Журнал об IT

Ввeдeниe

Зa пoслeдниe нeскoлькo лeт кoмпaния AMD утрaтилa пoчти всe зaвoёвaнныe рaнee пoзиции нa рынкe прoцeссoрoв для нaстoльныx кoмпьютeрoв. С ядрaми сeмeйствa Bulldozer кoмпaния зaстрялa в мирe 32- и 28-нм чипoв нa плaнaрныx трaнзистoрax, в тo врeмя кaк Intel рaз зa рaзoм прoвoдилa aрxитeктурныe улучшeния, пeрexoдилa нa трёxмeрныe трaнзистoры, a тaкжe внeдрялa прoизвoдствeнныe прoцeссы с 22- и 14-нм нoрмaми. В рeзультaтe, в aссoртимeнтe AMD прeдлoжeний для прoизвoдитeльныx кoмпьютeрoв пoпрoсту нe oстaлoсь, a Intel, фaктичeски, смoглa зaнять мoнoпoльнoe пoлoжeниe. Нo к счaстью, AMD сo слoжившeйся ситуaциeй рeшилa нe мириться и пoслeдниe нeскoлькo лeт пoсвятилa рaбoтe нaд нoвым прoцeссoрным дизaйнoм — микрoaрxитeктурoй Zen. В нeй oбeщaeтся всё тo, чтo xoтeлoсь бы видeть энтузиaстaм в сoврeмeннoм прoцeссoрe: высoкaя удeльнaя, xoрoшaя энeргoэффeктивнoсть, сoврeмeннaя тexнoлoгия прoизвoдствa и привлeкaтeльнaя цeнa. AMD Ryzen — пeрвыe прoцeссoры нa нoвoй микрoaрxитeктурe, и eсли рaзрaбoтчики дeйствитeльнo выпoлнили всe свoи oбeщaния, тo сeгoдня мы увидим триумфaльнoe вoзврaщeниe AMD нa рынoк.

Zen — oгрoмный шaг впeрёд пo срaвнeнию с прoшлыми микрoaрxитeктурaми AMD. Этo — нe дaльнeйшee рaзвитиe Bulldozer, a пoлнoстью нoвый и нeзaвисимый прoeкт, в кoтoрoм удaлoсь дoстичь нeбывaлoгo рoстa эффeктивнoсти. Пo итoгaм прoвeдённoй рaбoты AMD гoвoрит o 52-прoцeнтнoм прирoстe пoкaзaтeля IPC (числa испoлняeмыx зa тaкт инструкций) пo срaвнeнию с микрoaрxитeктурoй Excavator. Крoмe тoгo, в Ryzen впeрвыe для AMD ввoдится пoддeржкa тexнoлoгии SMT (Simultaneous Multi Threading), пoзвoляющeй испoлнeниe нa oднoм ядрe двуx вычислитeльныx пoтoкoв. Oднoврeмeннo с этим Ryzen выступaeт и пeрвым прoцeссoрoм AMD, выпушeнным пo сoврeмeннoму 14-нм тexпрoцeссу с примeнeниeм FinFET трaнзистoрoв, чтo спoсoбствуeт пoкoрeнию высoкиx чaстoт при xoрoшeй энeргoэффeктивнoсти. Другoe вaжнoe измeнeниe — пeрeeзд нa бoлee сoврeмeнную плaтфoрму, кoтoрaя oриeнтирoвaнa нa рaбoту с двуxкaнaльнoй DDR4 SDRAM.

Линeйкa прoцeссoрoв Ryzen 7, с кoтoрoй AMD выxoдит сeгoдня нa рынoк, включaeт в сeбя три вoсьмиядeрныx прoцeссoрa с цeнoй oт $330 дo $500. Всe oни пoxoжи пo oснoвным xaрaктeристикaм, нo oтличaются пo чaстoтaм. Нaм удалось получить на тесты среднюю модель в семействе, четырестадолларовый Ryzen 7 1700X, который собирается составить конкуренцию Core i7–6800K или Core i7–7700K. Сборки на базе новых процессоров AMD хороши тем, что материнские платы с необходимым разъёмом Socket AM4 заметно дешевле плат для флагманских процессоров Intel, и поэтому конфигурация на базе Ryzen 7 1700X действительно может стать очень привлекательным вариантом для настольного персонального компьютера. Главное, чтобы всё, что успела наобещать AMD относительно производительности и других потребительских качеств, действительно оправдалось.

