Connect with us

PC / Laptop

Details about Intel H370, B360 and H310: what will have to tolerate those who will save on the motherboard

Intel Coffee Lake are present on the market since October of last year, and their release was a great event in the life of a computer community. For the first time in many years, Intel made a step in the direction of increasing the number of cores, significantly improving the performance of their processors in each price segment. It is considered that such an act is microprocessor giant has pushed action of AMD, which has a very good multi-core Ryzen, and Coffee Lake is a kind of response to Intel, allowing it to save the changed market landscape the competitiveness of their proposals. Anyway, the announcement of the first batch of Coffee Lake was really accelerated, and, until recently, Intel as a temporary solution offered six models of desktop processors of this family and one chipset that is compatible with them – Z370. The full announcement of the Coffee Lake and associated desktop platform took place only last month when pioneer modifications added an additional 18 desktop CPU and four additional chipset.

Held extension of the model range is a very important stage of the implementation of the new platform. The fact that until recently any of the processors Coffee Lake could only be used with a relatively expensive overclocking motherboards, regardless of whether he has the acceleration or not. And if the Intel Core i7-8700K and Core i5-8600K motherboard on base of chipset Z370 looked quite organically, for buyers more affordable locked processors like the Core i3-or Core i5 8100-8400, they were not just meaningless, but expensive for the price. This ultimately increased the cost of ownership platform in a cheap Coffee Lake and did not allow them to become a viable alternative for Ryzen Ryzen 5 and 3, which AMD from the beginning offered a wide selection of compatible platforms in different price categories. In other words, without having to buy the motherboard fully disclosed to the market potential Coffee Lake had no chance.

But now everything fell into place. The release of fresh sets of logic H370, B360 and H310 solves all the problems with high cost platforms for the Coffee Lake. The motherboard is built on a new associated with Coffee Lake “hub controller platform” (PCH – platform controller hub) must have a much more affordable and allow to build a relatively inexpensive build on those processors with the increased number of cores. But interesting they are not only this.

With the announcement of new chipsets for Coffee Lake is associated a curious fact, which largely was the reason for the appearance of this material. Despite the fact that the new chipsets are deprived of any possibilities to overclock the CPU and DDR4 SDRAM, truncated versions Z370 they really are not. The fact is that while the previously proposed overclocking chipset for Coffee Lake was only adapted modification based on Kaby Lake processors chipset Z270, new chipsets for Coffee Lake is a separate series of circuits related to the next generation. What this means from a practical point of view, we try to understand this material.

#Chipsets three hundredth series: what’s new

Intel has accustomed us to the fact that the sets of system logic, marked with the letter Z – it’s not just overclocking platform, but the chipset, which is the maximum possible among the entire family. However, in the case Z370 it is not so. Despite the fact that Intel has included Z370 old and new H370, B360 and H310 in single series c three hundred rooms, this is a fundamentally different product, with different origins, and therefore markedly different in the details. Internal generic name of three hundred new chipset taken Intel – “Cannon Lake PCH”. It indicates that H370, B360 and H310 were intended for the seriously delayed 10-nm processors (according to new data, wait for them before 2019, alas, not worth it). The same set of system logic Z370 terms of design refers to a series of Kaby Lake PCH, that is, it is a close relative of the two hundredth series chipsets and Z270 in particular. There is therefore nothing surprising in the fact that many things H370, B360 and H310 were better and osnashenie “senior” Z370.

These chipsets differ even from the industrial point of view. While the Z370 is manufactured using 22 nm process, the new chipsets three hundred series have been translated into more modern process technology with the norms of 14 nm. Thus, in the updated version of the platform LGA 1151v2 processor and the chipset was manufactured by the same production standards, that still never happened. Therefore, the chip H370, B360 and H310 compared to the Z370 needs at least less warm at work.

Cannon Lake PCH

Cannon Lake PCH

But only one that benefits from the new chipsets are not limited. The first key innovation is to consider appeared native support for up to six ports USB 3.1 Gen 2 with a bandwidth of 10 Gbit/s. Previously, such ports in those chipsets were not supported at all, and the motherboard manufacturers had to implement them, resorting to external controllers, most of the production Cost. Now it is in the past. However, the innate support ports Type-C in the chipset however has not appeared. This means that adding on fees of symmetric connectors still require the motherboard manufacturers additional spending on chip redriver, so cheap computers new-fangled double-sided USB connector, apparently EN masse until you get.

Appeared in the new chipsets and support for promising Thunderbolt interface, although many were expecting. Implementation of high-speed Thunderbolt ports, as before, will require integration of on-Board external chip connected to two PCI Express. This means that the widespread introduction of Thunderbolt in the near future to wait still not worth it.

The second key feature of the three hundredth series chipsets should be considered the integration part of the components required for implementing Wi-Fi wireless controllers (2T2R 802.11 ac) with a capacity of up to 1733 Mbps. Scheme chipsetov Wi-Fi was taken from the platform Gemini Lake. The bottom line is that the chipset is integrated the most complex and expensive functional units such as logic, memory, and MAC, while the controller of the physical layer and the antenna must be placed on the external radio frequency module that is installed in the dedicated M. 2 slot or raspravama on the Board. As for the connection between chipsety logic and the external physical controller you intend to use proprietary CNVi-interface. Compatible with CNVi external M. 2 2230-modules 9560 Wireless AC (2T2R), Wireless AC 9462 (1T1R) Wireless AC and 9461 (1T1R) are present in the range of Intel, beginning in the summer of 2017.

However, as in the case with the ports of the USB Type-C, the widespread emergence of integrated Wi-Fi on the new LGA 1151v2 cards is not worth waiting for. The fact that the implementation of the necessary circuits and equipment motherboard RF module-companion increases the cost of the final product by about $15. As a result, to receive support for Wi-Fi has a chance only in a relatively expensive platforms where the producers not to chase the lowest price.

There are sets of logic H370, B360 and H310 and the third big contrast to the Z370. It concerns energy saving: along with the new chipsets in desktop computers comes support energy-saving States of the CPU C8-C10, which were originally presented in the solutions for ultrabook-class Haswell ULT. Furthermore, additional energy saving mode S0ix got themselves chipsets.

In the list of the platform Coffee Lake with access H370, B360 and H310 were added and Intel Modern Standby. Thanks to her desktop had the opportunity like intelligent column “listen live” and solve some background tasks like checking e-mail even in the sleep state. This functionality already has been implemented in laptops, and now may find a place in desktop computers.

#Perspective: Intel Z390

Speaking of new sets of logic for Coffee Lake, belonging to the family Cannon Lake PCH, mention should be on Z390, which has not yet been announced by Intel. Now it so happened that the younger chipsets H370, B360 and H310 has gained tangible benefits in the possibilities of overclocking on Z370. But this should not be. Aimed at use in the most tricked-out systems, the chipset needs to be a leader in everything, therefore, to replace the suddenly outdated Z370 soon will come an improved version of Z390.

Z390 announcement scheduled for the second half of the year, and, apparently, already at Computex in early June, we will see samples of motherboards based on it. However, the official announcement and start of sales will likely take place later, for example, in anticipation of the start of the season back-to-school in late summer.

However, do not think that the Z390 can lead the platform LGA1151v2 on some new level. This chipset, in fact, be another variation of Cannon Lake PCH with a view to overclocking the system. That is, in comparison with the Z370 he will offer the same improvement in the capabilities that are already in H370, B360 and H310: native support of ports USB 3.1 Gen2 and embedded controller 802.11 ac channel level.

Roughly speaking, about Z390 can be thought of as analogous H370 with support for overclocking, and also slightly increased the maximum number of lines PCI Express, and the maximum number of ports USB 3.1 Gen2.

#Specifications Intel H370, B360 and H310

Generally speaking, the number of new sets of logic includes four products: H370, Q370, B360 and H310. But in this article we are only talking about three products, but says nothing about Q370. This is due to the fact that the chipsets group Q aimed at the corporate market, and is unlikely to meet ordinary users. In General, however, Q370 can be described as advanced version H370-enabled advanced security and administration for Intel VPro technology. As for consumer of three chipsets, then their main characteristics are in the table below, where they are simultaneously mapped to the familiar set of system logic Intel Z370.

  Z370 H370 B360 H310
Processor support Intel LGA 1151v2 (Coffee Lake)
Process technology 22 nm 14 nm
PCI Express 3.0 (via CPU) 1×16
Memory channels/DIMM per channel 2/2 2/1
HSIO ports only 30 24 14
PCI Express 3.0 (via chipset) 24 20 12 6 (PCIe 2.0)
Support overclocking There No
USB ports, just 14 12 10
Ports USB 3.1 Gen2/Gen1 0/10 4/8 4/6 0/4
SATA ports 6 4
Rapid Storage Technology (RST) There No
The number of PCIe devices that support the RST 3 2 1 0
RAID support There No
Support to the RST of the devices connected to CPU There No
Intel Optane Memory There No
Intel Gigabit LAN There
Integrated WLAN-ac (CNVi) No There
The price (roughly) $$$$ $$$ $$ $

With the advent of new chipsets no successor Z370 have not yet formed. So until then, until it is announced Z390, it Z370 will continue to be the “gold standard” for enthusiasts. Because this is the only option that allows you to overclock the processors and memory on the platform LGA1151v2. In addition, this set of logic laid the greatest number of lines PCI Express 3.0 and the highest number of USB 3.1 ports (though only with a bandwidth of 5 Gbps). Added to this are the most extensive means of Rapid Storage Technology with the capability to collect RAID arrays from SATA and NVMe storage devices.

But the old Z370 new chipsets and 300-series belong to different generations PCH, and this leads to the fact that H370 on a number of characteristics superior fellow with a higher positioning. Earlier chipsets group H was repeated characteristics Z with the exception of the support for the dispersal and dividing lines the processor interface PCI Express. Now the situation has changed dramatically. Overclocking in the H370 and no, as there is no support for bifurcation 16 processor lines of PCI Express, but this chipset has to offer absent in Z370 USB 3.1 Gen2 with a bandwidth of 10 GB/s and integrated 802.11 ac Wi-Fi. In total, this means that in cases where acceleration is not required, the Board on the basis H370 can be interesting not only from the point of view of prices, but the characteristics.

