80-95 ° C) / 4400 MHz (

– 3800X = 4300 MHz (80-95 ° C) / 4550 MHz (

– 3900X = 4400 MHz (80-95 ° C) / 4650 MHz (

Depuis lors, il semble que la limite de température élevée ait encore été réduite à 75 ° C (à partir de 80 ° C). Les nouvelles SMU ont également introduit la limite «MiddleTemperature», qui est désactivée avec le PBO actif.

HWInfo est capable de montrer ces limites.

The Stilt a écrit que AMD a abaissé le seuil de température pour ajuster l'activité de boost de 80 ° C à 75 ° C, valeur qui régule le comportement en boost lorsque la puce atteint des températures plus élevées. C'est une distinction importante par rapport au vieillissement de la puce et nous ferons de notre mieux pour rendre le concept aussi simple que possible.

Comme le dirait un sage, "que le temps passe et que même les plus grandes montagnes s'érodent". Si nous transportons ce concept dans les processeurs dotés de milliards de transistors nanométriques qui activent et désactivent rapidement des milliards de cycles par seconde – à 5 GHz, les transistors passent à 5 milliards de cycles par seconde – il est facile de comprendre que même ceux-ci peuvent "Usurino", même dans des conditions de fonctionnement optimales. Ce que nous écrivons concerne également les interconnexions – les câbles – qui connectent les transistors.

Certains facteurs augmentent le taux d'usure et déclenchent une électro-migration (un processus dans lequel les électrons "glissent" le long des chemins électriques) plus rapidement, par exemple une densité de courant et une densité thermique plus élevées. Etant donné que l’augmentation de la fréquence nécessite de pomper plus d’énergie le long de la puce, générant ainsi plus de chaleur, les fréquences plus élevées conduisent généralement à un vieillissement plus rapide et donc à une durée de vie plus courte.

Ces problèmes deviennent plus prononcés avec des composants plus petits, tels que les transistors des processeurs modernes – 7 nanomètres pour AMD et 10 nanomètres pour Intel – car la puce pousse davantage de courant le long des transistors et des interconnexions plus petites. En conséquence, comme le lait dans votre réfrigérateur, même votre puce a une date de péremption. Les ingénieurs en semi-conducteurs ont pour tâche de prévoir cette date et de la contrôler avec une certaine précision, ce qui est compliqué compte tenu des caractéristiques uniques de chaque puce de silicium.

Étant donné que les fréquences et les températures élevées augmentent le taux d'usure des transistors et des structures environnantes, l'intervention sur les fréquences est l'une des premières interventions des ingénieurs pour contrôler la durée de vie de votre puce. En bref réduire la fréquence peut ralentir le processus de vieillissement et augmenter la longévité.

Cela signifie que les hypothèses de Shamino selon lesquelles les réductions de fréquence d'AMD dans les dernières versions du BIOS sont liées à la longévité sont purement logiques. De même, l'affirmation de Stilt selon laquelle les seuils de température ont été modifiés pour réduire la fréquence à des températures plus élevées est importante, car elle réduirait également le taux d'utilisation pendant les périodes où le processeur est le plus vulnérable. vieillissement – augmentation de la consommation et de la chaleur.

Sans toutefois une explication de la part d'AMD, nous ne savons pas s'il s'agit du facteur principal lié aux changements, d'une facette d'une équation beaucoup plus compliquée ou s'il n'a rien à voir avec la situation.

AMD affirme avoir identifié un problème dans le micrologiciel envoyé aux fabricants de cartes mèreset, dans l’attente des explications, nous avons décidé de faire quelques tests pour identifier une modification des seuils de température dans les différentes révisions de micrologiciels distribuées jusqu’à présent. Nous ne pouvons pas vérifier l'impact sur la fiabilité, car les processeurs ne possèdent pas d'indicateur d'usure comme les SSD. Le point de départ le plus logique, cependant, consiste à déterminer s'il y a eu des changements intentionnels dans le comportement dans l'état boosté.

