Connect with us

PC / Laptop

Overview 5 budget motherboards based on Intel Express H310: does it make sense to save?

At the time of this article the Board chipset H310 Express is the most affordable solution that will allow you to collect the system unit with “coffee” processor. In this review we look at the five devices in the price range 4 000-6 000 — cheaper boards for family Coffee Lake you will not find. However, all the models, which will be discussed later, even officially support overclocking six-core CPU Core i7-8700K. Here we started to wonder what can such decisions and whether there is any sense to skimp on the motherboard.

It is obvious that the device chipset H310 Express is the solution with a large number of compromises. Frankly: as an introduction I had planned to talk in detail about this chipset and pretty much all the pitfalls that will face the user when collecting such PC boards. However, on our website recently published an article “Details about Intel H370, B360 and H310: what will have to tolerate those who will save on the motherboard?“, which is written in detail about all the features of sets of logic for LGA1151 platform-v2. Strongly recommend before reading this article to get acquainted with the given material.


As always, the conduct of regular comparative test has not been without a computer store “of regard“. At that time, I managed to get five motherboard chipset H310 Express. Detailed specifications for these devices indicated in the table below.

Supported processors 8-generation Intel Core i7/i5/i3, Pentium, Celeron
Chipset Intel Express H310
Memory subsystem 2 x DIMM slots, up to 32 GB DDR4-2133-2666
Expansion slots 1 × PCI Express x16 3.0
1 x PCI Express 2.0 x1
1 × PCI Express x16 3.0
2 x PCI Express 2.0 x1
1 × PCI Express x16 3.0
2 x PCI Express 2.0 x1
1 × PCI Express x16 3.0
2 x PCI Express 2.0 x1
1 × PCI Express x16 3.0
2 x PCI Express 2.0 x1
The storage interface 4 × SATA 6GB/s 4 × SATA 6GB/s 4 × SATA 6GB/s 1 × M. 2 (Socket 3, 2242/2260/2280), support a SATA 6GB/s and PCI Express 2.0 x4
4 × SATA 6GB/s
4 × SATA 6GB/s
LAN 1 × Realtek RTL8111H, 10/100/1000 Mbps 1 × Realtek RTL8111H, 10/100/1000 Mbps 1 × Realtek RTL8111H, 10/100/1000 Mbps 1 × Intel I219-V, 10/100/1000 Mbit/s 1 × Realtek RTL8111H, 10/100/1000 Mbps
Audio Realtek ALC887 7.1 HD Realtek ALC887 7.1 HD Realtek ALC887 7.1 HD Realtek ALC887 7.1 HD Realtek ALC887 7.1 HD
Interfaces on the rear panel 1 × PS/2
1 × HDMI
1 × DVI
1 × VGA
1 × RJ-45
4 × USB 2.0 Type A
2 × USB 3.1 Gen1 Type A
3 × 3.5 mm audio
2 × PS/2
1 × DVI
1 × VGA
1 × RJ-45
2 × USB 2.0 Type A
2 × USB 3.1 Gen1 Type A
3 × 3.5 mm audio
1 × PS/2
1 × COM
1 × LPT
1 × VGA
1 × RJ-45
4 × USB 2.0 Type A
2 × USB 3.1 Gen1 Type A
3 × 3.5 mm audio
1 × PS/2
1 × HDMI
1 × DVI
1 × RJ-45
4 × USB 2.0 Type A
2 × USB 3.1 Gen1 Type A
3 × 3.5 mm audio
1 × PS/2
1 × HDMI
1 × DVI
1 × VGA
1 × RJ-45
4 × USB 2.0 Type A
2 × USB 3.1 Gen1 Type A
3 × 3.5 mm audio
Form factor mATX, 191 × 188 mm mATX, 226 × 185 mm mATX, 226 × 174 mm mATX, 230 × 185 mm mATX, 226 × 185 mm
Price ~4 400 RUB. ~4 800 RUB. ~4 500 RUB. ~6 000. ~5 400 RUB.

Even at the table shows that fees for H310 literally consist of compromises. I have already given a link to an article by my colleagues Ilya Gavrichenkov, which exhaustively describe the features of all chipsets for the platform LGA-1151-v2. After reviewing the table with the characteristics, it’s easy to highlight their main features:

  • The inability to overclock processors with index K and support RAM with higher effective frequency 2666 MHz;
  • The presence of only two DIMM slots and support a maximum of 32 GB of RAM;
  • No M. 2 slot in most cases, or his work in the regime PCI Express x4 2.0 with a maximum throughput of 2 GB/s;
  • Lack of support drives Intel Optane;
  • The presence of only four ports SATA 6 GB/s, support RAID;
  • Major savings on the power subsystem;
  • The presence of only two connectors for connection of fans;
  • The presence of just one PCI Express x16 for graphics cards;
  • Ports PCI Express x1 only work in 2.0 mode;
  • There is no DisplayPort video output;
  • The lack of ports USB 3.1 Gen2 and newfangled connectors C-type.