However, there are nuances. Despite the fact that Z370, H370 have the same set of 30 HSIO ports, configure them in lines PCI Express 3.0. Board on the basis of the older chipset can use up to 24 chipset lines PCI Express 3.0, while in the case H370 is available in 4 lines less. In addition, Z370 – the only chipsets for desktop processors Coffee Lake, which allows you to assemble RAID arrays from NVMe storage connected to the processor lines of PCI Express.

Despite the fact that H370 seems the best-equipped variant of the second wave three hundredth series chipsets, we are not inclined to think that he will be able to gain widespread popularity due to relatively high prices and excessive opportunities for low-cost systems. A much more appropriate choice in this case seems B360 or perhaps a very stripped-down and cheap H310. It is interesting that Intel put away in Z370 Wi-Fi controller, even in its most simple set of logic. However, since the implementation of Wi-Fi on the boards requires adding an additional controller to the physical level, it is unlikely that wireless network is often to meet in real platforms H310.

Anyway, in the background, what are the limitations inherent in the H310, the presence integrirovannoi Wi-Fi like some kind of mockery. In particular, the boards on this chipset can be equipped with only two DIMM-slots and lack of technology Optane Memory. In addition, H310 no support for USB 3.1 Gen2 and PCI Express 3.0. The number of high-speed ports in HSIO H310 is limited to 14 pieces, which should be divided between the ports SATA, USB 2.0 and USB 3.0 and PCI Express 2.0 standard. In other words, H310 is very similar to the “old man” H110 and difficult to characterize as anything other than a bunch of compromises. It is obvious that due to the lack of resources it is quite ill-suited to create a full-sized motherboards of the current level. Most likely, a typical habitat H310 will be simple and extremely cheap motherboard Micro-ATX with a price range from $50 to $80.

The most balanced option to the mass LGA1151v2-motherboards seem to be a set of logic B360. There is ample support for the modern system the number of 24 HSIO ports, which somehow will be divided into 6 SATA ports, 12 USB ports (6 of which can work in the USB 3.0 standard and 4 – in the USB 3.1 Gen2) and 12 lines PCI Express 3.0. Cut in B360 only legkoizvlekaemye functions, for example, support for RAID arrays, or division of the processor lines of PCI Express. At the same time, in the B360 is Intel Optane Memory, has high speed USB ports with a bandwidth of 10 Gbps, and there is an integrated Wi-Fi. In sum, it gives the opportunity to build on the basis of this set of logic is quite functional and modern system processors Coffee Lake, but the average price of plat on the basis of the B360 is projected no higher symbolic boundary of $100.

#Overclocking no, but what about Multi-Core Enhancements?

Traditionally, the boost function of Intel processors is available only on motherboards based on the chipsets of the group Z. there is no change has not occurred: if you want to overclock a Core i5-or Core i7 8600K-8700K to frequencies in the neighborhood of 5 GHz, the choice of appropriate platforms is limited only by the motherboard based on set logic Z370 (and in the future – Z390).

But overclocking in relation to Coffee Lake exists in various forms and can be not only to increase the CPU multiplier, which is available at a special unlocked CPU. There is another approach – Multi-Core Enhancements, which are quite legitimately be considered the Lite version of acceleration, suitable for all models of processors.

Recall, the inclusion of Multi-Core Enhancements allows output of the processor to the maximum allowed by the specification frequency, regardless of what level of energy consumption at this point he demonstrates. Roughly speaking, Multi-Core Enhancements “pumping” Turbo Boost technology 2.0 processor and displays the limits of inherent TDP. The advantages of Multi-Core Enhancements in the case of Coffee Lake is obvious: the processors of this type have an increased number of computing cores, and high stress quickly leads to excess heat generation and power consumption limits of the thermal packet 65 or 95 watts. In normal conditions, this would have entailed resetting the clock frequency of the CPU to normalize the electrical and thermal performance, but the Multi-Core Enhancements allows to neglect this and allows the processor to work on a frequency, which is the maximum allowed to load on all cores.

This trick is akin to gentle acceleration and allows significantly raise the effective frequency of six-core Coffee Lake in the modes with high load, and it works well for neversmokers versions of the CPU. As an illustration, look at how the frequency of six-core Core i5-8400 with passport design dissipation 65 W when testing in LinX 0.9.2 in its normal mode:

And when you enable Multi-Core Enhancements.

The differences can say, dramatically. If you do not resort to the inclusion of the Multi-Core Enhancements, then under high load, the Core i5-8400 operates at a frequency of 3.1-3.3 GHz, although maybe 3.8 GHz is the frequency is maximal for the mode with the load on all cores. But to get to the maximum gives the energy consumption. At a frequency of 3.8 GHz in LinX CPU requires 100 watts of electricity. In order to allow the processor to go beyond the TDP and need a Multi-Core Enhancements, which essentially disables the internal control over consumption and has built in mechanisms to throttle frequency.

Second example: here’s the picture with the frequency observed in 95-watt Core i5-8600K in the nominal mode.

And this is when you enable Multi-Core Enhancements.

This processor is initially more liberal TDP – 95 W, so the restrictions on the power consumption here is not as critical. However, the maximum permitted load on all six cores frequency of 4.1 GHz LinX consumption can reach up to 110 watts, so without the function of Multi-Core Enhancements, the frequency is forcibly reduced from 4.1 to 3.8-3.9 GHz.

All this, naturally, affects productivity, for example, in the benchmark Linpack 2018.2.010, which is based LinX application.


Core i5-8400 (65 W)

Core i5-8600K (95 W)
MCE off 262 GFlops 312 GFlops
MCE included 304 GFlops 321 GFlops
Performance increase 16 % 3 %

Of course you need to keep in mind that Linpack draws some border picture, since this test actively uses energy-intensive instructions set AVX2. But still the results are striking: enable Multi-Core Enhancements 65-watt processor can add to their performance of 16 percent. And this, incidentally, demonstrates once again that the new six-core processors Intel is not so economical as one would think, looking at the specs, their performance is artificially slaughtered boundaries of the thermal package.

Thus, the Multi-Core Enhancements – an important tool to increase the performance of a new generation of Coffee Lake. The greatest efficiency it provides in conjunction with the blocked powerbrokers processors with the reduced to 65 watts within a heat pack.

In light of this, it naturally arises the question about the function support Multi-Core Enhancements the new motherboards built on the chipsets H370, B360 and H310. And the short answer is Yes: despite the fact that the acceleration in the classical meaning of these chipsets is not supported, a new generation of cards, however, allows you to cancel for Coffee Lake the boundaries of the thermal packet and bring them to the maximum allowed frequency. However, in the General case, it is not as straightforward as in the case of circuit boards on the basis of the Z370, which in the UEFI BIOS prepared the corresponding option, which is also frequently activated by default and does not require any user intervention.

Of course, much depends on how the BIOS is programmed a specific motherboard, but none of the boards on the basis H370, B360 and H310 that have passed through our hands, and one simple switch to Multi-Core Enhancements in the UEFI shell had. Moreover, the boards is the new generation most often, this functionality is deactivated by default. That is, the vast majority of people who have decided to opt for LGA1151v2 – overclockers motherboards on chipsets, we recommend you to devote some time fine-tuning the processor and to remove the limiting performance in demanding applications limits the heat dissipation and power consumption.

#How to enable Multi-Core Enhancements?

To enable Multi-Core Enhancements on the motherboard does not support overclocking and has no corresponding item in the UEFI, will have to dig around in the settings for turbo mode. The fact that the implementation of the Multi-Core Enhancements is based not on the overclocking capabilities of the chipset and Turbo Boost technology 2.0, which is made for any LGA1151v2-configurable processors. Opportunities for power management and, as a consequence, the frequency put into it in order for the system builders can configure the settings for Turbo Boost 2.0 under specific operating conditions, given the chosen means of cooling, power supply and, in the end, formats system.

Overall, the Turbo Boost 2.0 enables you to boost the CPU frequency in those moments when the burden on computing resources is small, and such a “legalized acceleration” is not in danger of exceeding limits on temperature and power consumption.

Within the technology Turbo Boost 2.0 is defined by five modifiable variables:

  • Power Limit 1 (PL1) – the border for which should not exceed the average power consumption of the processor. By default, it is considered to be equal to the TDP of the processor;
  • Power Limit 2 (PL2) – the boundary to which a short-term excess of energy consumption. By default, this value is taken to do equal to 1.25∙TDP;
  • τ – the time during which it is allowed to exceed power level PL1 PL2 in the framework. Is set equal to from 1 to 127 seconds depending on the inertia of the cooling system.;
  • Power Limit 3 (PL3) and Power Limit 4 (PL4) – peak limiting short-term emissions of energy consumption not longer than 10 MS. In the desktop CPUs is disabled.

Thus, it becomes clear the essence of the Multi-Core Enhancements: this feature, in fact, raises the limit value PL1 above the TDP. This is what allows the processor within the technology Turbo Boost 2.0 to reach the maximum permitted frequency and not to drop them when the real long-term power consumption exceeds the rated TDP.

It remains only to clarify the question how the user can change the value of PL1 in practice. Here again, all highly dependent on manufacturers of motherboards, but most of the motherboards based on chipsets H370, B360 and H310 of the relevant option still not deprived, just need to know where it is in the structure of the UEFI BIOS and how it is called:

  • At ASUS it is called the Long Duration Package Power Limit and located under Ai Tweaker/CPU Power Management Internal;
  • ASRock have this option called Long Duration Power Limit and is available under OC Tweaker/CPU Configuration;
  • Gigabyte it can be found in the subsection M. I. T./Advanced CPU Core Setting called Package Power Limit1 – TDP;
  • At MSI it is located in the Overclocking/CPU Features called Long Duration Power Limit.