L'impact des versions BIOS et SMU

Ces tests se limitent à comprendre s’il ya eu un changement notable aux seuils de température de suralimentation du processeur Ryzen.

La première étape consiste à voir si nous pouvons voir des changements dans les réglages de température. Pour ce faire, nous avons utilisé HWInfo pour vérifier la "limite d'horloge haute température" de la CPU. Comme on peut le voir sur le graphique, ce seuil est indiqué à 80 ° C et non à 75 ° C. Nous avons testé différentes versions de microprogrammes sur plusieurs cartes mères et processeurs, et chaque configuration indiquait la même limite de température de 80 ° C.

Cela est dû au fait que cette valeur est programmée dans la puce pendant la production. Ces lectures prouvent que AMD, du moins jusqu’à un certain point, souhaitait que la fréquence de la puce continue à augmenter dans les limites des paramètres normaux jusqu’à atteindre 80 ° C. Cela ne nous dit cependant pas le réglage actuel utilisé par la puce.

L'unité de gestion du système (SMU), une petite unité du processeur capable de modifier plusieurs paramètres de la puce, peut remplacer de nombreux paramètres, y compris la limite de température.

Ces valeurs écrasées ne sont exposées ni à l'utilisateur ni aux outils de surveillance, ce qui signifie que nous ne pouvons pas voir les valeurs réelles utilisées. Le SMU a été mis à jour avec différentes versions installées lors du processus de mise à jour du BIOS et AMD a publié plusieurs versions du SMU avant et après le lancement du Ryzen 3000. Ces derniers ont probablement modifié les limites de température. Comme les modifications du seuil de température restent cachées derrière la "boîte noire" du SMU, il est nécessaire de faire quelques tests pour démontrer les ajustements effectués par AMD.

Une carte mère Gigabyte X570 Aorus Master a été utilisée pour le test. Contrairement à de nombreux autres fabricants de cartes mères, Gigabyte distribue toujours son populaire BIOS NPRP (approuvé par AMD) pour les revues préalables. En plus de la dernière version, Gigabyte a également publié un BIOS bêta sur Overclock.net, que nous avons décidé d'essayer.

La fréquence de suralimentation maximale de 4,4 GHz du Ryzen 7 3700X est apparue brièvement avec le BIOS F4, mais l’augmentation a eu lieu pendant une période de temps si courte qu’on peut difficilement parler de remarquable. Au lieu de cela, la puce s’est arrêtée plus fréquemment à 4375 MHz de pointe avec toutes les révisions du BIOS.

Certaines sources nous ont dit que les révisions de la SMU à 80 degrés ne sont jamais rendues publiques, y compris les versions du BIOS fournies aux réviseurs.. Après avoir ajusté le seuil de température à 75 ° C avec la révision 46.37.0, AMD a néanmoins continué à ajuster les limites de température dans les versions de SMU 46.38.0 et 46.39.0, en réduisant lentement ces limites; ces modifications auraient également dû être transmises au dernier 46.40.0.

Il est important de noter que les résultats des tests peuvent changer avec les autres cartes mères et que le comportement du boost peut varier en fonction de la qualité de votre puce. Cependant, ces résultats devraient toujours être valables pour nos besoins.

Test de limite de température de suralimentation

Le test est simple. Nous avons commencé les tests avec tous les ventilateurs et la pompe du Corsair H115i fonctionnant à pleine vitesse. Ensuite, nous avons lancé le test monofil de Cinebench afin d’obtenir le maximum de boost obtenu avec notre échantillon de Ryzen 7 3700X.

Nous avons effectué le test pendant 60 secondes afin que la puce puisse retrouver son état naturel pendant le travail, puis nous avons déconnecté les ventilateurs et la pompe pour permettre à la température de la puce d'atteindre une valeur de 95 ° C.

Il s'agit de la température maximale indiquée pour les processeurs AMD 7 nanomètres, inférieure aux 100 ° C de la génération précédente. Cela signifie qu'AMD n'a pas beaucoup de marge thermique à gérer.

