Тестирование процессоров Ryzen Threadripper 2950X и 2990WX (второе поколение Ryzen Threadripper)

Методика тестирования компьютерных систем образца 2017 года

Ровно год назад мы знакомились с фактически первой HEDT-платформой AMD в виде процессоров Ryzen Threadripper. Точнее, тогда мы знакомились с ней на практике, потому что основные параметры новой платформы были известны и раньше, а то, что она вообще появится, стало понятно уже в момент анонса Ryzen 7 в начале 2017 года: восьмиядерные модели этого семейства с ценами от $300 до $500 оказались способны с легкостью конкурировать с вдвое более дорогими процессорами Intel для LGA2011-3, а выше оставались «свободные» ценовые ниши и для более быстрых решений.

Какими они могут быть, стало понятно прошлым летом, когда серверные AMD Epyc были представлены официально, что заодно полностью раскрыло и одну из ключевых для современных продуктов компании технологий — шину Infinity Fabric. Infinity Fabric не только способна объединять CCX внутри кристалла (что используется в настольных Ryzen), но и пригодна для связки нескольких таких восьмиядерных кристаллов на одной подложке процессора и для объединения двух таких «суперблоков» на одной плате. В Epyc эти возможности были использованы полностью: процессоры изначально включали четыре кристалла, причем часть моделей работает в двухсокетных конфигурациях. Ryzen Threadripper первого поколения были «попроще»: только один сокет и два кристалла. Корпусировка процессоров и сам сокет были аналогичны Epyc, но ограничивались периферийными возможностями двух кристаллов — каждый из которых, напомним, содержит двухканальный контроллер памяти и 32 линии PCIe. Суммарных четырех каналов памяти (до 128 ГБ) и 64 линий PCIe (четыре нужны для связи с чипсетом, а остальные могут распределяться между семью устройствами) для «условно-настольных» решений вполне достаточно, откуда и взялось такое ограничение. А процессорных ядер в этой линейке было 8, 12 или 16 — по ценам от 550 до 1000 долларов. Таким образом, в относительном исчислении компания «просила» за ядро около $70, а Intel — почти вдвое дороже, что привлекло немалый интерес к новой платформе.

Впрочем, выбранный подход имел и некоторые недостатки. В частности, стоило помнить, что у процессора именно два двухканальных контроллера памяти, а не один четырехканальный. Соответственно, для каждого ядра лишь часть памяти была «своей» — к остальной приходилось обращаться через соседний кристалл, с увеличенными задержками. В общем, по логике работы что Ryzen Threadripper, что Epyc сильно напоминают многосокетные системы, а это приходится учитывать. С другой стороны, в профессиональном мире немало ПО, созданного с учетом особенностей многосокетных систем, а «многоядерность», как уже сказано, получилась более «дешевой». Сделать платформу по-настоящему массовой это не могло, а вот популярной в профессиональных кругах — вполне.

В этом году AMD начала процесс обновления «базовых» кристаллов, переходя с Summit Ridge на Pinnacle Ridge — обновив техпроцесс и подправив выявленные в процессе эксплуатации шероховатости. Радикального изменения микроархитектуры не случилось, но небольшое улучшение — было, что, в частности, позволило немного повысить производительность. В любом случае, «новые» кристаллы лучше «старых», так что появление второго поколения не только Ryzen, но и Ryzen Threadripper стало неизбежным. Однако не обошлось и без сюрпризов.

Ryzen Threadripper X и WX

Фактически компания выпустила не одну, а две линейки процессоров. Первое семейство является эволюционным улучшением Threadripper первого поколения и включает две модели: с конца месяца будет поставляться 2950X с 16 ядрами, а в октябре мы увидим более дешевый 2920X с 12 ядрами. Восьмиядерная модификация пала жертвой конкуренции: за прошедший год цену Ryzen 7 для АМ4 пришлось опустить до $300, так что аналогичную модель для TR4 существенно дороже не продашь, а по такой цене она смысла не имеет (платформа все равно не дешевая). С другой стороны, это компенсируется тем, что 2920X/2950X стали немного более доступными по сравнению с предшественниками: $649/$899, а не $799/$999 (за 1920X/1950X), так что можно просто позволить себе немного больше ядер. Причем ядра эти будут чуть более быстрые, чем раньше, а вставить такой процессор можно в любую уже имеющуюся в продаже плату — только BIOS обновить. Да и подходящие системы охлаждения за этот год появились.