After assigning the appropriate parameter values large enough, which obviously exceeds achievable in practice, the power (e.g. 200 watts), you allow the CPU to always run at its maximum frequency, which is determined only by the number of utilized cores and not depend on what energy appetite shows CPU.

  TDP, watts Nominal frequency, GHz The maximum frequency depending on the load, GHz
6 cores 5 cores 4 cores 3 core 2 cores 1 core
Core i7-8700K 95 3.7 V 4,3 4,4 4,4 4,5 4,6 4,7
Core i7-8700 65 3,2 4,3 4,3 4,3 4,4 4,5 4,6
Core i5-8600K 95 3,6 4,1 4,1 4,2 4,2 4,2 4,3
Core i5-8600 65 3,1 4,1 4,1 4,2 4,2 4,2 4,3
Core i5-8500 65 3,0 3,9 3,9 4,0 4,0 4,0 4,1
Core i5-8400 65 2,8 3,8 3,8 3,9 3,9 3,9 4,0

In the end, even cheap motherboards have everything you need to ensure that the processors Coffee Lake worked for them in modes that go beyond the spec in the TDP. And it makes the platform with the chipset H370, B360 and H310 are much more attractive. Even if they do not support overclocking, but the frequency of about 4 GHz at full load with them quite unable to give any six-core processor family Core i5.

The second conclusion concerns the fact that the use of a card on chips H370, B360 and H310 overclocking Intel Core i7-8700K and Core i5-8600K makes no sense: almost the same performance if properly set will ensure a regular Core i7-8700 and Core i5-8600. The opposite is true: to buy CPUs other than Core i7-8700K and Core i5-8600K, the Board on the basis of the Z370 is clearly not worth the higher price they will not give any significant advantages. The Multi-Core Enhancements in one form or another is feasible in low-cost platforms, and this is important.

#Summary: the performance

Despite the fact that motherboards based on chipsets H370, B360 and H310 function in a Multi-Core Enhancements can be activated detours, in the General case, the performance of the systems based on them will still be slightly lower than that of systems with boards based on the Z370.

Yes, after correct configuration of the parameter Power Limit of 1 real operating frequency of the processor in both cases would be identical. However, the difference in performance may occur for other reasons, at the expense of memory. The fact that the sets of logic H370, B360 and H310 severely restrict the choice of modes DDR4 SDRAM, and do with it anything.

While the Board based on the Intel Z370 with any processor family Coffee Lake can run the memory at frequencies DDR4-4000 or even higher, the new platform without the support of the crackdown will give the memory as much as possible only the frequency which is designated in the specifications for the specific CPU. This means that the platforms H370, B360 and H310 memory frequency with CPU Core i7 and Core i5 will be limited to the mode DDR4-2666, and with processors Core i3 and Pentium – mode DDR4-2400.

Of course, the impact of memory speed on the performance of systems with Coffee Lake is not as significant as in the case of Ryzen. But to ignore this factor is still not worth it. In other words, the construction of the computer with the highest level of performance possible only with the use of boards based on Intel Z370. But how serious is this difference that should show the tests.


Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

PC / Laptop

Обзор процессоров AMD Ryzen Threadripper 2990WX и 2950X: нужны ли в производительном десктопе 32 ядра, или посидим на 16

Когда AMD представляла первоначальную версию HEDT-платформы   (High-End Desktop)Threadripper, она преподносила её, как некое экспериментальное и нишевое решение для настольных систем премиального уровня. Однако то, насколько тепло её встретили пользователи, превзошло самые смелые ожидания. Процессоры Ryzen Threadripper смогли предложить то, чего не было и нет у Intel: относительно доступный по цене процессор с большим массивом мощных вычислительных ядер. Количество потребителей, которых такие процессоры заинтересовали по роду их деятельности, вышло настолько значительным, что продолжение экспансии в сегмент высокопроизводительных десктопов и рабочих станций AMD сделала одной из основных своих задач. Шутка ли, развитие Ryzen Threadripper даже рассинхронизировалось с обновлением аналогичных по конструкции процессоров EPYC, и второе поколение Threadripper, продажи представителей которого начинаются с сегодняшнего дня, убежало вперёд от своих серверных собратьев.

Интерес к новым Ryzen Threadripper обусловлен не только тем, что это – первые многоядерные CPU, построенные на 12-нм микроархитектуре Zen+. Вместе с модернизацией на микроуровне, AMD решила усилить своё HEDT-семейство принципиально. Теперь пользователи, которые занимаются созданием и обработкой цифрового контента, смогут выбирать не только среди 12- и 16-ядерных моделей Threadripper, но и получат куда более внушительные 24- и 32-ядерные варианты. Это значит, что Ryzen Threadripper второго поколения привлекательнее интеловских альтернатив не только с точки зрения цен, но и по «грубой силе», ведь доступные сегодня старшие Core i9 для платформы LGA 2066 имеют в своём распоряжении лишь 18 ядер.

Впрочем, это вовсе не значит, что AMD попутно не стала ничего менять в ценообразовании. На момент выпуска процессоров Threadripper первого поколения компания ориентировалась на удельную цену порядка $62 за ядро. Уже тогда это было очень щедрое предложение, поскольку в HEDT-процессорах Intel стоимость ядра определена в $100. Но второе поколение Threadripper идёт ещё дальше, и стоимость ядра теперь снижается до $56. Таким образом, в армии сторонников многоядерных процессоров AMD класса HEDT может появится большая группа новобранцев.

Однако в случае с Ryzen Threadripper мы хотели бы предостеречь от принятия быстрых эмоциональных решений. Как бы круто не выглядели 32 ядра с ценой $1800, у новых HEDT-процессоров AMD, как и у всей платформы TR4 в целом есть немало серьёзных проблем, начиная от высокого тепловыделения и закачивая не совсем очевидной ситуацией с масштабированием производительности. Обо всём этом мы подробно поговорим в данном материале.

#Модельный ряд Ryzen Threadripper второго поколения

Начнём с главного: во втором поколении своей HEDT-платформы AMD решила разделить модельный ряд на две части. Если раньше Ryzen Threadripper позиционировались в качестве универсальных процессоров  высокой производительностидля энтузиастов, то теперь компания стала дробить целевую аудиторию на более узкие сообщества.

К первой группе потенциальных покупателей Ryzen Threadripper были отнесены те пользователи, которые просто хотят получить в своё распоряжение исключительную вычислительную мощность, и собираются использовать её для решения задач различного профиля. В качестве примера AMD, в частности, говорит о таких энтузиастах, которые в рабочее время имеют дело с обработкой или созданием цифрового контента, а досуг посвящают компьютерным играм. Им компания предлагает продолжать ориентироваться на процессоры серии X – чипы с 12 и 16 вычислительными ядрами, которые были доступны и в первом поколении Ryzen Threadripper, но с выходом второго поколения улучшили свои частотные характеристики и приобрели дополнительные возможности.

Во вторую группу AMD выделила профессионалов, которым нужна максимальная вычислительная производительность любой ценой. В понимании компании это – 3D-дизайнеры, разработчики игр, видеомонтажёры, научные работники и тому подобные специалисты, имеющие дело с творческими задачами, порождающими высокие вычислительные нагрузки. Для них теперь предлагаются специальные версии Ryzen Threadripper серии WX, получившие 24 и 32 вычислительных ядра. Но нужно иметь в виду, что это на самом деле – не привилегированное предложение. Такие процессоры, несмотря на внушительное количество ядер, не универсальны: в отличие от представителей серии X они хорошо справляются лишь с легко распараллеливаемыми вычислительными задачами и плохо подходят для неоднородных нагрузок.

Таким образом, модельный ряд Ryzen Threadripper увеличивается в два с лишним раза: к трём моделям первого поколения добавляется сразу четыре новых процессора.

  Ядра/ Потоки Базовая частота, ГГц Макс. частота, ГГц L3-кеш, Мбайт Поддержка памяти Линии PCIe TDP, Вт Цена
Threadripper 2990WX 32/64 3,0 4,2 64 4 х DDR4-2933 60 250 $1799
Threadripper 2970WX 24/48 3,0 4,2 64 4 х DDR4-2933 60 250 $1299
Threadripper 2950X 16/32 3,5 4,4 32 4 х DDR4-2933 60 180 $899
Threadripper 2920X 12/24 3,5 4,3 32 4 х DDR4-2933 60 180 $649
Threadripper 1950X 16/32 3,4 4,0 32 4 х DDR4-2667 60 180 $779
Threadripper 1920X 12/24 3,5 4,0 32 4 х DDR4-2667 60 180 $485
Threadripper 1900X 8/16 3,8 4,0 16 4 х DDR4-2667 60 180 $319

С учётом того, что у AMD теперь сосуществует два типа Ryzen Treadripper, флагмана среди процессоров второго поколения получилось тоже два.

Самым мощным процессором в семействе выступает 32-ядерный Threadripper 2990WX со стоимостью $1800, который, исходя из цены, противопоставляется интеловскому максимальному предложению для десктопов – 18-ядерному Core i9-7980XE. Характерно, что для маркировки этого процессора AMD использует суффикс WX, который давно прижился в сегменте профессиональной графики, где для рабочих станций предлагаются видеокарты Radeon Pro WX.

Умопомрачительное количество ядер в Threadripper 2990WX обеспечивается тем, что в отличие от предшественников и собратьев серии X этот процессор строится не на двух, а на четырёх 12-нм кристаллах Zen+ Zeppelin, и благодаря этому он стал ещё сильнее похож на серверные процессоры EPYC. Вместе с удвоившимся числом вычислительных ядер Threadripper 2990WX получил и увеличенный L3-кеш суммарным объёмом 64 Мбайт. Но в остальном старший Threadripper сохраняет большинство характеристик в привычных рамках: он полностью совместим с экосистемой Socket TR4 и потому поддерживает четыре канала памяти и 60 линий PCI Express 3.0. Немного удивляет разве только расчётное тепловыделение, доведённое до 250 Вт. Оно обусловлено тем, что вместе с 32 ядрами Threadripper 2990WX предлагает и относительно высокие рабочие частоты, которые согласно спецификации лежат в диапазоне от 3,0 до 4,2 ГГц. К тому же, делать горячие процессоры для AMD совсем не в новинку: вспомним хотя бы про FX-9590, тепловыделение которого старший Threadripper превзошёл всего на 30 Вт. Но, как уверяет AMD, с энергетическими аппетитами 32-ядрерного процессора никаких проблем быть не должно. Даже в TR4-материнские платы, выпущенные одновременно с первыми Threadripper, был заложен необходимый запас прочности.