Cette technique de test nous a permis d’enregistrer les changements de fréquence avec l’augmentation de la température. Nous avons fait de notre mieux pour isoler tous les paramètres. En raison de la nature de ce test, la solution de refroidissement et la température ambiante ne sont pas un facteur.

Les processeurs modernes fonctionnent en ordre de milliards de cycles par seconde, le changement d'état d'alimentation prenant 1-2 ms sur les processeurs Ryzen 3000, pour obtenir une image précise de l'activité de suralimentation nécessite une surveillance importante du processeur. précis. La plupart des utilitaires d'UC interrogent le processeur pour vérifier les valeurs toutes les secondes, laissant ainsi passer les transitions d'état rapides, mais de nombreux logiciels vous permettent d'ajuster cette précision.

Il est important de dire que la surcharge liée à l'interrogation du processeur peut créer plus fréquemment une charge réelle qui affecte les performances, un problème appelé "effet observateur" – effet observateur. Surveiller le processeur trop souvent peut avoir une incidence sur ses performances et son comportement pendant la période où il est "observé". Même s'il est important de viser le plus de précision possible, vous devez éviter de vous heurter à cet état susceptible de générer du courant. rester différent et conduire à des données inexactes.

Pour le test, nous vérifions les paramètres vitaux de la CPU toutes les 100 ms. Nous interrogeons donc le processeur à une distance de 100 ms, en enregistrant la moyenne de ces mesures toutes les secondes. Ce paramètre ne semble pas avoir un impact évident pendant une activité inactive, mais nous devons nous rappeler que même Windows démarre des activités en arrière-plan – apparemment au hasard – qui peuvent provoquer des pics d'activité qui ne sont guère imputables à un processus spécifique.

Vous voyez ici les résultats du test avec le BIOS F4, c'est-à-dire celui mis à la disposition du public avant le lancement du processeur. Vous aurez remarqué que nous zoomons sur les résultats des tests, coupons les 100 premières secondes de la session et forçons les axes fréquence et température. Nous n'aimons pas utiliser des axes qui ne partent pas de zéro, car ils peuvent amplifier les différences de performances, mais nous devons examiner de près les petites variations de fréquence au cours d'une partie très spécifique du test. Nous avons inclus des graphiques plus complets que les mêmes tests, les axes commençant à zéro plus tard dans l'article.

Nous avons tracé la fréquence des huit cœurs sur l’axe de gauche, tandis que la température est sur la droite. La température affichée est la ligne rouge croissante et nous avons ajouté des marqueurs pour indiquer les zones où la température atteint 75 ° C et les 80 ° C, les zones sur lesquelles nous nous concentrons. Ce BIOS est basé sur AGES 1.0.0.3 et une version 46.32.0 de SMU. Ici on peut voir que la température fluctue pendant une courte période après avoir atteint 75 ° C, mais la puce chute à environ 4125 MHz après avoir dépassé 75 ° C pendant une période supérieure à deux secondes.

AMD possède des milliers de capteurs de température sur la puce du processeur. Nous ne voyons donc pas d’enregistrements localisés de points chauds (points chauds) qui pourraient également avoir une incidence sur le comportement du boost. Il existe également des variations d'une session à l'autre entre les tests distincts, mais la tendance des performances est persistante.

Nous voyons ici quatre sessions du BIOS N11 NPRP (approuvé par AMD) dédiées aux premiers examens. Le BIOS intègre le code AGESA 1.0.0.2 CA (oui, un AGESA plus ancien que le BIOS initial) couplé à la révision SMU 46.37.0. Les fabricants de cartes mères ont recommandé ces versions du BIOS aux testeurs, mais beaucoup ont choisi les versions du BIOS basées sur AGESA 1.0.0.3, disponibles quelques heures avant le début.

Il est intéressant de noter que Gigabyte indique la version de SMU avec ce BIOS N11 NPRP public, mais que, par souci d’exhaustivité, nous avons effectué des tests avec les deux BIOS publiés – les deux résultats situés en bas – et le BIOS inclus dans le dossier téléchargeable de l’évaluateur fourni par AMD – les deux sessions de test supérieures – pour lesquelles aucune version de SMU n’est indiquée.