В общем, выпусти компания только эту пару — все равно событие стало бы для многих интересным. Но в AMD решено было пойти дальше и не ограничиваться простым эволюционным улучшением привычных продуктов. Дополнительно к этому устроили небольшую революцию, анонсировав сразу и процессоры Ryzen Threadripper 2970WX и 2990WX. Первый включает уже 24 ядра и появится в продаже (в октябре) по цене в районе $1299, второй же уже доступен — за $1799, но за 32 ядра. Отметим, что Intel за $1999 предлагает покупать Core i9-7980XE, где ядер «всего лишь» 18, так что разрыв увеличился еще больше.

Технически в этих процессорах, впрочем, ничего революционного нет — они, подобно Epyc, совмещают четыре процессорных кристалла. Правда, платформа осталась той же — и ее ограничения тоже. В итоге в линейке WX ядра еще и неравноправны: «своя» память есть только у половины из них, а для остальных весь ее объем «чужой». В такой ситуации распределять потоки по ядрам и кристаллам — задача слишком сложная для того, чтобы с ней легко справлялся типовой планировщик операционной системы. Да и найти соответствующую нагрузку в настольной системе надо еще суметь. Собственно, поэтому компания по-прежнему позиционирует как решения для энтузиастов и геймеров только X-серию, а WX предлагает создателям контента и разработчикам. И то не всем, пожалуй :)

Об охлаждении процессоров топового семейства особо заботиться не придется (как уже было сказано выше), а вот «совсем топовое» имеет свои нюансы: величина TDP у четырехкристальных Ryzen Threadripper увеличена со 180 до 250 Вт. Причем Epyc тоже укладываются в 180 Вт благодаря работе на более низких частотах, но для WX такой вариант нежелателен — иначе слишком во многих сценариях эти процессоры начали бы существенно отставать и от своих более дешевых собратьев, и от Core i9. Поэтому частоты WX соответствуют процессорам для АМ4 и X-серии, а пользователю надо думать, куда деть четверть киловатта тепловой мощности.

Это находится далеко за пределами возможностей подавляющего большинства «воздушных» систем охлаждения, однако соответствует способностям новенького Wraith Ripper (спроектированного компанией Cooler Master и имеющего рекомендованную цену в $100). Впрочем, сама же компания отмечает, что производительность Ryzen Threadripper 2990WX в паре с ЖСО будет более высокой (или, если угодно, «воздушный» кулер будет немного «тормозить» процессор), так что тестирование этой модели мы проводили в двух вариантах: с «водой» и с «воздухом».

А сам кулер довольно интересен, хотя поместится он далеко не во всякий корпус — что, опять же, делает предпочтительной ЖСО. Но на открытом стенде смотрится внушительно, красиво подсвечивается, даже при максимальной нагрузке работает тихо — в общем, альтернатива «водянкам» есть. Полная или нет — проверим тестами, заодно оценив, где какие из новых процессоров будут наиболее полезны.

Конфигурация тестовых стендов

Как уже было сказано выше, модификации на «урезанных» кристаллах будут доступны осенью, так что главными героями сегодняшнего тестирования станут «флагманы» линеек X и WX. С ними, в общем-то, все понятно: линейка X стала эволюционным развитием первого поколения на базе обновленной микроархитектуры, а в линейку WX добавилось еще два кристалла, но «не соединенных» с периферией, в отличие от Epyc, что и позволило им сохранить совместимость с прошлогодней платформой.