Второй флагман среди Ryzen Threadripper второго поколения – это 16-ядерный Threadripper 2950X – процессор, приходящий на смену Threadripper 1950X. В отличие от Threadripper 2990WX эта новинка продолжает использовать в своей основе два 12-нм кристаллах Zen+ Zeppelin, и поэтому она структурно близка к прошлогоднему Threadripper 1950Х. Но хотя вычислительных ядер и L3-кеша в новинке ровно столько же, выглядит она заметно лучше за счёт поднявшихся рабочих частот, которые теперь лежат в диапазоне 3,5-4,4 ГГц против 3,4-4,0 в 16-ядерном процессоре прошлого поколения. Кроме того, не стоит забывать, что характерной особенностью процессоров с микроархитектурой Zen+ выступают технологии Precision Boost 2 (PB2) и Extended Frequency Range 2 (XFR2), способные подстраивать частоту под имеющуюся нагрузку куда агрессивнее, чем это происходило ранее. В результате, преимущество в производительности может оказаться даже более явным, чем это кажется при взгляде на паспортные характеристики. Вместе с тем, никаких заметных изменений в тепловыделении Threadripper 2950X не произошло: характеристика TDP у нового 16-ядерника установлена в стандартную для платформы Socket TR4 величину 180 Вт.

Что же касается оснащённости Threadripper 2950X внешними интерфейсами, то в этом отношении 16-ядерник не отличается от 32-ядерного Threadripper 2990WX нет. Процессор предлагает те же четыре канала DDR4-2933 и 60 линий PCI Express 3.0. Но по сравнению с Threadripper 1950X появилась поддержка более скоростной памяти: раньше официально гарантировалась лишь совместимость с модулями DDR4-2666.

Несмотря на произошедшие перемены, процессоры Ryzen Threadripper второго поколения остаются совместимы с уже имеющейся платформой Socket TR4 без каких-либо ограничений. AMD специально подчёркивает, что все имеющиеся на рынке материнские платы, выпущенные для Threadripper 1920Х и 1950X совместимы с новыми CPU после обновления BIOS. Иными словами, AMD придерживается выбранного курса на сохранение сквозной совместимости не только в массовой платформе Socket AM4, но и в системах класса HEDT. Но в отличие от массовых систем, где вместе с Ryzen двухтысячной серии появились улучшенные наборы системной логики, для процессоров Threadripper второго поколения продолжает предлагаться тот же чипсет X399, что и раньше.

Благодаря тому, что в Ryzen Threadripper поддерживается 60 линий PCI Express 3.0, большинство критически важных функций, как поддержка видеокарт и накопителей, реализуется без участия чипсета. Микросхема X399, фактически, отвечает лишь за интерфейсы SATA и USB, а также за реализацию второстепенных линков PCI Express 2.0. Поэтому в обновлении она и не нуждается.

Зато за счёт программного обновления и старые, и новые материнские платы на базе X399 получили поддержку технологии StoreMI, которая позволяет строить производительные комплексные дисковые подсистемы, объединяющие в одном томе механические и твердотельные жёсткие диски, а также расположенный в оперативной памяти кеш. Прилагаемые к такому массиву интеллектуальные алгоритмы оптимизируют расположение файлов таким образом, чтобы гарантировать максимальную скорость доступа к наиболее часто используемым данным.

Оба новых флагманских HEDT-процессора, и Threadripper 2990WX, и Threadripper 2950X, поступят в продажу в самое ближайшее время: 32-ядерный чип можно купить, начиная с сегодняшнего дня, а старший 16-ядерник серии X второго поколения поступит в магазины 31 августа. Что же касается двух других процессоров с 24 и 12 ядрами, то они выйдут несколько позднее, ориентировочно в октябре. Впрочем, по этому поводу вряд ли у кого-то возникнут особые переживания. Фактически, Threadripper 2970WX и Threadripper 2920X представляют собой удешевлённые аналоги старших моделей Threadripper 2990WX и Threadripper 2950X, но с отключённой парой вычислительных ядер в каждом входящем в состав процессоров кристалле Zeppelin.

Отдельно стоит подчеркнуть, что 8-ядерная модель среди Threadripper второго поколения не предусмотрена. И это закономерно: продажи Threadripper 1900X были невысоки, и модернизировать эту модель не было никакого смысла. В конце концов с ролью входного билета в платформу Socket TR4 вполне может справиться и недорогой процессор годичной давности.

#Улучшения микроархитектуры

Как уже стало понятно к этому моменту, модельный ряд процессоров Threadripper второго поколения отличается двумя ключевыми признаками. Во-первых, в нём появились процессоры, которые собраны на основе четырёх, а не двух полупроводниковых кристаллов Zeppelin. И во-вторых, сами эти кристаллы получили более новый дизайн Zen+, который обзавелся некоторыми усовершенствованиями. Подробно о том, чем Zen+ отличается от первоначальной микроархитектуры Zen, мы подробно говорили в обзоре Ryzen 7 2700X. Однако основные моменты заслуживают того, чтобы повторить их в контексте Threadripper.

Самое главное: Zen+ – это архитектура, получившаяся при переводе производства изначального дизайна Zen на более совершенный технологически процесс GlobalFoundries 12LP (Leading Performance) с 12-нм нормами. Однако в честь улучшения разрешения техпроцесса AMD не стала делать даже «оптический» редизайн своего кремния, поэтому и строение, и площадь, и компоновка полупроводникового кристалла осталось ровно теми же, что и были до того. Тем не менее, даже несмотря на это новая производственная технология позволила на 10-15 % улучшить производительность транзисторов, что стало хорошим фундаментом для корректировки зависимости тактовой частоты от напряжения питания.

В конечном итоге это позволило в среднем на 200 МГц поднять рабочие частоты новых процессоров, снизив им напряжение питания на 80-120 мВ. И в сумме же вышло так, что с новыми Threadripper более высокая производительность стала доступна без какого-либо роста практического энергопотребления и тепловыделения.

Вторая часть усовершенствований Zen+ затрагивает задержки подсистемы кеш-памяти. Правда, в случае Threadripper они не так заметны, как были заметны в процессорах Ryzen второго поколения.

Дело в том, что ревизия кристаллов, которая применялась в HEDT-процессорах первого поколения уже содержала часть улучшений относительно первоначальной версии дизайна. Поэтому для Threadripper имеют место лишь достаточно скромное сокращение задержек:

  • латентность L3-кеша снизилась на 15 %;
  • латентность L2-кеша снизилась на 9 %;
  • латентность L1-кеша снизилась на 8 %;
  • латентность памяти снизилась на 2 %.

К этому стоит добавить появление в Threadripper второго поколения официальной поддержки DDR4-2933, что отражает произошедший качественный скачок в оптимизации библиотек AGESA. И теперь AMD гарантирует, что на частоте 2933 МГц заработает любая память, установленная в количестве одного модуля на канал. Однако в случае использования в системе восьми модулей DIMM одновременно, всё ещё действуют жёсткие ограничения вплоть до того, что с двухранговыми модулями AMD гарантирует работоспособность памяти лишь в режиме DDR4-1866.

Кроме того, не стоит забывать и о появлении в Zen+ технологий динамического изменения частоты PB2 и XFR2. Они в полной мере присутствуют и в Threadripper второго поколения, что позволяет им очень гибко подстраивать свою частоту в зависимости от нагрузки. При этом PB2 – это достаточно самобытная реализация турбо-режима, которая не предусматривает никаких чётких рамок по частоте процессора в зависимости от нагрузки, а рабочий режим подбирается интерактивно с шагом в 25 МГц, исходя из показаний внутриядерных датчиков токов и потребления.

XFR2 же добавляет в формулу моментальной частоты ещё и температуру, позволяя процессору автоматически разгоняться на дополнительные 10-15 %, если его тепловой режим не внушает никаких опасений. По этой причине производительность процессоров Threadripper, как и Ryzen второго поколения, приобрела заметную зависимость от качества системы охлаждения. И этот момент необходимо иметь в виду.

#Threadripper WX ≠ 2 × Threadripper X

Появление в семействе Threadripper двух различных классов процессоров, WX и X, – это отнюдь не вопрос маркетинга. Отличия начинаются на уровне структуры и затрагивают как алгоритмы работы подсистемы памяти, так и схему взаимодействия ядер между собой, что в конце концов приводит к тому, что 32-ядерный и 16-ядерный Threadripper – это два принципиально различных по сути продукта.

Основной строительный блок в современных процессорах AMD – это полупроводниковый кристалл Zeppelin, в котором объединены восемь распределённых по двум CCX (CPU Complex) вычислительных ядер. Таким образом, для создания 16-ядерных процессоров достаточно двух таких чипов: этот подход использовался в Threadripper первого поколения, по такому же принципу построены и новые 16-ядерные решения серии X. Несмотря на то, что упаковка любых процессоров Threadripper унифицирована с серверными EPYC и рассчитана на размещение внутри четырёх кристаллов Zeppelin, в продуктах серии X лишь два кристалла рабочие, а два других представляют собой кремниевые заглушки, необходимые для обеспечения механической прочности конструкции.

Объединённые в единое целое на текстолитовой подложке кристаллы на логическом уровне соединяются посредством фирменной высокоскоростной шины AMD Infinity Fabric. В дизайне Zeppelin заложено четыре внешних двунаправленных линка Infinity Fabric шириной 32 бита, но в случае собранных из двух составных частей 16-ядерных процессоров для соединения кристаллов используется по два линка. Шина Infinity Fabric синхронизирована с контроллером памяти, и при условии использования в системе DDR4-2933, соединение кристаллов в 16-ядерных Threadripper X получает суммарную пропускную способность 93,9 Гбайт/с.