Иными словами, сегодня мы можем стать свидетелями самого грандиозного за последние пять лет события на процессорном рынке. В сферу десктопных процессоров действительно может вернуться настоящая конкуренция, а это вполне способно будет подтолкнуть заметно забуксовавший прогресс. Поэтому мы не будем откладывать самое интересное на потом, а сразу перейдём к техническим деталям, а потом и к тестам.

Микроархитектура Zen: коротко

Чтобы понять идеи, заложенные в новый процессорный дизайн, нужно знать, что при разработке микроархитектуры Zen инженеры компании AMD уделяли первостепенное внимание четырём основным аспектам. Во-первых, производительности. Инженеры старались не только добиться существенных улучшений с скорости исполнения однопоточной нагрузки, но и стремились по возможности повысить параллелизм архитектуры. Во-вторых, пропускной способности. В новых процессорах существенно улучшена кеш-память и алгоритмы предварительной выборки, а исполнительный конвейер перепроектирован так, чтобы избежать образования узких мест и вынужденных простоев. В-третьих, эффективности. Оптимизация удельной производительности на каждый затраченный ватт было ещё одним важным приоритетом. В Zen применены все имеющиеся у AMD наработки, направленные на управление питанием в активном состоянии и в простое, а также использованы все преимущества, которые даёт 14-нм техпроцесс с FinFET-транзисторами. И в-четвёртых, масштабируемости. Новые процессоры Ryzen имеют модульный дизайн, главным строительным блоком в котором является четырёхъядерный блок CCX (Core Complex). Эти блоки соединяются воедино новой скоростной шиной Infinity Fabric, что делает Zen дизайном, который может воплощаться в процессорах различной сложности и различного предназначения.

Остановимся на всех перечисленных особенностях немного подробнее.

С точки зрения производительности микроархитектура Zen делает, по словам представителей компании, «квантовый скачок» в скорости исполнения инструкций по сравнению с предыдущими дизайнами. В первую очередь это обуславливается тем, что ядра Zen больше не разделяют друг с другом никаких ресурсов, как это было в Bulldozer, они полностью самостоятельны и к тому же поддерживают технологию SMT, позволяющую исполнять два потока на одном ядре одновременно (аналог Hyper-Threading). Кроме того, каждое ядро получило существенно снижающий накладные расходы по декодированию инструкций собственный кеш микроопераций, полностью переделанный быстрый кеш первого уровня с обратной записью и низким энергопотреблением, собственный для каждого ядра блок FPU и выделенный L2-кеш, а также массу иных оптимизаций.

Благодаря тому, что объём окна планировщика увеличился на 75 процентов, в целом планировщики могут отправлять на исполнение в полтора раза больше инструкций, чем это было в ядрах Excavator. Декодер при этом расширен как минимум в полтора раза, благодаря чему Zen может отправлять значительно больше работы на свои исполнительные устройства. Кроме того, в Zen появился кеш микроопераций, который позволяет процессору обходиться без повторных обращений к L2 и L3 кешу и повторных декодирований инструкций при работе с повторяющимися участками кода. Существенно изменилась схема предсказания переходов, теперь в ней применяется аппаратная нейронная сеть, что существенно повышает процент правильно взятых ветвлений. Плюс ко всему, полной загрузке всех имеющихся ресурсов способствует поддержка SMT, позволяющая приложениям, поддерживающим параллельные вычисления, создавать вдвое больше потоков.

Производительный движок всегда нуждается в адекватной топливной подаче, и в микроархитектуре Zen немало внимания уделено и этому аспекту. Поэтому не стоит удивляться, что в ней несколько изменилась иерархия кеш-памяти. Кеш инструкций первого уровня увеличился до 64 Кбайт, а кеш первого уровня для данных стал работать по алгоритму с обратной записью. L2-кеш стал индивидуальным для каждого ядра с объёмом 512 Кбайт. А L3 кеш получил объём 8 Мбайт на каждые четыре ядра, для которых он является разделяемым в рамках Core Complex. Обладая интеллектуальными алгоритмами предварительной выборки новая система кеширования может поставлять вычислительным ядрам до пяти раз больше данных, чем было в Excavator.