Для сравнения нам потребуются результаты Ryzen Threadripper 1950X (ранее самого быстрого) и обычного «настольного» Ryzen 7 2700X — чтобы понять, насколько (и когда) оправдан выбор более дорогостоящей платформы. Тем более, по сравнению с прошлым годом такое сравнение стало более актуальным: 1800X изначально был всего вдвое дешевле, чем 1950X, а в современной паре разница стала трехкратной — 2950X лишь немного дешевле предшественника, но цены на Ryzen 7 компании за год пришлось скорректировать куда существеннее.

Причиной этого было появление прошлой осенью Core i7-8700K, который нам сегодня тоже пригодится — в качестве максимального уровня производительности на массовой платформе Intel. Впрочем, основными продуктами этой компании в сегодняшнем сравнении будут представители HEDT-линейки, причем сразу три. С двумя свои новинки сравнивает и AMD: Core i9-7900X формально конкурирует с 2950X (и делать это ему, надо заметить, будет тяжелее, чем с 1950X), а i9-7980XE — с 2990WX. С другой стороны, такое сравнение корректно только за счет равенства цен, да и то не совсем — у Threadripper изначально есть небольшая фора и при таком подходе. Поэтому мы добавили к списку испытуемых еще и i9-7960X, который чуть дешевле, а по числу ядер при этом в точности равен 1950X/2950X.

В остальном конфигурации были примерно равными: один и тот же SSD, видеокарта и 8 ГБ памяти на канал (т. е. 16 ГБ для LGA1151/AM4 и вдвое больше для HEDT-платформ). Частота памяти — штатная для решений Intel и Ryzen 7, но немного повышенная для Threadripper. Так было сделано и во время тестов первого поколения: мы использовали DDR4-2933 для всех процессоров AMD, хотя штатно они поддерживали только DDR4-2666. Сейчас DDR4-2933 стала штатной, но поскольку мы использовали модули, рассчитанные на 3200 МГц, такую частоту и выбрали. В принципе, разгоном это по нынешним временам можно и не считать — как показали последние испытания системных плат, текущие версии AGESA позволяют памяти «нормально жить» и на 3,5+ ГГц. Толку, правда, от этого куда меньше, чем принято считать в некоторых кругах :)

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:

• Методика измерения производительности iXBT.com на основе реальных приложений образца 2017 года
• Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров
• Методика мониторинга мощности, температуры и загрузки процессора в процессе тестирования
• Методика измерения производительности в играх образца 2017 года

Подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97—2003). Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (AMD FX-8350 с 16 ГБ памяти, видеокартой GeForce GTX 1070 и SSD Corsair Force LE 960 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.

Правда, от игровых тестов мы на данный момент отказываемся. Хоть AMD и утверждает, что процессоры линейки X хорошо подходят геймерам и энтузиастам, мы все-таки склонны считать, что лучше всего геймерам подходят... хорошие видеокарты :) При этом таковые все еще не бывают настолько «хорошими», чтобы им не хватило даже самых дешевых процессоров из сегодняшнего тестирования. Впрочем, при тестах по обновленной методике, мы этот вопрос рассмотрим, благо там и игры обновлены. А как эти игры работают на GTX 1070 с процессорами разных уровней — мы давно и хорошо знаем. Собственно, в первую очередь нас сегодня интересует сравнение процессорной производительности, причем сравнить хочется с как можно большим количеством других моделей, поэтому мы используем прошлогоднюю тестовую методику: по ней накоплена очень большая база результатов. И в планируемом итоговом материале без новых Ryzen Threadripper, разумеется, обойтись будет нельзя.

iXBT Application Benchmark 2017

Если старшие Core i9 смогли хотя бы поравняться с 1950X по производительности, но при существенно большей цене, то обновление семейства вернуло противостояние к тому, с чего оно начиналось год назад (когда i9-7900X был самым быстрым из поставляемых). А вот результаты 2990WX в данном случае не вдохновляют — формально это задачи «для него», а фактически такое количество потоков программы бытового назначения, похоже, нормально «переварить» не могут; что хорошо согласуется и с парой 7960X/7980XE. С другой стороны, даже в таком (не самом удобном) положении процессор все равно держится на уровне что топовых решений Intel, что Ryzen Threadripper первого поколения. Особенно если не испытывать страх перед ЖСО: даже самый лучший и специально созданный для таких решений «воздушный» кулер производительность немного ограничивает. Впрочем, AMD об этом предупредила честно и заранее, так что претензий к компании у нас нет — просто законы физики обмануть невозможно.