В случае же Threadripper WX схема построения процессора приобретает более сложный вид. Для создания 32-ядерного процессора требуется уже четыре чипа Zeppelin, каждый из которых связывается тремя линками Infinity Fabric с тремя другими кристаллами. Это значит, что пропускная способность попарных соединений между кристаллами в Threadripper WX ниже, чем в Threadripper X, и при работе памяти в режиме DDR4-2933 достигает лишь 46,9 Гбайт/с.

Но главная причина, по которой Threadripper WX нельзя воспринимать как простое удвоение потенциала Threadripper X, заключается даже не в этом. Есть гораздо более значимый фактор, который делает из 32-ядерного CPU не совсем привычный для десктопного окружения продукт. Этот фактор – организация подсистемы памяти. AMD захотела вписать собранный из четырёх кристаллов 32-ядерный процессор в уже имеющуюся инфраструктуру Socket TR4, и это привело к тому, что подсистема памяти у Threadripper WX получилась неравномерной.

Дело в том, что платформа Socket TR4 изначально проектировалась под процессоры с числом ядер не больше 16, поэтому она предполагает наличие внешних интерфейсов только у двух кристаллов Zeppelin, составляющих процессор. В результате, пара «дополнительных» кристаллов в Threadripper WX никаких связей с внешним миром не может иметь по определению. Для того, чтобы убрать это ограничение, AMD могла бы перепроектировать платформу, сблизив её по свойствам с серверной Socket SP3, но выбор был сделан в пользу совместимости новых процессоров с уже имеющейся инфраструктурой. В результате, в 32-ядерном процессоре, фактически, соседствуют две функционально различные разновидности кристаллов: два полноценных чипа и два кристалла с урезанной функциональностью, которые AMD называет вычислительными, – не имеющие собственной памяти и лишённые собственных линий PCI Express.

Получается, что память в системах на базе Threadripper WX распределена между ядрами неравноправно, и четыре канала DDR4 SDRAM относятся лишь к двум кристаллам Zeppelin – по два канала на кристалл. А это в свою очередь влечёт за собой невозможность реализации привычной для настольных систем однородной модели памяти с равноправным доступом UMA (Uniform Memory Access). Поэтому в то время как 16-ядерные Threadripper X по умолчанию работают со всей своей памятью в четырёхканальном режиме, синхронно раскладывая все обращения по двум контроллерам памяти в разных кристаллах, и за счёт этого всегда демонстрируют одинаковую скорость доступа, в Threadripper WX пришлось реализовать более сложную модель NUMA (Non-Uniform Memory Access), где память жёстко привязана к кристаллам, и время доступа к ней зависит от местоположения данных по отношению к инициирующему обращение ядру.

По сути, Threadripper WX единым процессором с четырехканальной памятью и не является, он больше похож на собранную на единой текстолитовой подложке четырёхпроцессорную систему, в которой два узла имеют собственную двухканальную память, а два других – лишены памяти вовсе. И такая подсистема памяти работает не совсем очевидно. Пиковая пропускная способность памяти в 32-ядерных Threadripper WX в любом случае оказывается вдвое ниже, чем в 16-ядерных, где контроллеры памяти работают в комбинированном четырёхканальном режиме, но зато, если кристалл Zeppelin взаимодействует с собственным контроллером памяти, достигается заметный выигрыш в латентности. AMD даёт такую оценку: латентность памяти при работе ядра с собственным контроллером DDR4 SDRAM, находящемся в тот же кристалле, составляет 64 нс, в то время как при обращениях к данным через контроллер соседнего кристалла она возрастает до 105 нс.

Такое различие в латентности не имело бы неприятных последствий, если бы данные находились поблизости от ядра, обращающегося к памяти, с высокой долей вероятности. Но к сожалению, гарантировать это невозможно, хотя планировщики в современных операционных системах, и в Windows в том числе, и стараются строить работу с NUMA-системами таким образом, чтобы создаваемые одним приложением вычислительные потоки оставались по возможности в рамках одного узла и не порождали необходимость в перекрёстном обмене данными между ядрами в разных кристаллах.

Но с Threadripper WX случай особый: половина его ядер своей памяти не имеет вовсе, поэтому, так или иначе, массово гонять данные по внутрипроцессорным линкам Infinity Fabric в этих процессорах всё равно приходится. Кроме того, напомним, речь идёт о решении для рабочих станций, и в такой среде приложения, которые бы не стремились занять нагрузкой более восьми вычислительных ядер одного кристалла Zeppelin и могли бы изолированно работать в рамках одного кристалла-узла, встречаются не так часто. Поэтому работа с памятью в Threadripper WX – катастрофически слабое место. Такой процессор целесообразно использовать либо для запуска армады малопоточных приложений, не требовательных к пропускной способности памяти, либо для задач, которые хорошо распараллеливаются, но не требуют для своей работы больших объёмов данных. В противном случае вся внутренняя структура процессора будет перегружена и станет узким местом, серьёзно ограничивающим производительность.

Кстати, подобная ситуация в Threadripper WX складывается не только с памятью, но и с распределением линий PCI Express. Они также относятся лишь к двум из четырёх процессорных кристаллов, и интенсивная работа с графическими картами или скоростными NVMe-накопителями тоже может стать для этого процессора определённой проблемой. Иными словами, любые пересылки данных для Threadripper WX противопоказаны. Полностью «забить» потоком данных внутренние линки Infinity Fabric могут не только обращения к памяти через контроллер соседнего кристалла, но и даже элементарные обращения ко внешним устройствам – видеокартам и NVMe-накопителям.

Именно поэтому Threadripper WX и позиционируется AMD особым образом. Этот процессор – решение не для всех не столько из-за высокой цены, сколько из-за того, что подходит он исключительно для определённых задач. В тех случаях, когда его несимметричная NUMA-архитектура плохо ложится на характер нагрузки, а это может происходить достаточно часто, производительность 32-ядерного монстра может оказаться категорически разочаровывающей. Располагающий 16 ядрами и подсистемой памяти с UMA-архитектурой Threadripper X подобных проблем решён, и универсальным многоядерным решением следует считать именно его, а не специфический Threadripper WX.

#Ryzen Threadripper 2990WX в подробностях

Итак, Ryzen Threadripper 2990WX – это пусть и несколько своеобразный, но всё равно эпический процессор с 32 вычислительными ядрами и поддержкой SMT, дающей возможность одновременного исполнения 64 потоков. Как уже было сказано выше, этот процессор собран на основе четырёх кристаллов Zen+ Zeppelin, что означает, что в его конструкции принимает участие восемь модулей CCX, которые в общей сложности дают L3-кеш общим объёмом 64 Мбайт. Столь мощных по оснащению конфигураций, направленных на десктопы, мы ещё не видели, и было бы совершенно неудивительно, если бы подобный монстр не смог бы похвастать высокими тактовыми частотами.

Но ничего подобного: инженеры AMD смогли выжать из Threadripper 2990WX очень достойные частотные характеристики. Новый 12-нм техпроцесс, который используется в производстве строительных блоков Threadripper второго поколения, а также строгий отбор наиболее удачных кремниевых заготовок из-за которого в них может попасть не более 5 процентов из сходящих с конвейера кристаллов, позволили определить номинальную частоту Threadripper 2990WX в 3,0 ГГц. Причём в большинстве случаев этот процессор будет работать гораздо быстрее: максимальная частота в турбо-режиме может доходить до 4,2 ГГц.

На следующем графике мы попытались отобразить, как выглядит реальная частота Threadripper 2990WX при нагрузке различной интенсивности. Выполняя тестирование производительности этого процессора в номинальном режиме в Cinebench R15 при задействовании различного числа вычислительных потоков, мы фиксировали выбранную процессором частоту. Её распределение в зависимости от загрузки процессора приобрело следующий вид.

Несмотря на то, что в качестве базового уровня для Threadripper 2990WX заявлена частота 3,0 ГГц, в реальности этот процессор почти всегда работает быстрее. И даже при рендеринге в Cinebench R15 на всех ядрах мы наблюдали частоту 3,2-3,3 ГГц, что как минимум на 10 % превосходит базовый уровень.

Threadripper 2990WX представляет собой NUMA-систему с четырьмя узлами, где каждый узел – это отдельный кристалл. При этом сами узлы различаются между собой: два – располагают двухканальными контроллерами памяти, а два – работают вообще без собственной памяти. В отличие от Threadripper прошлого поколения, совместную кооперативную работу двух контроллеров памяти в Threadripper 2990WX включить невозможно, и NUMA-архитектура для него – это навсегда.

Распределение ядер по узлам NUMA выглядит следующим образом.

К приведённой иллюстрации нужно добавить, что контроллеры памяти и PCI Express расположены в узлах с номерами 0 и 2, а узлы 1 и 3 – чисто вычислительные и внешних интерфейсов лишены. Именно поэтому ядра имеют не совсем естественную нумерацию: AMD присвоила первые 16 номеров тем ядрам, которые имеют возможность работать с памятью более быстро в надежде на то, что планировщик операционной системы первоначально будет размещать нагрузку именно на них, а ядра без прямого доступа к памяти пойдут в дело лишь во вторую очередь.

Впрочем, на практике это помогает далеко не всегда. В Windows 10 порой случается, что приложения «уезжают» на дальние ядра, работающие с памятью через дополнительные линки Infinity Fabric. Поэтому иногда бывает так, что приложение раз от раза работает с разной производительностью в зависимости от того, получилось у него разместиться на ядрах, расположенных в кристаллах с контроллером памяти, или не получилось.

Чтобы проиллюстрировать сказанное, достаточно посмотреть на то, как меняется скорость работы с памятью в зависимости от того, идут ли обращения к ней через контроллер памяти, находящийся в том же кристалле Zeppelin, или же через соседний. В следующих таблицах приведена практическая латентность и пропускная способность, развиваемая NUMA-узлами при работе с собственной памятью и памятью соседних NUMA-узлов (процессор работает на фиксированной частоте 3,8 ГГц, в подсистеме памяти используется DDR4-3200, измерения выполнены при помощи Intel Memory Latency Checker).