Важную роль в реализации архтектуры Zen играет и 14-нм техпроцесс. Для физической реализации процессоров Ryzen компания AMD выбрала вариант техпроцесса GlobalFoundries, который ориентирован на высокоплотные дизайны. Это позволило добиться того, что ядро Ryzen имеет сравнительно небольшую площадь, работает при достаточно невысоких напряжениях питания и в конечном итоге обеспечивает выгодную зависимость энергопотребления от производительности. Кроме того, в Zen нашли применение все прошлые наработки компании, направленные на повышение энергоэффективности CPU: динамическое питание и отключение различных узлов процессора, динамическое изменение частоты. Направленные на экономию энергии решения можно обнаружить и непосредственно в микроархитектуре. Отчасти этому помогает кеш микроопераций, а кроме того, в диспетчере CPU используется специальный стековый механизм для генерации повторно используемых адресов.

Благодаря оптимизациям такого рода микроархитектура Zen имеет очень широкую сферу применимости, в перспективе она должна стать основой всего семейства процессорных продуктов AMD: для ноутбуков, десктопов и серверов.

Масштабируемость Zen отчасти опирается на то, что процессоры собираются из строительных блоков CCX объединяющих по 4 ядра и способных исполнять по 8 потоков. Каждый CCX имеет 512 Кбайт L2 кеша на ядро и общий L3-кеш объёмом 8 Мбайт. Текущие процессоры Ryzen 7, которые AMD представляет сегодня, собираются из двух CCX, и получают соответственно 8 ядер и 16 потоков. Соединяются CCX между собой специальной шиной Infinity Fabric.

Такая наборная конструкция Zen позволит AMD в перспективе выпускать процессоры с разным числом ядер и потоков, разным количеством кеш-памяти, ориентированными на различные применения и рыночные сегменты.

Немалую роль в этом играет шина Infinity Fabric, которая базируется на HyperTransport и позволяет быстро и с минимальными усилиями собирать процессорные кристаллы различной конфигурации. Высокая пропускная способность и приоритизация траффика делает Infinity Fabric хорошо подходящей для этой роли. Шина без проблем справляется с передачей данных между CCX, системной памятью и другими контроллерами, которые представлены в процессорном ядре Ryzen. Кроме того, посредством Infinity Fabric реализуется и управление параметрами отдельных CCX.

В частности, по этой же шине собирается телеметрическая информация о состоянии отдельных ядер, их температуре и потреблении, и через неё происходит управление напряжениями и частотами. Фактически, Infinity Fabric можно рассматривать в том числе и как составляющую фирменной технологии AMD SenseMI.

Технология AMD SenseMI

Важной составляющей частью процессоров Ryzen выступает распределённая сеть датчиков тока, напряжения, потребления и температуры, которая позволяет точно контролировать состояние процессора. Эти данные телеметрии собираются по шине Infinity Fabric каждую миллисекунду, что позволяет гибко управлять функционированием процессорного кристалла, сохраняя при этом его высокую отзывчивость. Технология SenseMI выступает интеллектуальной надстройкой над данным механизмом. Во-первых, она управляет процессором по шине Infinity Fabric таким образом, чтобы оптимизировать его моментальные характеристики питания и производительности. Во-вторых, в неё же включена некоторая функциональность по предварительной выборке и предсказанию переходов. В целом, технологию SenseMI можно рассматривать как декомпозицию нескольких алгоритмов различного предназначения.

Механизм Pure Power отвечает за экономию энергии и позволяет снижать частоту и напряжение тем процессорным блокам (или даже ядрам), от вклада которых в конечную скорость решения задачи ничего не зависит. Иными словами, благодаря Pure Power процессор становится более экономичным без каких-либо потерь в быстродействии.

Механизм Precision Boost решает противоположную Pure Power задачу. Используя собранные по шине Infinity Fabric телеметрические данные он может повышать частоту отдельных процессорных ядер небольшими шагами по 25 МГц, если это не приводит к выходу процессора за установленные рамки по температуре и потреблению. Иными словами, Precision Boost — это гибкая подстройка частоты процессора под текущие условия, подобная тому, как действуют современные видеокарты.

Технология Extended Frequency Range (XFR) — это привлекающий внимание энтузиастов механизм автоматического разгона процессора, зависящий от параметров его системы охлаждения. XFR реализована лишь в процессорах, которые имеют в своём названии окончание X. В них при соблюдении ряда условий она может дополнительно повышать тактовую частоту за пределы лимитов, установленных в рамках Precision Boost. В большинстве случаев XFR активируется в том случае, если температуры процессорных ядер находятся вдали от предельных значений, однако помимо абсолютных значений температур XFR ориентируется и на их производные.