Вот где 32 ядра могут развернуться в полную силу — так это здесь. Причем на фоне того, что 2950X не слишком обогнал 1950X (так что основные улучшения в нем связаны явно с турборежимом при неполной нагрузке), да и от топового Core i9 немного, но отстал. А вот Ryzen Threadripper 2990WX с последним справляется шутя; одной левой. Результат мог бы быть и более высоким, если бы не Вlender — где производительность оказалась на уровне лишь старенького 12-ядерного 1920X. К чему, впрочем, мы были готовы — как уже было сказано в начале, NUMA в некоторых программах может и не такие сюрпризы преподносить. Особенно в случае таких «несимметричных» моделей, где иногда лучше дать части ядер простаивать, чем загружать их работой.

Долгое время работа с видео считалась вотчиной многоядерных решений, но современные стали уже слишком многоядерными. Впрочем, в покупке одного из HEDT-процессоров для решения подобных задач есть смысл. Но только одного — Ryzen Threadripper 2950X, который не просто оказался самым быстрым в этой группе тестов, но и заметно (т. е. так, что это можно увидеть и невооруженным глазом) оторвался от массовых решений. Да и 2990WX со своими непосредственными конкурентами, в общем-то справляется — т. е. он не хуже топовых Core i9. Просто (как и они) стоит слишком дорого для того, чтобы это имело смысл принимать во внимание — особенно учитывая то, что более дешевый 2950X еще и быстрее.

Тот случай, когда лучше всех вообще Core i7-8700K. Или (из продукции AMD) Ryzen 7 2700X. Нет — конечно, они тут не самые быстрые, но, чтобы получить еще хотя бы 10%-15% платить уже придется минимум в три раза больше. Так что не стоит. Если, конечно, это основные нагрузки — поскольку если нужно работать и с фото, и с видео, то Ryzen Threadripper 2950X уже интересен: и там, и там самый быстрый; пусть и в немного разной степени.

Задача распараллеливается идеально, причем разбивается на множество абсолютно независимых частей — опять случай, когда 2990WX может блеснуть своими яй... ядрами. Непропорционально цене, конечно, так у старших моделей процессоров Intel с этим дела обстоят еще хуже.

А вот это — самый плохой для Ryzen Threadripper 2990WX расклад: работа с памятью как раз важна, причем всеми ядрами. На деле же в подобных случаях их количество желательно ограничить: загрузив работой только один кристалл, получили бы результаты на уровне 2700X — куда более высокие. Два — можно еще чуточку быстрее. Но «вспомогательные» ядра все только замедляют. И, кстати, еще любопытен проигрыш 2950X предшественнику — несмотря на более высокую частоту памяти.

На эту группу тестов мы возлагали большие надежды — почти как на рендеринг. В какой-то степени они оправдались, но не в «общем зачете» таковой для 2990WX был сильно испорчен разнородностью входящих в группу программ. В частности, он очень хорошо выступил в LAMMPS и NAMD, а вот в FFTW проиграл даже... Ryzen 5 1400. Но это объяснимо: приложение не только отлично масштабируется по ядрам, но и сильно «завязано» на производительность системы памяти, т. е. априори является «NUMA-неустойчивым». «Двухкристалльные» Ryzen Threadripper (скорее всего — и Epyc) проблем не имеют, поскольку все ядра снабжены «своей» памятью, но вот у представителей линейки WX половина ядер таковой лишена, так что от их использования производительность только падает.

А в Matlab 2700X, 2950X и 2990WX, например, продемонстрировали практически идентичные результаты с точностью до погрешности измерения. Из чего можно сделать два вывода. Во-первых, масштабируемость программы за пределами 16 потоков вычислений практически отсутствует (вот до этой границы все очень хорошо). Во-вторых, во втором поколении Ryzen Threadripper явно учтены недостатки первого — 1950X, к примеру, тест в этой программе выполнял немного медленнее, чем 1800X. Сейчас же многокристальные сборки по крайней мере стараются не проигрывать своим «базовым» родственникам даже в неудобных условиях.