Результаты весьма показательны. Задержки при обращении ядер одного процессорного кристалла к «чужой» памяти, относящейся к контроллеру памяти другого кристалла, вырастают сразу на 75 процентов, а пропускная способность из-за ограниченности полосы пропускания коммутирующей кристаллы Zeppelin шины Infinity Fabric оказывается меньше почти вдвое. Иными словами, работа с данными, находящимися вне одного NUMA-узла, происходит в Threadripper 2990WX с достаточно низкой эффективностью.

Для полноты картины стоит взглянуть и на задержки, возникающие при пересылках данных между ядрами.

Естественно, низкие задержки на уровне 43-44 нс обеспечиваются лишь при тех пересылках данных, которые происходят между ядрами в рамках одного CCX-модуля. Если же отправитель и получатель находятся в разных CCX, но в одном кристалле, то латентность всё равно сразу же возрастает в три с половиной раза. А если данные требуется передавать ещё дальше – в соседний кристалл, то латентность таких межъядерных обменов увеличивается до более чем 200 нс. Любопытно, что те вычислительные ядра, которые расположены в кристаллах без собственного контроллера памяти, порождают при пересылках данных дополнительные задержки, в результате чего, латентность межъядерных обменов может доходить до внушительной величины в 245 нс. Очевидно, шина Infinity Fabric загружена в них сильнее, чем в обычных кристаллах Zeppelin.

Ещё одна тонкость, связанная с эксплуатацией Threadripper 2990WX, касается впечатляющего тепловыделения этого процессора. В официальной спецификации говорится о тепловом пакете в 250 Вт, и это вызывает сразу два вопроса. Смогут ли потянуть 32-ядерник уже выпущенные TR4-материнские платы, изначально рассчитанные на 180-ваттные Threadripper первого поколения. И какой кулер потребуется для отвода такого количества тепловой энергии.

К счастью для потенциальных покупателей Threadripper 2990WX, никаких шокирующих ответов на эти вопросы AMD не даёт. Утверждается, что платы первого поколения с новым 32-ядерником вполне совместимы после обновления BIOS. И какие-то проблемы со схемами питания могут возникать разве только при разгоне. Впрочем, флагманские платформы вроде ASUS Zenith Extreme дадут возможность разогнать Threadripper 2990WX до максимума, несмотря на свой возраст. Единственное, что может потребоваться, это – дополнительное охлаждение схемы питания на материнской плате. Для тех же пользователей, которые всё же сомневаются в полной совместимости, производители подготовили несколько «усиленных» Socket TR4-материнок второго поколения. Например, MSI MEG X399 Creation, на базе которой мы проводили тесты для этого обзора.

MSI MEG X399 Creation

MSI MEG X399 Creation

Не требуются для Threadripper 2990WX и никакие особенные системы охлаждения. Те кулеры, которые подходили для Threadripper первого поколения, скорее всего, справятся и с 32-ядерным флагманом. Более того, сама AMD по-прежнему рекомендует использовать с новым старшим HEDT-процессором системы жидкостного охлаждения, сделанные Asetek, и даже комплектует 2990WX совместимым креплением для стандартного цилиндрического водоблока.

Впрочем, жидкостное охлаждение необходимостью не является, вполне можно обойтись даже воздушным кулером. Например, вместе с Threadripper второго поколения AMD в сотрудничестве с Cooler Master выпустила специальный кулер Wraith Ripper, представляющий собой двухсекционную башню с одним 120-мм вентилятором и семью тепловыми трубками.

Но есть важный момент: этот кулер имеет большую подошву, которая покрывает крышку Threadripper полностью. И это, как показывает практика, заметно улучшает теплоотвод от процессора. В качестве примера мы сравнили максимальную температуру Threadripper 2990WX при прохождении нагрузочного тестирования в Prime95 при использовании нового Wraith Ripper, системы жидкостного охлаждения Corsair Hydro Series H115i с водоблоком стандартного размера и системы жидкостного охлаждения Enermax Liqtech 240 TR4 со специальным водоблоком для Threadripper, который полностью закрывает поверхность этого CPU.

AMD Ryzen Threadripper 2990WX
  Температура Tdie в Prime95 (макс.), °C Частота в Prime95 (мин.), МГц
Cooler Master Wraith Ripper 64,3 3025
Corsair Hydro Series H115i 63,8 3050
Enermax Liqtech 240 TR4 54,9 3100

Как следует из проведённого экспресс-тестирования, полное покрытие системой охлаждения всей поверхности теплорассеивающей крышки процессора – очень весомый фактор. Благодаря большой площади основания воздушный кулер получает возможность сравниться по эффективности даже с достаточно неплохой системой жидкостного охлаждения. А система охлаждения с большим водоблоком выигрывает у «водянки» Corsair/Asetek с водоблоком стандартного размера почти десять градусов несмотря на то, что она располагает радиатором меньшего размера.

Иными словами, вывод очевиден: для систем с 250-ваттным Threadripper 2990WX лучше подбирать такой кулер, который имеет большую подошву, подогнанную по размеру для Socket TR4-процессора. Это важно ещё и потому, что от температуры процессора зависит работа технологии XFR2, и лучшее охлаждение даёт процессору возможность автоматически выходить на более высокие частоты и показывать лучшую производительность.

#Ryzen Threadripper 2950X в подробностях

Рассказ про 16-ядерный и 32-поточный Threadripper 2950X будет заметно короче. Этот процессор выступает простым инкрементным обновлением Threadripper 1950X годичной давности, а потому с точки зрения архитектуры ничего нового не приносит. Разница есть лишь в частотах, которые увеличились благодаря использованию 12-нм, а не 14-нм кремниевых кристаллов. Так, базовая частота Threadripper 2950X выросла на 100 МГц – до 3,5 ГГц, а максимальная частота в турбо-режиме увеличилась сразу на 400 МГц – до 4,4 ГГц.

В реальном использовании частоты в зависимости от нагрузки распределяются примерно так, как показано на следующем графике, на котором задокументировано поведение Threadripper 2950X в номинальном режиме в Cinebench R15 при задействовании различного количества ядер.

Как и в случае Threadripper 2990WX, хорошо прослеживается работа технологии PB2, которая тонко подстраивает рабочую частоту под параметры нагрузки и текущего энергопотребления. Не стоит забывать и про XFR2 – технологию, дополнительно наращивающую частоту процессора в благоприятном температурном режиме. Благодаря этому при условии качественного охлаждения Threadripper 2950X удаётся удерживать реальную частоту выше 4,0 ГГц при загрузке вплоть до 12 ядер.

Threadripper 2950X собран на основе двух, а не четырёх, как Threadripper 2990WX, полупроводниковых кристаллов Zen+ Zeppelin. Из-за этого у него не только вдвое меньше вычислительных ядер, но и вдвое меньше суммарный объём L3-кеша. Но большое преимущество заключается в том, что оба кристалла в нём равноценны, и благодаря этому никакой муторной и накладной для десктопного CPU реализации NUMA-архитектуры не требуется.

Threadripper 2950X использует более естественную модель памяти UMA, то есть вся установленная в системе память для всех ядер равнозначна. Физически это реализуется за счёт объединения двух имеющихся в кристаллах Zeppelin двухканальных контроллеров в один четырёхканальный и равномерного распределения по четырём каналам всех обращений к памяти. В результате Threadripper 2950X может предложить более высокую пропускную способность при работе с памятью. Однако если сравнивать с обычными процессорами Ryzen, то работа с памятью у Threadripper 2950X происходит с более высокими задержками, связанными с постоянной необходимостью переадресации части запросов в контроллер памяти соседнего кристалла.

Помимо модели памяти UMA, который для Threadripper 2950X является основным, этот процессор можно переключить и в режим NUMA, что может быть интересно для каких-то чувствительных к латентности памяти малопоточных приложений, ярким примером которых выступают отдельные 3D-игры. Переключение осуществляется программно, при помощи утилиты AMD Ryzen Master, в которой предусмотрена специальная настройка.

Режим работы памяти: D (Distributed) = UMA; L (Local) = UMA

Режим работы памяти: D (Distributed) = UMA; L (Local) = UMA

В NUMA-режиме контроллеры памяти Threadripper 2950X разделяются, и каждый из кристаллов Zeppelin работает со своей собственной памятью независимо, обращаясь к соседнему контроллеру лишь по мере необходимости. Но, к сожалению, изменение модели работы с памятью происходит не «на лету». Для перехода от UMA к NUMA и обратно требуется перезагрузка, что делает пользование имеющимся в AMD Ryzen Master переключателем не слишком удобной .

Зато существование возможности переключения режимов позволяет нам наглядно показать разницу в пропускной способности и латентности памяти, возникающую при использовании Threadripper 2950X в конфигурации с NUMA- и UMA-памятью. Измерения сделаны при помощи утилиты Intel Memory Latency Checker, частота процессора – 3,8 ГГц, память работает в режиме DDR4-3200.

Результаты вполне логичны. В NUMA-режиме у Threadripper 2950X скорость работы с памятью в рамках одного узла (кристалла Zeppelin) похожа на ту скорость, которую обеспечивают обычные процессоры Ryzen. Однако если процессорному ядру требуется достучаться до памяти, подключенной к соседнему кристаллу, латентности возрастают на 75 процентов, а пропускная способность падает почти вдвое.

Чтобы не сталкиваться с подобным разбросом в скоростных параметрах, как раз и существует режим UMA. В нём пропускная способность памяти за счёт четырёхканальности заметно выше, чем у обычных Ryzen, но придётся смириться с высокими задержками, которые получаются даже выше, чем в самом худшем случае в NUMA-режиме. Впрочем, несмотря на это, AMD всё равно считает UMA-режим более подходящим вариантом для Threadripper 2950X: в приложениях для создания и обработки цифрового контента высокая пропускная способность важнее.