Neural Net Prediction — ещё одна грань технологии SenseMI. Она означает, что в архитектуре Zen заложена настоящая обучающаяся в реальном времени нейронная сеть, которая занимается предсказанием того, как поведёт себя приложение в ближайшем будущем. Такое прогнозирование имеет смысл для того, чтобы упреждающе готовить инструкции для исполнения и данные, необходимые для них.

И последняя часть SmartMI — механизм Smart Prefetch. Он занимается предварительной выборкой необходимых данный в L1 и L2 кеши процессора на основе информации о том, как работало приложение до этого момента. Таким образом устраняются возможные простои процессора, которые могут происходить из-за несвоевременной подгрузки данных.

В итоге, нет никаких сомнений в том, что микроархитектура Zen представляет собой гигантский шаг вперёд по сравнению с Bulldozer. И дело не только в том, что для новых процессоров используется современный техпроцесс и традиционный x86-дизайн с полноценными широкими ядрами без разделяемых блоков и с поддержкой многопоточности (SMT). Сделана и масса других улучшений, благодаря чему число исполняемых одним ядром инструкций за такт выросло более чем в полтора раза. В пользу этого играет улучшенное предсказание переходов, появление кеша микроопераций, возможность отсылки на исполнение до шести микроопераций за такт (против четырёх), 60-процентное увеличение буферов планировщиков, двукратное увеличение темпа завершения и отставки микроопераций, полуторакратное увеличение глубины очередей загрузки и выгрузки данных, возможность выполнения до четырёх операций с плавающей точкой за такт (против трёх), кратное увеличение пропускной способности всех кешей и рост размеров L1-кеша, улучшения на уровне предварительной выборки данных и масса всего прочего.

Тестовый процессор: AMD Ryzen 7 1700X

Сегодня, 2 марта 2017 года, компания AMD начинает продажи первой партии своих принципиально новых процессоров Ryzen. И это — воистину историческое событие: продуктов, на которые был бы возложен подобный груз ожиданий, на процессорном рынке не было уже очень давно. Шутка ли — AMD собирается составить конкуренцию старшим интеловским процессорам для высокопроизводительных десктопов, но при этом чуть ли не вдвое понизить ценовую планку.

В течение первой фазы вывода Ryzen на рынок AMD собирается сделать ставку на свои восьмиядерные процессоры, отнесённые к семейству Ryzen 7. Это — наиболее дорогие десктопные носители новой микроархитектуры Zen со стоимостью от $330 до $500. Но несмотря на относительно высокую цену, компания ожидает чуть ли не ажиотажного спроса на новинку и серьёзно подготовилась к нему. Товарные партии Ryzen 7 уже лежат на складах ведущих магазинов, а всего AMD предварительно произвела порядка миллиона процессоров.

В позиционировании новинок AMD придерживается несколько иных принципов, нежели Intel. Компания явно делает ставку на большую массовость. При этом Ryzen 7 1800X она видит, как вдвое более дешёвую альтернативу для Core i7–6900K. Ryzen 7 1700X противопоставляется не восьмиядернику, а похожему по цене шестиядерному процессору Core i7–6800K. Ryzen 7 1700 же объявлен прямым конкурентом для четырёхъядерного Core i7–7700K. Иными словами, старая тактика AMD, когда она пыталась противопоставлять предложениям Intel превосходящее число ядер по более низкой цене, находит отражение и в новой линейке. Однако теперь ядра у AMD куда производительнее, чем раньше, и семейство Ryzen 7 действительно выглядит очень сильным.

Для знакомства с новой линейкой процессоров мы получили от компании AMD среднюю модель, Ryzen 7 1700X, которая интересна тем, что с её помощью можно строить конфигурации с не слишком высокой стоимостью — от 80 до 100 тысяч рублей.

Необходимо иметь в виду, что процессоры Ryzen устанавливаются в специальный новый разъём Socket AM4, который теперь становится базовым для всего ассортимента процессоров AMD для настольных компьютеров. И это значит, что старые материнские платы не подходят — нужны новые, основанные на наборах логики AMD X370, B350 и проч.

Вот таким образом определяется Ryzen 7 1700X диагностической утилитой CPU-Z.

