U procesorů Ryzen 30000 není doporučen undervolting. Kvůli automatického řízení turba a napětí nefunguje
U procesorů Ryzen panuje dřív nevídaná situace, kdy vyšší modely většinou nelze přetaktovat ani na úroveň jejich maximálního jednovláknového turba. Je to proto, že automatické řízení taktů a napětí dokáže být v jednovláknovém turbu velmi agresivní a CPU tím vlastně vyčerpává většinu OC potenciálu. Ovšem nejen to. U Ryzenů 3000 s tím zdá se zmizela i možnost podvoltování pro snížení spotřeby. I to je u Zenu 2 téměř nemožné.
Na podvoltování se po uvedení procesorů tento měsíc tolik nesoustředila pozornost. BIOSy desek ho dovolují a zdánlivě funguje. Například tento test snížil napětí až na 1,0 V. Ovšem při podvoltování s ponechaným aktivním turbem se také razantně snížil naměřený výkon. K tomu by se nabízelo vysvětlení, že CPU automaticky běží na nižších taktech, ovšem tak docela pravda to není. Ve hře je složité fungování turba a automatického řízení napětí na Ryzenech 3000, které vede k tomu, že se CPU proti snižování napětí aktivně brání.
Pro začátek je třeba připomenout, že Precision Boost u procesorů Ryzen je o dost pokročilejší než u dnešních Intelů a Ryzeny 3000 ho mají opět o něco chytřejší. Řídící jednotka CPU (PSP) velmi přesně sleduje napětí, frekvenci a stav jednotlivých částí čipu a podle těchto údajů tlačí frekvenci na maximální hodnotu, kterou podle jejího naprogramovaného modelu CPU snese. Zároveň přitom automaticky zvyšuje napětí, aby zachovala stabilitu. Tzv. ochrana FIT ovšem zároveň také hlídá, aby toto napětí nešlo příliš vysoko a čip nepoškodilo. Proto si Ryzen 3000 může dovolit mít velmi vysoká napětí při jednovláknovém turbu – FIT totiž hlídá, aby byla použita jen když je CPU celkově málo zatíženo, není přehřáté a tak podobně. Při plné zátěži všech jader FIT připustí jen výrazně nižší napětí.
Ryzen 3000 se proti snížení napětí aktivně brání
Přetaktovávač a také expert na vnitřní fungování procesorů AMD The Stilt na fóru OverClock vydal ke snižování napětí na Ryzenech 3000 krátký komentář, ve kterém vysvětluje, že je lepší ho nedělat, a to právě proto, že kvůli tomuto automatickému řízení frekvencí a napětí vlastně nefunguje.
Pokud ponecháte turbo zapnuté (což je žádoucí, jelikož jinak přicházíte o hodně jednovláknového výkonu), pak totiž CPU proti vašemu nastavení napětí takříkajíc bojuje. Ryzen 3000 (7nm čipy s kódovým jménem Matisse) aktivně sleduje úroveň napětí, které dostává z napájecí kaskády desky, a hlídá, jak odpovídá hodnotě, kterou si vyžádal. Pokud dostane méně, vyhodnotí to ne jako váš záměr, ale jako nepřesnost nebo vliv jevu voltage droop a automaticky si na kaskádě vyžádá vyšší napětí, aby reálně nižší hodnotu vyrovnal.
Stilt uvádí, že na vzorku Ryzenu 9 3900X, který zkoušel, je automaticky vyžádané napětí při spuštěném Cinebench R20 (vícevláknově) 1,3125 V. Pokud přes BIOS desky uplatníte undervolt o 0,025 V, pak CPU kontruje a požádá si místo toho o 1,33125 V. Pokud uplatníte snížení o 0,075 V, požádá CPU kaskádu o 1,36875 V. Toto je důvod, proč si někteří experimentátoři mysleli, že se jim daří čip podvoltovat třeba až na oněch 1.0 V.
Do tohoto ale vstupuje ještě další problém. Ona ochrana FIT používá tzv. clock stretching, což je pozdržení náběhu vlny hodinového signálu. Je toto tedy takové maskované snížení frekvence, které ale není vidět na frekvenci, kterou jsou u procesoru schopné přečíst různé monitorovaní programy. Když FIT vyvolá clock stretching, vypadá CPU, že pořád běží na stejné frekvenci, ale reálně stihne mnohem méně práce a výkon je horší. Že ke clock stretchingu dochází, se tedy odhalí snížením výkonu v porovnání s taktem.
Problém je, že FIT vynucuje clock stretching podle hodnoty napětí, které CPU požaduje po VRM, ne podle hodnoty napětí, kterou dostává. Pokud tedy zkoušíte podvoltovávat a dochází k oné kompenzaci, dostane se hodnota požadavku rychle do pásma, které FIT vyhodnocuje jako nebezpečné napětí a reakcí je právě clock stretching. Podle Stilta k tomuto v jeho případě vedlo jakékoliv další snížení napětí navíc za -0,075 V. Tím pádem pak výkon degradoval, v onom Cinebench R15 byste dostali nižší skóre. Současně se sníží i spotřeba (což testy podvoltování ukazovaly), ale není to přímo způsobeno samotným snížením napětí. V podstatě vám procesor běží v režimu podobném throttlingu.
Undervolting se nedoporučuje, lze ho dělat jen s fixní frekvencí
Co z toho tedy vyplývá? Podle Stilta byste snižování napětí dělat neměli, protože jednoduše nefunguje. Pokud chcete zlepšit spotřebu CPU v zátěži, vede cesta přes snížení limitu spotřeby, který je v turbu 88 W pro 65W modely a 143 W pro 105W modely. Pokud přes desku tento limit snížíte, turbo by ho mělo respektovat, samo bude nastavovat nižší frekvence a s nimi i nižší napětí, aby se pod tuto hranici vešlo.
Jediná výjimka, kdy se podvoltování dá použít, je tehdy, když ručně zamknete frekvenci a taktéž ručně nastavíte napětí – tedy když je CPU v tzv. „OC mode“. Ten totiž vede k tomu, že se deaktivuje turbo a s ním i automatické řízení napětí, které jsme tu popisovali. Poté už můžete snížit napětí jak chcete, ale podle Stilta je rezerva Ryzenů 3000 stejně velice malá. O mnoho níže, než je automaticky používané napětí, se tedy nedostanete.
Rezervy jsou vyčerpané už defaultním chováním CPU
Nakonec je tedy situace poněkud podobná přetaktování, kde také Ryzen 3000 poskytuje minimální prostor, protože už výchozí fungování jde na hranice možností křemíku. Zdá se, že jediná možnost, jak tyto procesory nějak kočírovat nad rámec jejich výchozího chování, bude tedy používat cestu zvýšení limitů spotřeby, proudu a tak dále (Precision Boost Overdrive) nebo naopak jejich snižování.
‚Underbolting se nedoporučuje‘ namiesto ‚Undervolting se nedoporučuje‘ 😉
Díky za upozornenie, opravené! 🙂