Infinity Fabric në Ryzen: arkitekturë, memorie dhe performancë

Informatec Digital » Burime » Infinity Fabric në Ryzen: arkitekturë, memorie dhe performancë

Kur diskutojmë procesorët Ryzen dhe performancën e tyre në botën reale në lojëra dhe aplikacione, një nga aspektet kryesore që ngre më shumë pyetje është se si Infinity Fabric ndikon në RAM dhe në sjelljen e përgjithshme të sistemit . Shumë përdorues hasin kufizime të pazakonta kur rriten frekuencat, paqëndrueshmëri të papërsëritshme ose rënie të performancës kur përmirësohet kapaciteti i RAM-it, dhe rrënja e problemit pothuajse gjithmonë qëndron në marrëdhënien midis arkitekturës Zen, autobusit Infinity Fabric dhe kontrolluesit të integruar të memories.

Ndërsa në shikim të parë mund të duket si thjesht çështje "rritjeje të shpejtësisë së RAM-it dhe përfundimi i saj", realiteti është shumë më kompleks. Kapaciteti total i instaluar, numri i moduleve, pavarësisht nëse janë me një apo dy rreshta, cilësia e silikonit të CPU-së dhe madje edhe pllaka amë, të gjitha kombinohen për të përcaktuar se sa larg mund ta çoni sistemin pa sakrifikuar stabilitetin. Të kuptuarit e këtij ekuilibri delikat është i dobishëm si për rregullimin e imët të një PC-je të ri, ashtu edhe për të përfituar sa më shumë nga një sistem ekzistues Ryzen pa përjetuar ekrane të zeza dhe rinisje fantome.

Çfarë është Infinity Fabric dhe pse është kaq e rëndësishme në Ryzen?

Në procesorët Ryzen, AMD përdor ndërlidhjen e vet të quajtur Infinity Fabric si një "autostradë e brendshme" për të lidhur blloqet e ndryshme të çipit . Nuk është thjesht një autobus tjetër: është sistemi që lidh CCD-të (çipletet kryesore) , çipin I/O, kontrolluesin e memories, PCIe dhe komponentët e tjerë të brendshëm. Frekuenca dhe stabiliteti i tij ndikojnë drejtpërdrejt në performancën dhe vonesën e sistemit.

Në gjeneratat e para të Ryzen (Zen dhe Zen+), frekuenca e Infinity Fabric (zakonisht e referuar si FCLK) ishte e lidhur ngushtë me frekuencën efektive të RAM-it . Në praktikë, ato funksiononin në mënyrë sinkrone: nëse e vendosnit RAM-in në 3200 MHz (DDR, 1600 MHz aktuale), Infinity Fabric funksiononte në 1600 MHz. Ky "bashkim" nënkuptonte që çdo përmirësim në memorie reflektohej edhe në një rritje të shpejtësisë së vetë Infinity Fabric, duke zvogëluar vonesën midis bërthamave dhe duke përmirësuar FPS në shumë lojëra.

Me Zen 2 dhe Zen 3, gjërat u përmirësuan, duke lejuar përdorimin e modaliteteve asinkrone (FCLK në krahasim me MCLK) mbi pragje të caktuara, por ideja kryesore mbetet: Stabiliteti i Infinity Fabric është thelbësor për një sistem të fuqishëm . Nëse e teproni me këtë aspekt, edhe nëse RAM duket i qëndrueshëm në testet e performancës, mund të hasni rrëzime sporadike, ngrirje të desktopit ose rinisje të ftohta që nuk i atribuohen lehtësisht ndonjë cilësie specifike.

Për ta komplikuar më tej çështjen, funksionimi i IF është i lidhur me tensionin e SoC-së dhe parametra të tjerë të platformës të rregulluar imët. Kjo do të thotë që thjesht rritja e frekuencës nuk është e mjaftueshme ; duhet të menaxhoni me kujdes tensionet dhe cilësimet përkatëse, veçanërisht kur tejkaloni vlerat e "pikës së ëmbël" për secilën gjeneratë.

Në praktikë, kjo përkthehet në një lloj tavani individual për secilën CPU: disa njësi arrijnë lehtësisht 1900 MHz FCLK, ndërsa të tjerat mezi arrijnë 1800-1867 MHz, madje edhe brenda të njëjtit model si një Ryzen 7 3800X. Ky ndryshim bie drejtpërdrejt në sferën e "llotarisë së silikonit".