Перед нами новый 8-ядерный процессор компании AMD с кодовым именем Summit Ridge и микроархитектурой Zen, который выделяется поддержкой SMT и способностью исполнять 16 потоков одновременно, кеш-памятью второго уровня объёмом 512 Кбайт на ядро и L3-кешем из двух частей по 8 Мбайт.

Номинальная частота Ryzen 7 1700X установлена в 3,4 ГГц, однако в большинстве случаев можно наблюдать работу этого процессора при частоте 3,5 ГГц — сказывается работа технологии Precision Boost. При этом при низкопоточной нагрузке частота может возрастать до 3,8 ГГц, а если повезёт, то и до 3,9 ГГц за счёт XFR.

Напряжение питания у нашего экземпляра Ryzen 7 1700X под нагрузкой колебалось в пределах 1,25–1,275 В. AMD говорит, что штатные напряжение для разных Ryzen 7 могут быть выставлены в очень широких пределах и типично составляют от 1,2 до 1,3625 В. Это значит, что в сравнении с 14-нм процессорами Intel мы будем видеть более высокие напряжения. Поэтому температурный режим Ryzen 7 1700X в номинале особых опасений не вызывает. Под нагрузкой мы наблюдали нагрев до 76–78 градусов по встроенному в ядро термодатчику. В состоянии покоя же температуры составляют порядка 45 градусов.

Платформа Socket AM4 и новые чипсеты

Как уже говорилось, процессоры семейства Ryzen ориентированы на использование принципиально новой платформы и нового разъёма Socket AM4. Связано это в первую очередь с тем, что у AMD возникла необходимость во внедрении поддержки DDR4-памяти, которая к настоящему времени завоевала место индустриального стандарта. А заодно, пользуясь моментом, было решено перекроить всю платформу, сделав процессоры похожими на SoC. Иными словами, в интегрированный северный мост процессора был перенесён дополнительный набор контроллеров, что сделало чипсеты нового поколения крайне простыми устройствами.

Вследствие этого неудивительно, что новый процессорный разъём AM4 получил возросшее число контактов — их теперь 1331. Это значит, что Ryzen не имеют совместимости ни с какими старыми материнскими платами. К тому же AMD изменила требования к расположению на материнских платах крепёжных отверстий для систем охлаждения, и поэтому для Ryzen требуются новые кулеры или по крайней мере, новые крепления для старых. Поэтому несмотря на то, что Ryzen на первый взгляд похожи на предшественников, имеют аналогичные габариты и внешнее исполнение, вся экосистема для них должна быть полностью обновлена.

В процессорах Bulldozer в процессорном кристалле был реализован контроллер памяти. В APU последних поколений в основной чип переехал и контроллер для графической шины PCI Express. В Ryzen же в процессоре добавились дополнительные линии PCI Express, порты USB и SATA. Фактически, сейчас AMD создала ситуацию, когда процессор может работать вообще без каких-либо дополнительных наборов логики, что делает возможным создание крайне простых и компактных материнских плат.

Однако начать стоит с того, что встроенный контроллер памяти в процессорах Ryzen — абсолютно новый. Он рассчитан на работу с двухканальной DDR4 SDRAM и поддерживает исключительно такую память. Обратной совместимости с DDR3 SDRAM не предусматривается. Официально контроллер памяти Ryzen поддерживает модули DDR4 с частотой до 2666 МГц для которых на Socket AM4-материнских платах может быть предусмотрено два или четыре слота. Память с частотой выше DDR4–2666 с Ryzen тоже может применяться, но авторы процессора в этом случае не дают никаких гарантий.

Впрочем, с использованием в Socket AM4 скоростных модулей памяти могут возникать проблемы. Максимальная частота DDR4, которая может быть получена в Ryzen без изменения базовой частоты BCLK, составляет всего лишь 3200 МГц. Причём, работа DDR4–2933 или DDR4–3200 памяти возможна только в случае использования пары модулей. Иными словами, по частотным возможностям контроллера памяти Ryzen сильно уступает текущим процессорам Intel для платформы LGA 1151, которые свободно покоряют режимы DDR4–4000 и выше. Но пока остаётся некоторая надежда на то, что ситуация может быть исправлена через новые версии BIOS для материнских плат.