Поскольку Threadripper 2950X – более простой по сравнению с Threadripper 2990WX процессор, его тепловыделение типично для платформы Socket TR4 — 180 Вт. Это значит, что в случае 16-ядерного CPU никаких проблем с платами и системами охлаждения быть не должно. Для этого процессора заведомо сгодится то же самое оснащение, которое предлагалось производителями для предыдущего поколения процессоров Threadripper.


Маловероятно, что пользователи процессоров класса Threadripper, нацеленных на работу в рабочих станциях, будут часто прибегать к разгону. Однако мы всё же не стали обходить эту тему стороной, ведь оверклокинг позволяет не только увидеть скрытый частотный потенциал, но и проверить запас прочности платформы в целом, который в случае появления процессоров с TDP 250 Вт вызывает некоторые опасения.

Однако начать эксперименты мы все же решили не с тяжеловеса Threadripper 2990WX, а более скромного в плане потребления энергетических ресурсов Threadripper 2950X. Подобный процессор первого поколения, Threadripper 1950X, мы в своё время смогли разогнать до 3,9 ГГц. Но Threadripper 2950X должен быть более податлив, ведь он собран на основе 12-нм кристаллов, главным преимуществом которых называется как раз увеличенный частотный потенциал. Тем более, что процессоры Ryzen поколения Zen+ разгоняются до 4,0-4,2 ГГц, а для сборки процессоров класса Threadripper компания AMD отбирает наилучшие полупроводниковые кристаллы.

Кроме того, теперь в нашем распоряжении появилась новая система жидкостного охлаждения Enermax Liqtech 240 TR4, обладающая водоблоком, полностью покрывающим теплораспределительную крышку Threadripper. А это, как мы уже убедились, позволяет существенно поднять эффективность теплоотвода даже несмотря на сравнительно небольшой радиатор, который используется в этой системе охлаждения.

И в целом, Threadripper 2950X не разочаровал. Полная стабильность тестового процессора была получена на максимальной частоте 4,1 ГГц.

После установки напряжения питания 1,3 В процессор, работающий на частоте 4,1 ГГц, успешно проходил тестирование в Prime95, а максимальные температуры ядер при этом не выходили за пределы 78 градусов. Энергопотребление разогнанного процессора во время теста, согласно данным внутреннего мониторинга, составляло порядка 290 Вт. Потребление же системы в целом достигало 390 Вт. Иными словами, с разгоном Threadripper 2950X всё оказалось вполне предсказуемо и прошло без каких-либо эксцессов.

Чего нельзя сказать о разгоне Threadripper 2990WX. Откровенно говоря, идея дополнительно увеличить частоту и напряжение процессору с расчётным тепловыделением 250 Вт без применения каких-либо продвинутых методов теплоотвода вызывает определённый скепсис. И как показала практика, совсем не зря. При оверклокерских экспериментах с Threadripper 2990WX возникает сразу две серьёзных проблемы. Во-первых, тепловыделение разогнанного процессора, построенного на четырёх кристаллах Zeppelin, лихо перешагивает через границу в 500 Вт, и отвести такое количество тепла на самом деле не так уж и просто даже с помощью системы жидкостного охлаждения. Во-вторых, в этом случае на конвертер питания на материнской плате ложится очень высокая нагрузка, в результате чего обеспечить его бесперебойную работу становится даже сложнее, чем совладать с тепловыделением процессора.

Например, оверклокерские тесты Threadripper 2990WX мы проводили в системе на базе новой Socket TR4-материнской платы MSI MEG X399 Creation, в которой реализован мощный 19-фазный преобразователь напряжения (16 каналов на процессор и 3 – на SoC). Но даже организовав на тестовом стенде дополнительный обдув зоны VRM двумя 120-мм вентиляторами, мы всё равно столкнулись с перегревом преобразователя выше 110 градусов и срабатыванием его защиты. Похоже, что граница в 500 Вт – это тот критический предел энергопотребления процессора, после прохождения которого нужно серьёзно задумываться в том числе и о модернизации охлаждения на плате. А без этого разгон Threadripper 2990WX ограничивается скорее возможностями платформы, чем собственным потенциалом.

В конечном итоге, чтобы избежать срабатывания защиты в схеме преобразования питания, нам пришлось ограничить повышение напряжения на процессоре величиной 1,29 В. И в этом случае максимальная частота, при которой оказалась возможна стабильная работа Threadripper 2990WX, составила 3,9 ГГц. Впрочем, в любом случае, работающий на такой частоте 32-ядерный процессор, это – настоящий монстр.

Никаких проблем с прохождением тестов стабильности в Prime95 работающим на 3,9 ГГц процессором Threadripper 2990WX не возникло. Максимальная температура процессора составила 84 градуса, его максимальное потребление – 458 Вт. Потребление тестовой системы целиком при нагрузочном тестировании не превышало 630 Вт.


Continue Reading

PC / Laptop

Domestic microprocessors. Was! Is. ?


#How did we get to such a life?

The first thing is highly recommended to see the software literally two articles on “habré”: time (“micro-electronic industry in Russia [2012]”) and two (“Why in Russia almost no civil/commercial high-tech production?”). In General they are still relevant, with amendments to some of the figures, but the bottom line, however, has not changed. It is also useful to see the history of what decisions were made in the USSR — at least the example of NICEVT. Recall that in the 60’s came to the conclusion about the necessity of creating a series of powerful, unified computer unified architecture (UCS) and as the basis for such was selected the IBM System/360, although many still believe this unfortunate choice, because the hopes for the use of third-party software in the end did not materialize. Moreover, the cost of software, according to some researchers, was a lot higher than on the hardware. This story has some important nuances. First, then it was completely legal, as the patent is usually a specific design, and not the architecture itself. IBM representative appeared in the USSR already in 1974 year and equipment including purchased.

Second, the choice of a particular architecture took more than one year. Competitor to IBM in this matter was the British ICL, which was ready to sell the license with all documentation and source code. Ironically the ICL itself in 1991 bought out the stake of the Kazan plant of computing machines and created a joint venture. And after the abolition of the parent Corporation in 2013 only Russian unit, heavily overgrown, began to operate under this brand. Third, in the USSR, developing its own computer systems not abandoned, although it was given less attention. In addition, IBM soon followed by clones of the PDP, and then began to copy everything even slightly noticeable in the Western market architecture, processors, PC, microcontrollers, peripherals, software and so on.

Often without regard to the patents and licenses. Did all this with varying degrees of success. Something improved, something worse, but in the end it all somehow worked, and, importantly, from an economic point of view it is justified. Although many were purchased, albeit not always and not entirely legal. On the other hand, in relation to the USSR since 1980, in the framework of COCOM (CoCom) was banned — including for the supply of computers. If you are interested in history, we can start with the book “Information technology in the USSR. The founders of Soviet computer technology” authored by Yury Revich. After the collapse the situation changed dramatically — almost everything you could buy or license, would be money.

#Our or ours?

In this regard, very often there are disputes. If purchased, for example, a license for the core and other IP blocks, brought all to mind the design and sent for production abroad, whether it is domestic product — or is it not? And if has made a scheme under someone else’s command system? And if you bought everything, but produced in Russia? In the project of the Ministry of industry and trade, in short, assumes a two-level classification. In both cases, the developer is legally obliged to be Russian. For chips first level she needs to develop a “structure, logic and (or) electrical schematic, topology,<…>”, and “the production of integrated circuits, including transistor and manufacturing cycle layers of metallization is carried out on the territory of the Russian Federation”. In this case it is allowed to purchase licenses from any companies.

For the chips of the second level all the more easier. Here it is necessary that rights of the topology was in Russia, and to produce the chips anywhere, but only if in the country does not have the required industrial base. Criteria are actually quite fair, because the purchase and license of ready units — it’s not even half the battle. Translate an abstract “logic of” mass production “silicon”, simultaneously providing all this software platform, it is very difficult, especially when the reduction process. Besides, many people like to speak about microprocessors, but forget about the dozens of categories of other components or IP blocks — any microcontrollers or just controllers peripherals/buses is no less important. Concerns about the implementation of tabs in the source code or at the stage of foreign production are not unfounded, but, apparently, considered or too distant, or easily identified — or both. And in General, the vectors of attacks are a lot more.

In addition, there is a large and important area of creating ready products, solutions, systems. Just for example — the company YADRO responsible for creating a storage platform OpenPOWER. Some aspects of the work, she openly tells. The company, though I refused for a long time, but it seems that its decisions in the Dome complex used for the implementation of the “Spring package” on the network “Megaphone“. It is also a huge engineering effort and is an example of import substitution. With the latter, however, is not so smooth. On the other hand, substitution is not always necessary. Nice, of course, to gratify his own vanity, trying to fight in the civil sector with major Western players, but economically it’s just suicidal.

Therefore invested only in critical areas where in case of embargo, there is a risk to be left with nothing: the military industrial complex and fuel and energy complex in the first place, and also to communication, medicine, space. This, incidentally, is a few features of our market. First, it is practically impossible to find detailed public information about the real production volumes and specific customers. Second, many products have radiation-resistant performance, extended temperature operation and other delights. Third, most developers are formally independent businesses, but often one gets the feeling that actually the money they directly or indirectly receive from a single customer — the state and its structures. In other words, is not always and everywhere they are competitive on the world market.

#Thinner to work?

In particular, very often the reproach of the domestic production of microelectronics by absence of modern process technology. Among the major factories is “Micron“, “Angstrem” and “Angstrem-T“on the rules up to 90 nm, and the ever displayed and 65 nm. There are other, smaller industrial sites for the norms of micrometer level or thicker. Of course, for really complex electronics like a CPU or a SoC process technology can be crucial, but for everything else it is not always the case. In General, the vast majority of companies-developers of electronics has long passed the stage fabless, giving the production at the mercy of the professionals or initially without investing in building their own factories.