Nous voyons une session avec le BIOS N11 – dans le coin inférieur gauche – qui ne montre pas un comportement de boost agressif après le seuil de 75 ° C, mais la session suivante – en bas à droite – montre le même comportement du BIOS fourni sur le portail de DMLA, ce qui signifie qu’il s’agit peut-être d’une variabilité d’une session à l’autre.

En tout cas, la tendance est claire: comparé au BIOS F4, le Ryzen 7 3700X avec le BIOS N11 dépasse les 4,2 GHz après avoir atteint le seuil de 75 ° C, avec des pics allant de 4250 à 4225 MHz selon la session. Les fréquences de crête ne chutent qu'à 4,2 GHz après que la puce a dépassé le seuil de 80 ° C. Cela signifie que ce BIOS est "plus rapide" que la version précédente.

L'augmentation des fréquences est relativement faible, passant de 225 à 250 MHz, mais comme nous l'avons vu dans l'enquête Der8auer, de nombreux utilisateurs n'atteignant pas les fréquences de crête observent des différences plus importantes. Bien que ceux-ci soient relativement faibles, nous observons une différence de 225 à 250 millions de cycles par seconde, ce qui représente un milliard de cycles supplémentaires en environ 4 secondes, sans oublier le nombre de cycles supplémentaires que les transistors et les interconnexions devront expérimenter le long du circuit. période de garantie.

En d'autres termes, on peut supposer que ces petites modifications, qui se produisent au moment de la contrainte maximale avec une densité élevée de courant et de chaleur, peuvent avoir un impact notable sur la fiabilité à long terme. Bien entendu, cela ne signifie pas que telle est l'intention des interventions sur les seuils de température, mais c'est une possibilité. Il est également possible qu'AMD n'optimise que les algorithmes d'amplification pour fournir une plage de performances plus précise dans le monde réel. Ces modifications n'ont rien à voir avec la fiabilité.

L'étape suivante consiste à voir l'état actuel du BIOS. Testons avec le dernier BIOS Gigabyte, le F5 avec AGESA 1.0.03 ABB. Gigabyte n'indique pas la révision SMU sur son site, mais il s'agit de la version 46.40.0. Nous pouvons voir ici que la puce chute à 4,2 GHz après avoir atteint 76 ° C, où elle reste bien au-dessus de 80 ° C. Il est nettement différent, et moins souhaitable, que le BIOS N1 fourni aux réviseurs. Cela signifie que la puce fonctionnera plus lentement avec des charges utilisant moins de fil.

Enfin, voici les résultats de F5P, un BIOS bêta que Gigabyte a publié il y a quelques jours sur Overclock.net. Essayons cette dernière révision pour voir s'il y a un changement détectable dans ce que le dernier BIOS devrait être avant le correctif entrant. La puce reste au-dessus de 4,2 GHz jusqu'à ce qu'elle dépasse 77 ° C pendant cinq secondes. En bref, il est plus lent que le BIOS proposé aux réviseurs lors du lancement des processeurs.

Voici un album avec des as à partir de zéro. Comme indiqué ci-dessus, ces différences peuvent sembler minimes dans le grand schéma, mais elles peuvent avoir un impact important dans une perspective de fiabilité à long terme. En outre, bon nombre de ces petites différences sont représentatives des différentes fréquences de boost signalées par les acheteurs des nouveaux processeurs AMD.

commentaire

Il serait facile de jeter de la boue sur Intel pour l’attaque d’AMD en raison de ces changements, notamment en raison de la nature inadéquate des sources utilisées. Le marketing est le marketing et toutes les entreprises utilisent des tactiques parfois désagréables et / ou bien choisies. Mais Intel devrait veiller à soutenir les théories qui ne sont pas prouvées de cette manière, en donnant de la crédibilité aux déclarations qui pourraient ne pas avoir de fondement.