Помимо встроенного контроллера памяти с поддержкой двухканальной DDR4 SDRAM, Ryzen предоставляет:

16 линий PCI Express 3.0 для графической карты (при необходимости могут делиться на два слота по формуле 8x + 8x);
4 линии PCI Express 3.0 для соединения с чипсетом, либо для других устройств;
4 порта USB 3.0;
4 линии PCI Express 3.0 для NVMe-накопителя (могут быть переконфигурированы в 2 линии PCI Express 3.0 для NVMe-накопителя и два SATA-порта).

Таким образом, из одного только процессора Ryzen получается полноценная система-на-чипе.

Однако для типичных настольных систем имеющихся в процессоре средств расширения скорее всего окажется недостаточно. Поэтому к процессору по отведённым для этой цели линиям PCI Express может быть подсоединён один из наборов логики — X370, B350 или A320, которые добавят к указанному перечню какие-то дополнительные вещи. А если нужды в этом нет, то существует возможность укомплектовать Ryzen и специальными упрощёнными Mini-ITX чипсетами X300 или A300, которые процессорные линии PCI Express 3.0 на себя не расходуют, но и к списку возможностей почти ничего не добавляют.

Основная масса свойств платформы Socket AM4 определяется именно процессором Ryzen. Чипсеты в новой платформе играют сугубо второстепенную роль, и на самом деле от них в плане функциональности платформы зависит немногое.

Даже старший набор логики X370, который скорее всего будет использоваться в большинстве материнских плат для энтузиастов, привносит не так уж и много: дополнительные два порта USB 3.1, по шесть портов USB 3.0 и USB 2.0, восемь портов SATA, четыре из которых могут быть конвертированы в два интерфейса SATA Express, и восемь дополнительных медленных линий PCI Express 2.0. Плюс, в платформе Socket AM4 использование того или иного чипсета либо разрешает, либо запрещает разгон, деление графических линий PCI Express 3.0×16 и режимы RAID для SATA-портов. Например, в том же X370 как в старшем чипсете допускается и разгон, и SLI или CrossfireX-конфигурации, и RAID-массивы уровня 0, 1 и 10.

Наряду с X370 заинтересовать продвинутых пользователей может и более простой набор логики B350. В нём остался разрешён разгон процессора и RAID-массивы, а главное отличие от старшего варианта касается невозможности делить процессорную графическую шину на два слота. Кроме того, под нож попала часть портов USB 3.0 и SATA, которых в чипсете осталось два и шесть соответственно, плюс число линий PCI Express 2.0 сократилось до шести.

Ещё одна любопытная альтернатива — X300 — чипсет, который специально предназначается для простых компактных систем. Он к возможностям процессора ровным счётом ничего не добавляет, зато разрешает деление графической шины PCI Express 3.0×16 на два слота и позволяет разгон процессора.

Детальные сведения о том, какие возможности предлагают в сочетании с Ryzen дают те или иные чипсеты, мы свели в следующей таблице.

Хотя наборы логики и несут на себе название AMD, в их разработке первоочередную роль играла компания ASMedia, известная по своим разнообразным контроллерам. Именно благодаря ей AMD смогла первой вывести на рынок наборы логики с поддержкой портов USB 3.1 с пропускной способностью 10 Гбит/с. Однако врождённой поддержки разъёмов Type-C при этом в чипсетах AMD нет. Для того, чтобы на плате появился удобный симметричный разъём USB, производителям материнок придётся раскошелиться на дополнительный чип-драйвер.

Благодаря поддержке USB 3.1 наборы логики для платформы Socket AM4 выглядят современно, но особенно обольщаться по поводу их возможностей всё-таки не следует. В то время как интеловские наборы логики двухсотой серии могут обеспечивать работу до 30 высокоскоростных портов (PCIe 3.0, SATA и USB 3.0), даже у старшего AMD X370 таких портов вдвое меньше. Частично это компенсируется возможностями встроенного в процессор северного моста, но тем не менее платформа Intel позволяет создавать более гибкие конфигурации с более широкими возможностями подключения дополнительных устройств.

Для проведения тестирования мы получили материнскую плату ASUS Crosshair IV Hero.

Эта материнская плата базируется на старшем наборе логики AMD X370 и использует его потенциал по-максимуму. Плата поддерживает разделение графической шины PCI Express 3.0 на два слота и конфигурации, построенные по технологиям SLI и CrossfireX. Оба графически слота на этой плате усилены металлическими рамками SafeSlot и широко расставлены для того, чтобы можно было установить в них массивные и мощные GPU.