Общий расклад предсказуем. Выше мы видели не так много сценариев, в которых 2990WX обгонял был 2950X — соответственно, он отстал и в общем итоге. Правда вот любые Core i9 он все равно обгоняет — даже при таком подходе. Причем обгоняет даже с использованием воздушного охлаждения — переход на «воду» (как и было обещано) производительность еще немного увеличивает. Но в общем и целом процессоры линейки WX к «настольным» отнести можно лишь очень-очень условно — в меньшей, даже, степени, чем X или Core i9 для LGA2066. По двум причинам. Первая — далеко не все приложения масштабируются хотя бы на 4-8 потоков. У нас, впрочем, таких практически нет, но «ломающиеся» на 32 — точно есть. А тут одних лишь ядер 32 — потоков же 64. Соответственно, загрузить их работой очень сложно. И вторая причина — NUMA, что тоже «не любят» многие настольные программы. Причем из-за немного несимметричной архитектуры эти процессоры страдают от данной проблемы больше всех — часть ядер может «ходить» к периферии только через «чужие» кристаллы с соответствующими задержками. И ладно, когда совсем к периферии — памяти это тоже касается. Так что процессоры имеют свою специфику и оправданы в определенных нишах. Не потому, что могут «не выиграть» у более дешевых моделей — могут даже и проиграть. Но если задачи для них есть, и обеспечить постоянное их поступление можно — это отличное решение. Только, скорее, для серверов, а не рабочих станций, чтоб там не утверждалось в AMD :) Фактически это немного более дешевый вариант «односокетного» Epyc под более дешевую же инфраструктуру. Ограничения по периферии коснутся далеко не всех, поскольку 128 ГБ памяти и 60 линий PCIe перекрывают огромное количество потребностей пользователей. Более высокую производительность (за счет повышенных тактовых частот) и низкую цену — напротив, заметят все. При этом понятно, что цель — не внутрифирменная конкуренция, а усиление давления на системы с двумя Xeon Silver. Или самосборными «числодробилками» на Core X-серии, разумеется — тут у новой линейки AMD недостатков не наблюдается вовсе.

Ryzen Threadripper 2950X, в свою очередь, как раз безоговорочный лидер в сегменте настольных решений. Разумеется, не уровня офиса или там игровой системы — хотя и с такими нагрузками справится не хуже других, но для подобного применения избыточен. А вот когда нужна высокая производительность за (все еще) разумные средства — конкурентов практически нет.

Во всяком случае, это верно, если говорить о «чистой» производительности. Но есть и другие немаловажные параметры — к которым мы и переходим.

Энергопотребление и энергоэффективность

Тут, конечно, не все так хорошо — но и не то чтоб ужас-ужас. Видно, что 2950X не стал хуже предшественника, да и с решениями для LGA2066 он вполне сопоставим. В общем, тут ничего по сравнению с прошлым годом не изменилось, а отсутствие плохих новостей — уже хорошая новость. Что же касается линейки WX, то это новая вершина — в плохом смысле слова. В абсолютных-то цифрах ничего такого уж страшного (видеокарты потребляют и больше), но для рынка односокетных систем такие значения ранее типичными не были. И это, заметим, несмотря на то, что в большинстве используемых нами сценариев процессоры работали не с полной отдачей, а уж разгона (который, как обычно, возможен) мы и вовсе не касались. С разгоном вообще нужно быть крайне осторожным: то, что новые процессоры полностью совместимы с любыми платами TR4, в какой-то степени плюс... Но для WX это может оказаться и минусом: производители плат (несмотря на полную совместимость) наверняка обновят свои модельные линейки, причем новые продукты уже будут рассчитаны на выросшие аппетиты линейки WX, а вот прошлогодние платы вовсе не обязательно окажутся к такому готовы. Да, разумеется, в них был заложен «запас прочности» для того, чтобы какой-нибудь Ryzen Threadripper 1950X мог работать не только в штатном режиме, но и при разгоне — вот только Ryzen Threadripper 2990WX немалую часть этого запаса «сожрет» уже и в штатном режиме.

