Inside : AMD Ryzen Pinnacle Ridge (Zen+)

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Nous allons, aujourd’hui, vous présenter les innovations techniques de Pinnacle Ridge, la nouvelle architecture dérivée de Zen. Elle accompagne la plupart des Ryzen série 2000.  Vous pouvez voir la fiche commercial ici. Voyons cela en détails.

Pinnacle Ridge :

Premier point avant que l’on commence, Pinnacle Ridge est très proche de Summit Ridge. Nous vous conseillons donc de lire l’Inside consacré à Summit Ridge avant d’attaquer celui-ci, qui ne concernera que les différences entre ces deux versions d’architecture.

Pinnacle Ridge, qu’est-ce que c’est exactement ? C’est une architecture CPU qui utilise des cœurs Zen+, à comprendre par là des cœurs « Zen 1.5 ». Elle s’articule sous forme de deux blocs de 4 cœurs, nommés CCX, pour « Core CompleX ». Ces deux CCX sont sur le même die et sont connectés par l’Inifinity Fabric. Le tout forme un die entier de 8 cœurs, séparés en deux blocs de 4.

Cette description vous fait penser à Summit Ridge ? C’est normal. Les deux sont très proches. On pourrait voir Pinnacle Ridge comme un Summit Ridge révisé.

Nouvelle gravure :

La principale différence revient à l’utilisation d’un nouveau process de gravure. Nous passons ici d’une gravure 14 nm (nommée 14LPP) à une gravure hybride 12 nm et 14 nm, nommé 12LP. Cette dernière est bien plus efficace et permet en théorie (et en pratique) deux améliorations. La première est une fréquence de fonctionnement plus élevée. La seconde est une baisse de la tension (et donc de la consommation) nécessaire pour faire fonctionner le processeur.

AMD l’avait d’ailleurs teasé et affirmait pouvoir proposer 250 MHz supplémentaires et une tension inférieure de 0.05 V pour une fréquence donnée. Ceci apporterait selon eux une consommation inférieure de 11 % pour une fréquence donnée.

Quand on regarde les spécifications du die des nouveaux Ryzen, on s’aperçoit que la taille de ce dernier n’a pas diminué. Comment ça se fait ? Il semblerait que AMD n’ait pas profité de la nouvelle gravure pour réduire légèrement la taille de son die, et donc ses coûts. Au lieu de cela, les transistors, plus petits, sont plus écartés les uns des autres. Ils envoient moins d’interférences au voisin, en résulte une montée en fréquence facilitée.

De meilleures latences :

Le seul changement n’a pas été que du côté de la gravure, puisque AMD a réussi à optimiser ses accès caches et RAM. Nous avions remarqué que la première génération de Ryzen, basée sur Summit Ridge, avaient une latence cache et RAM particulièrement  élevées.

Cela pouvait s’avérer problématique pour les performances, surtout qu’une donnée présente dans un CCX était invisible pour un cœur présent dans l’autre CCX. Ce dernier ne savait donc pas si la donnée était présente dans l’autre CCX ou dans la RAM. Ainsi, une double requête (une vers l’autre CCX et une vers la RAM) était envoyée en même temps.

AMD a annoncé pouvoir améliorer les accès caches L1/L2/L3 de 13%/34%/16%, tandis que la RAM a un accès 11% plus rapide. Ces gains sont loin d’être marginaux, surtout pour la cache L2. En définitive, cela permet aux CPU Ryzen de s’approcher des Core i, qui étaient meilleurs sur ce point.

Avec ces améliorations diverses, AMD affirme avoir gagné environ 3 % en IPC. Et c’est bel et bien ce qu’on obtient sur Handbrake, puisqu’on est à un peu près 4 % de gain en perf à fréquence égale.

Ryzen 7 1800X

Mémoire et IPC :

Enfin, Pinnacle Ridge serait compatible avec des mémoires plus haute fréquence : on passe d’une compatibilité officielle en 2666 MHz pour Summit Ridge à 2933 MHz pour Pinnacle Ridge, signe que le contrôleur mémoire a subi quelques optimisations au passage. Cela rappelle le passage de Skylake à Kaby Lake, où là aussi le contrôleur mémoire avait été amélioré.