Плата поддерживает разгон, причём её оверклокерские настройки сделаны так, чтобы эксплуатация процессора на повышенных частотах не вызывала проблем. Для охлаждения компонентов системы предусматривается технология Fan Xpert, позволяющая управлять всеми пятью вентиляторами, которые подключаются к плате. Как и на последних платах серии ROG для LGA 1151, ASUS Crosshair IV Hero имеет выделенные разъёмы для подключения помпы жидкостной системы охлаждения, а также датчиков температуры и скорости течения хладагента. Предусмотрен и специальный разъём для вентиляторов повышенной мощности.

Важной особенностью систем на базе Ryzen является то, что слот M.2 для NVMe-накопителей подключается напрямую к процессорным линиям PCI Express 3.0. Именно так сделано и на Crosshair IV Hero. Никаких ограничений по скорости нет — на M.2 заведено четыре необходимых линии PCIe. При этом сам слот M.2 отнесён подальше от процессора и видеокарт — туда, где ему будет легче организовать адекватное охлаждение.

Плата оборудована модной нынче RGB-иллюминацией, которая управляется через приложение ASUS Aura RGB. Также к Crosshair IV Hero можно подключить и дополнительные светодиодные ленты.

Интегрированная звуковая карта базируется на эксклюзивном кодеке последнего поколения S1220, который обеспечивает соотношение сигнал-шум на уровне 113 дБ. Этот кодек работает в связке с ЦАП премиального уровня ESS Sabre, что в сумме позволяет получить качество звучания, сравнимое с тем, которое дают недорогие дискретные звуковые карты. Кроме того, к звуковому тракту прилагается программа Sonic Studio III, позволяющая легко управлять звуковыми потоками. Например, с её помощью можно направить звуки из игры на наушники, музыку — на колонки, а звук от видео — на телевизор.

Если кратко, то характеристики ASUS Crosshair IV Hero выглядят так:

Гигабитная сеть на плате представлена привычным интеловским контроллером, который укомплектован программой GameFirst для приоритизации сетевого траффика. Кроме того, на плате есть дополнительный слот M.2, в который можно установить WiFi-контроллер.

Задняя панель платы плотно наполнена портами, плюс на неё перенесены аппаратные кнопки Clear CMOS и BIOS Flashback. Но основную площадь занимают многочисленные порты USB, среди которых есть 10 Гбит/с порт USB 3.1 в вариантах Type-A и Type-C. Кстати, на плате предусмотрен и вывод для порта USB 3.1, который размещается на передней панели корпуса.

Рекомендованная цена ASUS Crosshair IV Hero — $255.

Как мы тестировали

Тестирование процессора AMD Ryzen 7 1800X было проведено в полном соответствии с заветами производителя: флагманский продукт AMD был противопоставлен всей актуальной линейке процессоров Core i7. Кроме того, не забыли мы включить в тесты и старший процессор линейки AMD FX.

В конечном итоге, полный список задействованных в тестовых системах комплектующих получил следующий вид:

Процессоры:

AMD Ryzen 7 1700X (Summit Ridge, 8 ядер + SMT, 3,4–3,8 ГГц, 16 Мбайт L3);
AMD FX-9590 (Vishera, 8 ядер, 4,7–5,0 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7–7700K (Kaby Lake, 4 ядра + HT, 4,2–4,5 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i5–7600K (Kaby Lake, 4 ядра, 3,8–4,2 ГГц, 8 Мбайт L3);
Intel Core i7–6900K (Broadwell-E, 8 ядер + HT, 3,2–4,0 ГГц, 20 Мбайт L3);
Intel Core i7–6800K (Broadwell-E, 6 ядер + HT, 3,4–3,8 ГГц, 15 Мбайт L3).

Процессорный кулер: Noctua NH-U14S.
Материнские платы:

ASUS Crosshair IV Hero (Socket AM4, AMD X370);
ASUS 970 PRO Gaming/Aura (Socket AM3+, AMD 970 + SB950);
ASUS Maximus IX Hero (LGA1151, Intel Z270);
ASUS X99-Deluxe (LGA2011-v3, Intel X99).