In a fresh report, TSMC in the second quarter you can find a good illustration. Modern norms of 10 nm accounts for only 13 % of earnings, 16/20 nm and 28 nm bring 25% and 23% respectively. While still line at 250 nm and thicker. Please note that this report is about money, not about the number of crystals or plates. Older processes are cheaper than modern, so in reality the volume of supply of chips supercritically transistors is substantially less than a relatively large. Just for “subtlety” to chase makes no sense. But with this knowledge you can begin to get acquainted with domestic products. In the first part we consider the CPU and the SoC on the basis of foreign architectures, while the second refer to your own development. The review includes only the most interesting and significant decisions, as well as a few original architectures and DSP. All information obtained from public sources, and some technical details are omitted or deliberately simplified for ease of understanding.


Continue Reading

PC / Laptop

Overview processor Intel Pentium Gold G5500: hyperpen 2.0

It is unlikely that someone will want to argue with the fact that the output of a new generation of Coffee Lake is a small revolution in the field of personal computers. Despite the fact that Intel didn’t change the microarchitecture and are unable to make the transition to more “thin” process, she decided on another unprecedented step to increase the number of cores. And now, after ten years of dominance in the desktop segment exclusively Quad-core and dual-core processors, representatives of the series Core i7 and Core i5 shestidennomu become, and the more affordable Core i3 received four full cores. Against this background, it would be logical to expect that the introduction of design Coffee Lake some this way will affect the budget chips that microprocessor giant sells under the brand names Pentium and Celeron. However, this has not happened, and they remained dual-core.

But to complain about it is hardly appropriate. The fact that a significant improvement of the characteristics of the media brand Pentium occurred in the past generation, the transition to the design Kaby Lake. Then these low-cost processors received support Hyper-Threading technology and the ability to execute four computing thread on two cores. It made them favorites for budget builds. After all, at the price of $60-80 they were able to offer is sufficient for most tasks a home user (and it’s first 3D game) the level of performance that was close to the significantly more expensive Core i3 at that time.

In processors generation Coffee Lake the performance gap between Pentium and Core i3 returned to his seat. Despite the fact that the modern representatives of both families can execute four computing flow, they do so by different means: Pentium relies on Hyper-Threading technology and Core i3 offers four full cores at the hardware level. It turns out that, while all Core took a step forward, Pentium, figuratively speaking, was left in its old place.

Does that new members of the family of Pentium intended for use as part of the platform LGA 1151 v2, completely uninteresting? Not at all! First, something for the better is still changed. For example, the Pentium generation Coffee Lake increased clock frequency and increased the volume of L3 cache. And secondly, Pentium radically changed her image: now that’s not shabby budget processors, and the noble and even Pentium precious Gold!

However, on this occasion it is not necessary to feed special illusions. Appeared on the trademark Pentium gold foil absolutely, and the word Gold does not reflect any technological breakthroughs. It appeared the efforts of former chief marketing officer, Steve Fandom (Steve Fund), which switched to Intel after years of working for Procter&Gamble and PepsiCo immediately and enthusiastically began to apply its experience in the implementation of consumer goods to IT products. Now Steve head intelestage marketing is not listed, but his legacy obviously still be sore our eyes, because the “metal” console stuck not only to the Pentium, but also to the family of Xeon processors.

However, in truth, some merit in renaming the desktop Pentium design Coffee Lake was still. The fact that in parallel with the Pentium Gold now in nature, there are also Silver and Pentium processors with indices J and N in the model number, that is, those which are based on the microarchitecture Gemini Lake and are a further development of the Atom. However, to meet face-to-face Pentium Pentium Gold and Silver, obviously, never will. If the first is a classic Coffee Lake to LGA 1151 v2 version, the second is intended for mobile and embedded systems, are available in BGA packaging and napivaetsya on the motherboard. However, before those other chips were sold under the same trademark that theoretically could cause some confusion. Now, these various proposals are formally separated by different families.

Naturally, in this article we will talk exclusively about the new Pentium Gold. Our main task is to check if ornate “hyperpnea” generation Coffee Lake as an interesting option for cheap configurations as it was their “dirty” predecessors with the design of the Kaby Lake.

#Pentium Gold in detail

After Intel completed the second stage of the formation of the model range of processors for its current platform LGA 1151 v2, the range of available varieties of Coffee Lake got the following:

Cores/threads Base frequency Turbocheetah L3 cache MB Hyper-Threading Turbo Boost Support AVX
Core i7 6/12 To 4.0 GHz To 5.0 GHz 12 There There There
Core i5 6/6 Up To 3.6 GHz To 4.3 GHz 9 No There There
Core i3 4/4 To 4.0 GHz 8 or 6 No No There
Pentium Gold 2/4 Up To 3.9 GHz 4 There No No
Celeron 2/2 Up To 3.2 GHz 2 No No No

After the modernization of the carriers of the brand Core Pentium Gold look among fellow not too impressive: two cores, even with Hyper-Threading technology, today seem, to put it mildly, a compromise. However do not forget that some years ago Intel offered dual-core processors in the Core i3 family, and then it didn’t cause any serious issues from users. Of course, the situation with support for multithreaded computing is continuously improving, but the rate at which obsolete processors with a small number of cores, should not be overestimated. In other words, two cores and four threads, which offer today’s Pentium Gold, it can be a reasonable option for entry-level configurations.

Especially that Pentium Gold compared to its predecessors, the Pentium generation Kaby Lake, have received additional benefits. Volume cache of the third level increased from 3 to 4 MB, with this rose and its associativity, and, thus, of efficiency. In addition, the clock frequency, employing the modern representatives of the family of Pentium Gold, received a 200-megahertz increase and reached 3.9 GHz. Today, the older version of Pentium Gold have even more formal specifications than the Junior Core i3 series seven. For example, if you compare senior Pentium Gold G5600 with some Core i3-7100, it appears that the “gold” new budget series wins in the amount of L3 cache or loses frequency.

However, Pentium Gold inherited from his predecessors his signature flaw – the lack of support for AVX and AVX2 instructions. Honestly, in a situation when the budget processors are inferior to more expensive counterparts in number of cores, the need for such additional differentiation not. But Intel decided to continue the lock 128 – and 256-bit vector instructions and Pentium Gold that can seriously affect their performance in many professional tasks. The AVX command set supported by most AMD and Intel processors, starting in 2011. Therefore, the algorithms are able to obtain the productivity gains from their use, to the present time had accumulated a sufficient number, and first and foremost they are used in applications for image processing and video. But on the other hand, gamers can be assured in the games vector instruction sets AVX and AVX2 are practically not utilized today.

Pentium Gold devoid of compatibility not only with AVX, but with Intel Optane Memory. The processor budget of the family will not allow it to form a disk subsystem, a reinforced quick-cache memory-based XPoint 3D. However, the use of drives series Optane as individual disk volumes Pentium Gold does not prohibit.

Since Pentium Gold belong to a generation Coffee Lake, they are compatible only with motherboards with socket LGA 1151 v2 set-based logic Z370, H370, B360 and H310. Given the positioning of these processors, the most typical in their habitat would be limited to inexpensive platforms based on chipsets B360 or H310. In this case, you must keep in mind inherent in the Pentium Gold additional restrictions in the operating modes RAM: cheap motherboard for younger sets of logic will not use the memory at frequencies above DDR4-2400.

Pentium Gold, like other members of the family Coffee Lake, processors with integrated graphics. In this case, Intel decided not to be greedy and implemented a budget model, full (for desktop solutions) graphics GT2-level used and the processor-level Core i7 and i5. This means that the graphics core of the Pentium Gold belongs to a class of Intel HD Graphics 630 has 24 actuators and supports hardware encoding and decoding Full HD and 4K video in all popular formats.

At the moment the model range of processors series Pentium Gold includes five models, two of which belong to energy efficiency class with a TDP of 35 watts. Aside from those clamped including the performance options, are three options that may be of interest as a base for a budget build:

Pentium Gold G5600 Pentium Gold G5500 Pentium Gold G5400 Is
Code name Coffee Lake Coffee Lake Coffee Lake
The announcement Q2, 2018 Q2, 2018 Q2, 2018
Cores/threads 2/4 2/4 2/4
Hyper-Threading Technology There There There
Base frequency, GHz 3,9 3,8 3.7 V
Maximum frequency in turbo mode, GHz
Unlocked multiplier No No No
TDP, watts 54 54 54
HD Graphics 630 630 610
The graphics core frequency, MHz 1100 1100 1050
L3 cache MB 4 4 4
DDR4 support, MHz 2400 2400 2400
Technology VT-x/VT-d/TSX-NI VT-x/VT-d VT-x/VT-d VT-x/VT-d
The extension of the instruction set SSE4.1/4.2 SSE4.1/4.2 SSE4.1/4.2
Packaging LGA 1151 v2 LGA 1151 v2 LGA 1151 v2
Price $86 $75 $64

For detailed acquaintance we chose a mid-model Pentium Gold G5500. It’s a bit cheaper dual-core flagship and it has 100 MHz lower frequency, but it has a whole Arsenal of advantages of those budget CPU’s support Hyper-Threading, increased to 4 MB L3-cache and an integrated graphics core of the GT2 level.

Indications diagnostic utility CPU-Z fully confirm all the features of Pentium Gold, which we detailed have said it before. Additional noteworthy to name but two.

First: Pentium Gold, and studied G5500 in particular, is attributed to the calculated heat dissipation at 54 watts. At the same time for past generations of Pentium and Core i3 dual-core installed more narrow scope of the thermal package – 51 watts.

And second: members of the family of Pentium Gold belong to a generation Coffee Lake only formally. CPUID the identifier clearly indicates that they are based on semiconductor crystal stepping B0, which in fact corresponds to generation of Kaby Lake and are manufactured in 14 nm technology+. In other words, Gold Pentium chips that are derived from the Core i3 generation Kaby Lake, and both processors are based on the same silicon. This is logical, as more new technological process of 14 nm++ dual-core version of Intel does not produce crystals. However, all this does not negate the possibility that later in Pentium Gold will come and real crystals Coffee Lake stepping U0.


Continue Reading