Попутно, кстати, можно заметить, что «ухудшение» охлаждения не так уж и сильно снижает аппетиты 2990WX — в отличие от производительности, которая, казалось бы, «просаживалась» заметно, что мы наблюдали в тестах выше.

Впрочем, это падение потребления все-таки есть, и в относительном исчислении оно оказывается более весомым, так что с точки зрения энергоэффективности воздушный суперкулер AMD оказывает положительное, а не отрицательное влияние :) Правда, энергоэффективность тут в любом случае оказывается невысокой — это все-таки решение, «заточенное» под максимальную производительность в специфических нагрузках. А вот Ryzen Threadripper 2950X неплох, он может обогнать по эффективности даже настольные решения под АМ4, и понятно почему: на Threadripper идут самые лучшие кристаллы, отборные. Что бывает, когда в ход идет утилизация брака, мы наблюдали на примере младших моделей: Ryzen 3 1200 и 1300X со своими показателями энергоэффективности 1,27 и 1,05 хорошо выглядят разве что на фоне «стройтехники» для FM2+/AM3+ (≈0,6 балла и ниже), но проигрывают даже 2990WX. Да и у Skylake-X результаты не сказать что радикально лучше — но эти процессоры и дороже, и медленнее (одновременно!).

В общем, если нужно энергоэффективное решение — прямая дорога к массовым платформам, а то и вовсе к низкопотребляющим BGA. В «избушке» HEDT свои «погремушки», которые просто нужно учитывать.

Итого

Компанию AMD хочется поблагодарить за четкое разделение моделей по семействам: все-таки WX — это очень специфические решения, которым нужно обеспечивать соответствующую нагрузку и соответствующее охлаждение. Понятно это и по цене, с которой вообще получилось забавно: когда конкуренции на рынке не было, отдельные покупатели возмущались внезапным увеличением цены «экстремалов» Intel с $999 до $1569 (в момент выхода первого десятиядерного Core i7), а как только конкуренция появилась, обе компании… бодро начали предлагать «настольные» процессоры по две тысячи долларов, и им вроде как и возразить нечего :) Да, AMD дешевле — но всего на 10%. С другой стороны, если говорить серьезно, то ранее уровень производительности, обеспечиваемый Ryzen Threadripper 2990WX или Core i9-7980XE, можно было получить только при помощи многопроцессорных систем. А там и цены «пострашнее», и проблемы с распределением нагрузки посерьезнее, чем на TR4, да и энергопотребление измерялось сотнями ватт уже очень давно. Так что в этом плане польза от конкуренции есть.

Что же касается Ryzen Threadripper 2950X, то и его достаточно, чтобы в большинстве случаев спокойненько обгонять любые решения для LGA2066. Поэтому он вовсе не кажется таким уж дорогим — даже наоборот. Да и в сравнении с непосредственным предшественником он подешевел, а не только стал быстрее. А особо экономные пользователи могут дождаться осени и купить 12 ядер AMD фактически по цене восьми Intel — и лишь немногим дороже, чем восемь более медленных ядер AMD всего год назад.

В общем, после обновления и расширения ассортимента положение платформы TR4 на рынке практически уникально. Да, она не для всех — даже серия X, не говоря уже о WX. Да, есть определенные нюансы, которые придется учитывать. Но при этом непосредственных конкурентов у нее нет — ни среди разработок Intel, ни среди предшествующих платформ AMD. Честно говоря, мы даже затрудняемся сказать, когда последний раз на рынке наблюдалось нечто подобное. Разве что выпуск двухъядерных Athlon 64 X2 для уже существующего Socket 939 был чем-то похож. Так что теперь единственное, что смущает: сможет ли компания чем-то удивить покупателей в следующем году? Вопрос не праздный — после таких-то 2017-го и 2018-го :)