However for all the shortcomings of the motherboard chipset H310 Express significantly more affordable their counterparts on the market, B360 and H370 Express. Most interesting is that these devices support any processors generation Coffee Lake, including Core i7-8700K. Consequently, we may expect from H310-plat stable operation even when performing the most demanding tasks.

The disadvantages of the devices, which will be discussed later, can be attributed to poor delivery. In cartons, in addition to matplot, you will find a paper brochure, CD with software and drivers, a couple SATA wires and plug on the back panel of the chassis. Well, even with the MSI GAMING Н310М PLUS lay the sticker in widm Н310М GAMING PLUS was a sticker in the shape of a shield with the picture of the dragon. That is, in principle, that’s all.

#ASRock H310M-HDV

ASrock has released several matplot initial class chipset H310 Express. Among the most affordable models you will find a device called 310M-DGS and H310M-HDVP. These boards are all equipped with a similar 5-phase power system. In this review we consider a model H310M-HDV, but ASRock has a Board revision H310M-HDV/M. 2. As you might guess, this same device to determine that the second model has a M. 2 connector, which works in mode PCI Express x4 2.0 with a maximum throughput of 2 GB/s.

ASRock H310M-HDV

ASRock H310M-HDV

Since we are dealing with some of the cheap boards, then there is nothing surprising in the fact that manufacturers save on everything — including on the PCB. In General, form factor mATX involves the use of a PCB with dimensions of 244 x 244 mm. But H310M-HDV is built on a PCB with dimensions of 191 x 188 mm, although refers to the same form factor. It turns out that instead of the four expansion slots this motherboard has only two. The same model and DIMM slots intended for installation of RAM.

The first is a PCI Express x1. In it, for example, you can install a discrete sound card with a thickness of one slot. Following is PCI Express x16 which the video card installed. I believe that the wiring is done well: when installing the graphics adapter of any thickness remains free one expansion slot. The graphics card will not block any other ports at all. Besides PCI Express x16 much away from the socket — hence, on ASRock H310M-HDV, you can install any massive cooler. This statement is proven with the help of models such as the Noctua NH-D15 and its Archon X2.

Disk subsystem Board is very simple — on the right side of soldered PCB, four SATA 6 GB/s. In principle, such amount is quite enough for average gaming PC and even more for office machines. The pads are unfolded from the plane of the PCB 90 degrees. Therefore, in the PCI Express x1 slots you can safely install a discrete device 188 mm longer, if such exist at all.

Another issue the cheapest motherboard — presence of a small number of connectors for fans. ASRock H310M-HDV has only two 4-pin connector. They are located at the top right of the PCB. For example, if you build a system using the cooler with one fan, then you will have the ability to connect to the motherboard only one case the impeller without the use of any adapters and splitters. Take this into account when drawing up the configuration of your system unit. In a cheap system in the body usually there is only one fan, mounted on the back wall and working on blowing.

Connector for CPU fan-cooler may transfer up to 12 watts of power, CHA_FAN1 — to 24 W, and its manufacturer recommends that you use including to connect the pump DLC.

A set of internal interfaces can be called standard for devices of such class. Mainly in the right part of the PCB divorced connectors USB 3.0, USB 2.0, audio and TPM, there is also a pad for the administration of the case.

The I/O panel are four USB 2.0 ports and two USB 3.0 connectors. Among the outputs you will find D-Sub, DVI and HDMI. It turns out, 4K monitor can be connected only via HDMI, but in this case it will run with a frequency of 30 Hz. Without exception, all five cards have the combined PS/2 connector, Ethernet connector and three 3.5 mm mini-Jack to connect speakers.

For a wired network in ASRock H310M-HDV responds Gigabit controller Realtek RTL8111H — an old and faithful companion on many budget motherboards. Responsible for sound 8-channel HD CPU Realtek ALC887. The manufacturer draws the purchaser’s attention that the path uses special capacitors ELNA — two pieces!

As I mentioned, the focus in testing H310-plat given to their stability. None of the five devices has a cooling system of the power Converter. Therefore, the elements of VRM circuit can only rely on air cooling fan of the CPU cooler. And the quality of this cooler has a strong influence on temperature and, accordingly, the lifetime of the power supply circuits.