AMD aime gérer les Hz :

Precision Boost :

Le dernier grand point d’amélioration se situe au niveau de la gestion de la fréquence. Nous avons le droit au Performance Boost 2, plus évolué que la première version se cachant derrière les Ryzen de première génération. Le Precision Boost 2 était déjà présent avec les APU Bristol Ridge. Le premier Precision Boost (utilisé sur la première gen de Ryzen) donnait deux valeurs Boost : une dans le cas où on utilise 2 cœurs maximum, et l’autre à partir de 3 cœurs actifs. Par exemple, le Ryzen 7 1800X avait :

  • une fréquence de base de 3.6 GHz
  • un Boost à 3.7 GHz à partir de 3 cœurs actifs
  • un Boost à 4.0 GHz pour 2 cœurs actifs ou moins

Ici avec le Precision Boost 2, le gain de fréquence ne subit pas d’effet de seuil dès le 3 ème cœur utilisé. L’effet est maintenant plus linéaire : la fréquence Boost à 7 cœurs actifs est plus élevée qu’à 8 cœurs actifs, elle l’est encore plus avec 6 cœurs actifs. Auparavant, de 3 à 8 cœurs actifs, le même boost était utilisé. Ainsi la gestion de la fréquence est plus fine et plus adaptée. Le processeur détermine sa fréquence une fois toutes les millisecondes.

XFR :

De plus, le XFR (eXtended Frequency Range) passe en version 2, là aussi déjà présent sur les APU Raven Ridge. Pour rappel, le XFR permettait, à deux cœurs actifs ou moins, de monter au delà de la fréquence du Precision Boost. Ceci avec des contraintes de température et consommation. Le XFR2 lui permet de le faire peu importe le nombre de cœur utilisé. L’amplitude est toujours de l’ordre de grandeur de 50/75 MHz. Cette technologie de gestion de fréquence n’existe que sur les CPU série X.

Precision Boost Overdrive :

Enfin, une petit nouveauté fait son apparition : le Precision Boost Overdrive. Cette fonctionnalité n’est disponible que sur chipset série 400. Elle consiste à pouvoir régler l’amplitude et surtout la durée du XFR. Il faut dire que cela reste assez anecdotique par rapport aux gains obtenus avec les autres technologies que l’on a détaillé ci-dessus.

Toutes ces technologies de gestion de la fréquence amène une plus grande granularité de la fréquence. Elles permettent en plus de permettre de s’approcher des limites. La nouvelle gravure permet aussi d’augmenter la fréquence, on a donc un grand écart entre une Ryzen 7 2700X et une Ryzen 7 1800X par exemple.

Voici une petite présentation vidéo d’AMD :

Du Stockage rapide :

Nous parlerons brièvement ici du SenseMI d’AMD, qui permet de « fusionner » un SSD avec un disque dur pour former une seule entité virtuelle. SenseMI utilise la partie SSD pour stocker les fichiers fréquemment utilisés et également pour servir de cache au disque dur. Cela peut être intéressant si vous avec un gros disque et un petit SSD, pour avoir des accès plus rapides notamment en jeux. Mine de rien, cela fait furieusement penser aux Optane d’Intel. Enfin, il faut voir cela plus comme une mise à nouveau par rapport à l’offre d’Intel, et a priori compatible avec un plus grand nombre de matériel.

Gamme Pinnacle Ridge :

Voici la comment la gamme des Ryzen Pinnacle Ridge est organisée :

Gamme Pinnacle Ridge

Comme on avait pu le noter pour Summit Ridge, les Ryzen 7 ont leur 8 cœurs actifs et le SMT activé. Les Ryzen 5 n’en ont que 6. Il est vraisemblable qu’au moins une référence dotée de 4 cœurs voit le jour d’ici cet été. En effet, contrairement à Summit Ridge, Pinnacle Ridge a moins besoin d’occuper l’entrée de gamme puisque les APU Raven Ridge s’en sortent très bien dans ce secteur.

On retrouve pour chaque gamme une variante avec haute fréquence + XFR mais gros TDP et faible fréquence + TDP faible. Cette disposition a pour but d’offrir un processeur pour chaque besoin et chaque budget. Enfin, quelque soit le processeur, il y aura un ventirad Wraith dans la boîte. Pour rappel ce n’était pas le cas des plus gros CPU de la gamme précédente.

Voilà, vous savez tout sur les Ryzen Pinnacle Ridge !

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