Si ndikon arkitektura Zen në kujtesë dhe në Infinity Fabric

Që nga procesori i parë Ryzen, AMD e integroi kontrolluesin e memories në vetë procesorin, që do të thotë se kapaciteti maksimal, frekuencat e mbështetura dhe performanca me module të ndryshme varen drejtpërdrejt nga arkitektura Zen dhe rishikimet e saj (Zen, Zen+, Zen 2, Zen 3, etj.). Me çdo brez, mbështetja për RAM është përmirësuar: më shumë frekuenca zyrtare, stabilitet më i mirë dhe më pak probleme me pajtueshmërinë.

Procesorët e parë Ryzen (Zen 1) ishin veçanërisht të kujdesshëm me module të caktuara dhe profile XMP. Ishte relativisht e zakonshme që një komplet i reklamuar në 3200 MHz të përfundonte duke funksionuar në 2933 ose 3000 MHz për të ruajtur stabilitetin, veçanërisht me motherboard-et bazë ose versionet më pak të zhvilluara të BIOS-it. Me Zen+, u bë punë e konsiderueshme në mikrokodin AGESA, duke rafinuar trajnimin e kujtesës dhe duke lejuar që më shumë komplete të arrinin specifikimet e tyre pa vështirësi.

Zen 2 bëri një hap tjetër përpara, duke përmirësuar si menaxhimin e IOD ashtu edhe atë të Infinity Fabric, gjë që rezultoi në një lehtësi më të madhe në arritjen e frekuencave RAM prej 3600 MHz me FCLK në 1800 MHz . Ky kombinim 3600/1800 u bë de facto "pika ideale" për shumë përdorues, duke ofruar një ekuilibër shumë të mirë midis latencës dhe stabilitetit. Zen 3 vazhdoi në këtë drejtim, madje duke u lejuar disa CPU-ve ta shtynin FCLK edhe më tej.

Në të gjitha rastet, performanca përfundimtare varet jo vetëm nga "çfarë gjeneron procesori juaj", por edhe nga mënyra se si bashkëveprojnë frekuenca e memories, frekuenca e Infinity Fabric (FCLK) dhe frekuenca e kontrolluesit të memories (UCLK) . Kur gjithçka është e sinkronizuar, vonesat janë të ulëta dhe performanca është e lartë; kur ka mospërputhje, vonesat rriten ndjeshëm dhe përfitimi i rritjes së RAM MHz zvogëlohet ose madje bëhet kundërproduktiv.

Prandaj, kur flasim për mbështetje të "përmirësuar" të kujtesës në një brez të ri të Ryzen, në fakt po flasim për një sërë ndryshimesh: një kontrollues më i fuqishëm, një Infinity Fabric më i aftë dhe algoritme më të zgjuara të trajnimit të kujtesës të integruara në AGESA.

Një efekt anësor shumë i dukshëm është se, me kalimin e brezave, lista e moduleve të memories problematike ose të rregullueshme manualisht zvogëlohet , dhe ka më shumë të ngjarë që thjesht të aktivizoni profilin DOCP/XMP dhe PC do të niset pa probleme.

Kapaciteti, numri i moduleve dhe diapazoni: pse ndikon kaq shumë në frekuenca

Kur zgjidhni RAM për një procesor Ryzen , nuk është vetëm shpejtësia e reklamuar në kuti që ka rëndësi. Kapaciteti total, numri i shkopinjve të instaluar dhe nëse secili modul është me një rang (SR) apo me dy rang (DR) ndikojnë ndjeshëm në atë që kontrolluesi mund të trajtojë njëkohësisht pa pasur nevojë të ulet frekuenca ose të zvogëlohet vonesa.

Kur thuhet se duke kaluar nga 2x8 GB në 2x16 GB ose në 4x16 GB, ndoshta do të duhet të ulni frekuencën maksimale të qëndrueshme ose të lironi kohëzgjatjet , kjo po përmbledh një realitet elektrik: sa më shumë çipa dhe sa më shumë ngarkesë të vendosni në linjat e memories, aq më e ndërlikuar është për kontrolluesin të mbajë një sinjal të pastër me shpejtësi të lartë.

Modulet me dy diapazona shtojnë një nuancë interesante. Një modul DR, në terma shumë të thjeshtuar, ka dy blloqe memorieje logjike të lidhura me të njëjtin kontrollues . Kjo rrit ngarkesën në sinjal, po, por gjithashtu mund të ofrojë përfitime në performancë falë shfrytëzimit më të mirë të paralelizimit të brendshëm, veçanërisht në disa skenarë të ngarkesës së punës intensive.