Converter power supply ASRock H310M-HDV consists of five phases, four channel designed for CPU, one for work integrated graphics. As you know, this is the minimum necessary to of a new generation of Coffee Lake. Each channel includes one inductor and of an Assembly of transistors consisting of one and two SM4337NSKP SM4336NSKP produced by Sinopower. Another (sixth) throttle required for the formation voltage CPU I/O. Controls the power Converter 6-channel PWM controller RT3607BC production company Richtek. Exactly the same chip used in the recently tested motherboard MSI B360M Mortar “Ilya Muromets”.

It is easy to guess that the BIOS of the motherboards covered in this article, has a minimum of options and features. Device chipset Express H310 does not support overclocking so firmware are not automatically overlocking CPU and memory. Especially poorly looks like a list of voltages that the user can change. The full list is specified in the table below.

  ASRock H310M-HDV
  Min./max. value Step In
PCH Voltage 1,1/1,5 0,01
DRAM Voltage 0,95/1,35 0,005

So, ASRock BIOS does not allow to change the voltage of the CPU. The user accessible parameters such as the PCH Voltage and DRAM Voltage, but they allow you to change the voltage in very modest limits. No firmware H310M-HDV and customization Load-Line Calibration.

Of the few set of functions can be useful only two. The first option Long Duration Power Limit, whereby we allow the processor to work beyond its TDP. The second function is called FANTASTIC Tuning. With its help it is possible to configure the operation of the motherboard fans. Supports two modes of operation — DC and PWM, the BIOS is able to control the rotation of the fans without the PWM. And the speed can be bound either to the temperature of the CPU, or the temperature of the chipset — other sensors H310M-HDV has.

Тестирование ASRock H310M-HDV на стабильность в играх

Testing ASRock H310M-HDV for stability in games

Now to the most interesting. Above is a screenshot of the information on the work bench in the game Fallout 4. Testing shows that in games Converter power supply to cope even with the work of the Core 7-8700K — of course, without overclocking, as it is impossible for such boards. The frequency of the processor, as expected, kept at around 4.3 GHz (I’ve rounded this value, because all, without exception, tested circuit boards of the frequency of the clock generator is slightly different from the standard value of 100 MHz).


Heating components ASRock H310M-HDV in games

In the pictures above you can observe how the heated components in Board games. Important note: testing was conducted on the open bench. In the computer case, depending on the model and number of installed fans can be obtained different results and they are not necessarily different in a good way. In our case, the VRM area is heated to 72 degrees Celsius — tolerated for stable operation Core i7-8700K in such a system.

Note that with the Intel Core i5-8600 and Core i5-8400 experimental charge even more mastered. While it turns out that the cheapest motherboard of this level can still be used as the basis for a gaming system. But only the game.

Тестирование ASRock H310M-HDV на стабильность в ресурсоемких задачах

Testing ASRock H310M-HDV stability in demanding tasks

At LinX power subsystem H310M-HDV is clearly not cope with their tasks: if the motherboard installed Core i7-8700K, the frequency of the chip is reduced from 4.3 GHz up to 3.4 GHz, while the nominal value for this chip is 3.7 GHz.

If you use the stand Core i5 processor-8600, there is a similar situation. The frequency of this chip is very quickly lowered to the level of 2.9 GHz, which is 200 MHz lower than the nominal index. And only the youngest shestiyadernik Coffee Lake under load in LinX the frequency exceeds the certified value and is 2.9 GHz. It turns out, when performing resource-intensive tasks, it makes no sense to establish a system of more powerful processor model Core i5-8400.


Heating components ASRock H310M-HDV when performing demanding tasks.

We see that the frequency of 6-shestiyaderny Core i7-8700K and Core i5-8600 falls below the default values is to blame in this no limit TDP. Just very seriously heats up power Converter. Pictures produced by professional imaging, appalling. To be honest, it was terrible during the test.

Тестирование ASRock H310M-HDV на стабильность в ресурсоемких задачах после настройки лимита мощности

Testing ASRock H310M-HDV stability in demanding tasks after you configure the power limit

However, the testing had to continue. As I said, in the BIOS of the motherboard we can change the parameter of Long Duration Power Limit. However, to do this I would not recommend. Even with Core i5-8400 instead of increasing the clock frequency I got a horrible drawdown of up to 800 MHz. Of course, just as well behaved system and with other Intel processors. Extra cooling of the power Converter with a fan, the situation is not corrected but allowed to delay the inevitable.

All the details of the stress testing ASRock H310M-HDV and other fees listed in the table, which is placed in the section “test Results”.


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