Intel reste le leader en termes de performances de jeu, mais le nouveau Ryzen 3000 se situe dans le milieu de gamme, celui avec les volumes les plus élevés et où Intel ne peut pas se vanter du même avantage. Le Core i9-9900KS attendu pour octobre devrait offrir des performances résolument élevées dans de nombreuses charges de travail, mais ne règle pas la situation à moyen terme.

Considérations Intel mises à part, il est difficile de déterminer si AMD a défini les limites de température pour une meilleure fiabilité. Nos tests montrent que il y a eu des changements, même après que l'entreprise eut initialement réduit la limite à 75 ° C Il ne fait aucun doute que le BIOS fourni pour les revues de lancement est le plus rapide et vous permet de prendre en charge des fréquences de boost plus élevées pendant plus longtemps que les versions les plus récentes.

Beaucoup de puces n'atteignent pas leur potentiel de renforcement complet, même avec ce BIOS de lancement. Le correctif AMD pourrait donc consister en un retour à la limite de température de suralimentation en amont de 80 ° C, qui n'avait jusqu'à présent jamais été implémentée dans les BIOS publics.

Si AMD intervient sur le seuil pour aligner les puces sur ses projections de fiabilité, le fait de revenir à la limite de 80 ° C pourrait entraîner une augmentation du nombre de problèmes liés au processeur. Cependant, cela ne signifie pas que les puces Ryzen mourront en masse. La longévité d'une puce est soumise à un contrôle strict afin de maintenir le niveau de RMA à un niveau raisonnable, généralement dicté par l'impact financier sur la société.

Les interventions à venir pourraient représenter une légère augmentation du nombre de RMA avec le temps. Par ailleurs, une légère augmentation du nombre de transformateurs confrontés à des problèmes serait certainement préférable à une plainte pour publicité trompeuse, sans parler des dommages d'image causés à la marque Ryzen.

Toutefois, les calculs d’AMD sur le nombre de processeurs défaillants sont probablement très complexes, d’autant plus que la société utilise le planificateur Windows 10 pour certaines charges de travail sur des cœurs plus rapides, que le système d’exploitation considère comme des cœurs privilégiés.

C'est un fait: certains noyaux s'usent avant les autres, surtout s’ils sont utilisés plus fréquemment que d’autres. N'oubliez pas que les noyaux passent souvent à l'état de puissance / aux basses fréquences lorsqu'ils ne sont pas actifs, ce qui réduit l'usure. Toutefois, étant donné que le planificateur utilise certains cœurs Ryzen plus que d’autres, il pourrait en résulter une usure plus rapide des cœurs utilisés plus activement que d’autres.

Intel utilise une tactique similaire avec Turbo Boost 3.0. Ce n'est donc pas un terrain totalement nouveau, mais cela pèse certes dans la complexité de la fiabilité des processeurs (par hasard, la prochaine version de Windows 10 for Insiders a été modifiée Un planificateur permettant une rotation plus efficace des charges de travail entre les cœurs préférés afin d’améliorer les performances et la fiabilité, mais il reste à voir si cela ne représentera qu’une mise en œuvre plus large des modifications apportées aux processeurs Ryzen).

En fin de compte, les réglages de température AMD ne sont pas la seule raison pour laquelle les utilisateurs n’atteignent pas la fréquence d’horloge indiquée; erreur de l'utilisateur, mais les seuils d'altération sont presque certainement un facteur. Cependant, AMD dispose d’une marge de manœuvre précieuse.

Pour être clair au-delà de tout doute, répétons ce qui a été dit jusqu'à présent: Les processeurs Ryzen 3000 sont absolument compétitifs et recommandés. Cependant, il est juste de s’attendre à ce que ce qui a été acheté fonctionne comme indiqué dans les spécifications. et nous sommes heureux que AMD ait recueilli les commentaires et travaille sur un correctif. Nous avons maintenant une bonne base pour comprendre, quand il sera disponible, si le correctif AMD concernera le seuil de température ou d’autres aspects.