Problemi është se kur shtoni më shumë module memorieje (për shembull, katër module DR), kontrolluesi i memories duhet të punojë më shumë për të ruajtur integritetin e sinjalit në frekuenca të larta . Shpesh, zgjidhja praktike është të zvogëlohet frekuenca efektive e RAM-it për të siguruar stabilitet. Kjo është arsyeja pse AMD zyrtarisht kufizon frekuencat e mbështetura për kombinime të ndryshme të moduleve në specifikimet teknike të secilës CPU.

Kjo është arsyeja pse shpesh është më mirë të instaloni module DR 2x16GB me rregullime të imëta sesa module SR 4x8GB të shtyra deri në kufijtë e tyre, veçanërisht nëse kërkoni një ekuilibër midis kapacitetit, performancës dhe lehtësisë së konfigurimit . Më shumë module nuk nënkuptojnë gjithmonë më shumë performancë; ato shpesh nënkuptojnë më shumë punë për kontrolluesin dhe një gjasë më të madhe për të goditur bllokimin e stabilitetit të Infinity Fabric.

Llotaria e silikonit, kontrolluesi i memories dhe roli i motherboard-it

Një nga komentet më të zakonshme midis përdoruesve të Ryzen është se " cilësia e silikonit të CPU-së suaj përcakton se sa larg mund t'i çoni shpejtësitë e FCLK dhe RAM-it ". Dhe është e vërtetë: ndërsa ka udhëzime të përgjithshme, çdo çip prodhohet me variacione të vogla që ndikojnë në diapazonin e tij të qëndrueshëm të funksionimit, si në frekuencën e bërthamës ashtu edhe në kontrolluesin e memories dhe Infinity Fabric.

Në praktikë, kjo do të thotë që një Ryzen 7 3800X mund të përballojë FCLK 1900 MHz pa u lëkundur, ndërsa një tjetër, në dukje identik, nuk mund të nisë në mënyrë të qëndrueshme mbi 1867 MHz , edhe pasi të keni ndryshuar BIOS-in. Ky ndryshim zakonisht nuk mund të "detyrohet" vetëm përmes rregullimeve të tensionit; vjen një pikë ku thjesht keni arritur limitin fizik të çipit.

Ndryshe nga ideja se "RAM mezi konsumon energji, kështu që pllaka amë nuk ka rëndësi", ia vlen të kujtojmë se stabiliteti i Infinity Fabric dhe kontrolluesit të memories është i lidhur ngushtë me mënyrën se si menaxhohen tensionet e SoC, VDDG dhe domeneve të tjera të lidhura . Një pllakë amë me kalibrim të linjës (LLC) të rregulluar dobët ose rënie të ndjeshme të tensionit mund të jetë shkaku i atyre rinisjeve të ftohta që nuk shfaqen në testet standarde të stresit.

Për më tepër, versionet e njëpasnjëshme të AGESA të lëshuara nga prodhuesit e motherboard-eve korrigjojnë sjelljet, përsosin trajnimin e memories dhe prezantojnë parametra të rinj që lejojnë rregullim edhe më të mirë të raporteve FCLK, UCLK dhe MCLK . Është e zakonshme të shihet që, pas një përditësimi të madh të BIOS-it, një sistem është në gjendje të ngarkojë profile XMP që më parë dështuan, ose që nuk përjeton më mikro-ngrirje të shoqëruara me skenarë të caktuar ngarkimi.

Nga një këndvështrim praktik, e gjithë kjo do të thotë që kur planifikoni një ndërtim Ryzen të projektuar për të përfituar plotësisht nga Infinity Fabric dhe RAM, nuk këshillohet të kurseni te pllakën amë nëse doni të përdorni frekuenca të larta ose shumë memorie . Një pllakë amë B550 ose X570 e projektuar mirë mund të bëjë diferencën midis nevojës për t'u kënaqur me 3200 MHz dhe të qenit në gjendje të shijoni 3600-3800 MHz me FCLK të qëndrueshëm.

Mbingarkesa e Infinity Fabric dhe RAM: tensionet, kufijtë dhe simptomat e paqëndrueshmërisë

Kur futesh thellë në mbiklokimin e IF dhe RAM, teoria shpejt shndërrohet në praktikë. Një shembull tipik është një CPU si Ryzen 7 3800X, i cili nuk ndizet në 1900 MHz FCLK në asnjë cilësim dhe është i zbatueshëm vetëm në 1867 MHz. Por edhe atëherë, shumë sporadikisht, ndodhin dështime të plota të sistemit: një ekran i zi dhe një rinisje e ftohtë, pa një ekran blu ose gabime të qarta në shikuesin e ngjarjeve.