Память:

2 × 8 Гбайт DDR4–3000 SDRAM, 15–17–17–35 (Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2A3000C15).
4 × 4 Гбайт DDR4–3000 SDRAM, 15–17–17–35 (G.Skill [Ripjaws 4] F4–3000C15Q-16GRR).
2 × 8 Гбайт DDR3–2133 SDRAM, 9–11–11–31 (G.Skill [TridentX] F3–2133C9D-16GTX).

Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 1080 (8 Гбайт/256-бит GDDR5X, 1607–1733/10000 МГц).
Дисковая подсистема: Kingston HyperX Savage 480 GB (SHSS37A/480G).
Блок питания: Corsair RM850i (80 Plus Gold, 850 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 14393 с использованием следующего комплекта драйверов:

AMD Chipset Driver Crimson ReLive Edition 17.2.1;
Intel Chipset Driver 10.1.1.38;
Intel Management Engine Interface Driver 11.6.0.1030;
Intel Turbo Boost Max Technology 3.0 1.0.0.1029;
NVIDIA GeForce 378.66 Driver.

Производительность

Комплексная производительность

Для оценки производительности процессоров в общеупотребительных задачах мы воспользовались тестовым пакетом BAPCo SYSmark 2014 SE, который моделирует работу пользователя в реальных распространённых современных офисных программах и приложениях для создания и обработки цифрового контента. Последние версии этого бенчмарка оперируют четырьмя сценариями: Office Productivity (офисная работа: подготовка текстов, обработка электронных таблиц, работа с электронной почтой и посещение интернет-сайтов), Media Creation (работа над мультимедийным контентом — создание рекламного ролика с использованием предварительно отснятых цифровых изображений и видео), Data/Financial Analysis (обработка архива с финансовыми данными, их статистический анализ и прогнозирование инвестиций на основе некой модели) и Responsiveness (анализ отзывчивости системы при запуске приложений, открытии файлов, работе с интернет-браузером с большим количеством открытых вкладок, мультизадачности, копировании файлов, пакетных операциях с фотографиями, шифровании и архивации файлов и установке программ).

AMD противопоставляет Ryzen 7 1700X шестиядерному процессору Core i7–6800K, однако как мы видим, по интегральному показателю в SYSmark 2014 SE новинка AMD ему всё-таки уступает, демонстрируя уровень производительности Core i5. Проблема в том, что большая часть общеупотребительных приложений остаётся однопоточными, а при такой нагрузке Ryzen всё же слабее интеловских архитектур, хоть и не на много. Яркую иллюстрацию этому можно увидеть по результатам исполнения сценария Office Productivity. В сложной же многопоточной нагрузке, в особенности счётного характера, с производительностью у Ryzen 7 1700X всё в порядке. Так, в подтесте Data/Financial Analysis новый Ryzen 7 1700X не только обгоняет шестиядерный Core i7–6800K, но и оказывается сильнее интеловского восьмиядерника Core i7–6900K.

Для оценки комплексного быстродействия в игровом 3D был использован тест Futuremark 3DMark Professional Edition 2.2.3509, в котором мы воспользовались сценой Time Spy 1.0.

Этот бенчмарк хорошо оптимизирован под многопоточность, поэтому Ryzen 7 1700X демонстрирует в нём очень хорошую скорость. Микроархитектура Zen позволила AMD сделать полноценный восьмиядерник, и его производительность ближе к Core i7–6900K, чем к прямому конкуренту — Core i7–6800K.

Тесты в приложениях

Задачей, которая наиболее чувствительно реагирует на наращивание процессорного параллелизма, традиционно выступает финальный рендеринг в пакетах трёхмерного проектирования и моделирования. Скорость рендеринга мы тестировали в двух популярных приложениях: в Autodesk 3ds max 2017, где измеряли время, затрачиваемое на рендеринг в разрешении 1920 × 1080 с применением рендерера mental ray стандартной сцены Hummer; и в Blender 2.78a где проверялась продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.

Ryzen 7 1700X полностью выполняет взятые на себя обязательства и при рендеринге показывает производительность, которую ранее могли обеспечить лишь восьмиядерные процессоры Intel. Однако при этом следует напомнить, что Ryzen 7 1700X стоит примерно в два с половиной раза дешевле Core i7–6900K.

Следующая тестовая задача — обработка изображений. Здесь используется Adobe Lightroom 6.8 и Adobe Photoshop CC 2017. В первом случае тестируется производительность при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 12-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Nikon D300. Во втором — производительность при обработке индивидуальных графических изображений. Для этого измеряется средн