Në situata të tilla, testet standarde të stresit (Memtest, Prime95, Linpack, etj.) mund të funksionojnë për orë të tëra pa raportuar asnjë dështim të vetëm, ndërsa sistemi rrëzohet një herë në disa ditë gjatë përdorimit të përditshëm . Ky kombinim zakonisht është një tregues se Infinity Fabric ose raporti FCLK/MCLK/UCLK është në limitin e tij, edhe nëse vetë RAM duket i qëndrueshëm në testet sintetike.

Rregullimet më të zakonshme të tensionit për stabilizimin e kësaj pjese të platformës Ryzen përfshijnë tensionin SoC dhe tensionin VDDG . I pari furnizon me energji kompleksin I/O, ndërsa i dyti është i lidhur ngushtë me sinjalet e autobusit Infinity Fabric. Është mjaft e zakonshme që kur rritet VDDG për të provuar të stabilizohet një FCLK i lartë, tensioni SoC duhet të rritet gjithashtu për të ruajtur një diferencë të sigurt.

Megjithatë, është e rëndësishme të kuptohet se një tension më i lartë nuk do të thotë gjithmonë stabilitet më i madh ; ekziston një diapazon i arsyeshëm i rekomanduar për SoC-të (për shembull, rreth 1,05-1,1 V në shumë procesorë Zen 2) dhe për VDDG, dhe tejkalimi i tij mund të ketë efekt të kundërt ose, në planin afatgjatë, të degradojë silikonin. Prandaj është e rëndësishme të testohen gradualisht vlera të ndryshme dhe të vihet re çdo ndryshim.

Një hap i arsyeshëm kur dyshoni se FCLK është shumë i lartë është ta ulni pak frekuencën, për shembull nga 1867 në 1833 MHz, duke i mbajtur të gjitha të tjerat të njëjta, dhe të shihni nëse rrëzimet e rastësishme zhduken. Nëse sistemi ndalon së përjetuari rinisje fantome për javë të tëra vetëm me atë rregullim , ka shumë të ngjarë që të keni arritur kufirin e vërtetë të Infinity Fabric për CPU-në tuaj.

Një aspekt tjetër i dobishëm është rregullimi i kalibrimit të tensionit të linjës SoC (SoC LLC) . Një kalibrim tepër agresiv mund të shkaktojë rritje të tensionit nën ngarkesë, ndërsa një kalibrim tepër i butë mund të çojë në rënie që destabilizojnë IF në kohë të caktuara. Vendosja e këtij parametri në një nivel të ndërmjetëm, i cili zvogëlon rënien e tensionit pa gjeneruar rritje të panevojshme, është zakonisht një pikënisje e mirë.

Përtej tensioneve kryesore, rishikimet e fundit të AGESA kanë shtuar parametra shtesë për rregullimin e imët të sjelljes së autobusit dhe trajnimin e memories . Ndërsa çdo BIOS mund t'i emërtojë ato ndryshe, ideja është t'u japë përdoruesve të përparuar më shumë kontroll mbi mënyrën se si platforma negocion frekuencat e nisjes, kohëzgjatjet dytësore dhe vetë FCLK-në. Rregullimi i këtyre parametrave nuk është thelbësor për shumicën e përdoruesve, por mund të bëjë një ndryshim të rëndësishëm kur përpiqesh për frekuencën më të lartë të qëndrueshme pa gabime të fshehura.

Të marra së bashku, e gjithë kjo shtresë rregullimesh do të thotë që mbiklokimi i Infinity Fabric dhe RAM-it nuk është thjesht një çështje e "rritjes së shumëzuesit", por më tepër një akt balancimi midis frekuencës, tensioneve të arsyeshme, cilësisë së silikonit dhe kapacitetit total të memories së instaluar . Dhe, si gjithmonë, dokumentimi me kujdes i testeve (për shembull, me regjistrat HWinfo) është jashtëzakonisht i dobishëm në identifikimin e modeleve kur ndodh një dështim i izoluar.

Në fund të fundit, të kuptuarit se si bashkëveprojnë arkitektura Zen, Infinity Fabric, kontrolluesi i memories dhe pllaka amë lejon marrjen e vendimeve më të informuara kur konfigurohet një sistem Ryzen: zgjedhja e kombinimit të duhur të kapacitetit të memories dhe numrit të moduleve, synimi i frekuencave RAM dhe Infinity Fabric ku shumica e CPU-ve performojnë në mënyrë optimale, dhe rregullimi i tensioneve të çelësave vetëm sipas nevojës. Ata që marrin kohë për të kuptuar këto detaje zakonisht shijojnë një PC më të shpejtë, më të qëndrueshëm me më pak dhimbje koke sesa ata që thjesht përpiqen të shtrydhin MHz pa menduar.