AMD 再向 INTEL 投下震撼彈, AMD Ryzen Threadripper 處理器正式上場,搶攻高階玩家平台及工作站運算市場,基於全新 Zen 微架構、具備 SMT 同步多線程技術,高達 16 核心、 32 線程運算能力,不僅在性能上追貼 INTEL ,更重要是售價便宜近半。
挑戰 HEDT 平台 AMD Ryzen Threadripper 登場
今年三月, AMD 正式發佈全新 Zen 微架構,其性能相較上代 Excavtor 微架構 PC 性能提升平均達 ~ 52% , 而且功耗表現更理想, Ryzen 3/5/7 系列桌面處理器憑著高性價比及多核優勢作賣點,令不少玩家轉投 AMD 平台,打破 INTEL 長久以來的市場壟斷局面。
緊接, AMD 將挑戰 INTEL 高階桌面 (HEDT) 平台市場,同樣基於 Zen 微架構設計,全新 Ryzen Threadripper 系列處理器擁有高達 16 核心、 32 線程,相同 CPU 核心數規格售價較 INTEL Core X 系列更便宜,或相同價位下其 CPU 核心更多、性能更高, INTEL 再不思進取維持擠牙膏式的產品更新策略,高階市場恐出現嚴重流失。
高達4094 個LGA 接點
與 INTEL Core X 系列相似, AMD Ryzen Threadripper 系列是基於 AMD EPYC 伺服器處理器移植至高階桌面平台,採用 Socket TR4 接口、也被稱為 Socket SP3r2 ,是 AMD 首款桌面處理器使用 LGA-ZIF 設計,高達 4094 個 LGA 接點其插座設計與 EPYC 處理器的 Socket SP3 完全相同,但兩者並不能互換使用。
相較於 Ryzen 3/5/7 處理器, Ryzen Threadripper 處理器除了擁有更多運算核心,讓用家能同一時間處理更多事情,具備更多的 PCIe I/O ,可用作連接更多的 GPU 或 FPGA 處理器、更多 PCIe SSD 儲存裝置,同時可支援更多 DRAM 記憶體模組、更高系統記憶體容量,能滿足高階 PC 玩家及工作站專業用家的使用需要。
想了解有關 AMD Zen 微架構的改進詳情,讀者們可以參考︰
採用 MCM 封裝技術 2 顆 Zeppelin 8 核心晶片
與 Ryzen 7 處理器一樣, Ryzen Threadripper 同樣由代號 Zeppelin 8 核心矽晶片所組成,採用14nm CMOS 制程、由 GlobalFoundries 代工,矽晶片尺寸約 192mm² 、內含 48 億個電晶體,透過 Multi Core Module 封裝技術,將兩顆 Zeppelin 矽晶片包裝在單一封裝之內,達成 16 核心處理器配置。
拆下處理器的 IHS 金屬蓋,會發現實際封裝了 4 顆矽晶片,其中兩顆是空白的矽晶片不含無任何電路,用作分擔散熱器扣具壓力及增加封裝與 IHS 之間的導熱面積。
AMD 已公佈了 4 款 Ryzen Threadripper 型號,率先上市的型號包括 12 核心 1920X 與 16 核心 1950X ,緊接於月底再推出 8 核心 1900X ,全部 TDP 規格均為 180W , 沒有鎖上處理器倍頻,讓進階玩家可以完全發揮其超頻潛能。
此外, AMD 將於第四季推出不具備 Full XFR 擴展時脈功能的 12 核心 1920 , 與 1920X 型號的差異在於時脈、 TDP 規格及 Full XFR 擴展時脈空間,只有 X 版本才支援不鎖處理器倍頻功能,同時一般型號的 XFR Boost 只有 100MHz , X 版本則為 200MHz 。
AMD Ryzen Threadripper Family
Model | Process | Core/ Threads |
L2 | L3 | Base Clock |
Boost Clock |
TDP | SMT | AMD-V | Full XFR |
Price |
Ryzen Threadripper 1900X | 14nm | 8/16 | 4MB | 16MB | 3.4GHz | 4.0GHz | 180W | ✔ | ✔ | ✘ | US$549 |
Ryzen Threadripper 1920 | 14nm | 12/24 | 6MB | 32MB | 3.2GHz | 3.8GHz | 140W | ✔ | ✔ | ✔ | US$729 |
Ryzen Threadripper 1920X | 14nm | 12/24 | 6MB | 32MB | 3.5GHz | 4.0GHz | 180W | ✔ | ✔ | ✔ | US$799 |
Ryzen Threadripper 1950X | 14nm | 16/32 | 8MB | 32MB | 3.4GHz | 4.0GHz | 180W | ✔ | ✔ | ✔ | US$999 |
產品命名法則方面, Ryzen Threadripper 大致上與 Ryzen 3/5/7 系列類同, Threadripper 屬於極致玩家及工作站系列,再加入 4 位數字型號及英文字符作產品類別。
高速 Infinity Fabric 鍊結
AMD Ryzen Threadripper 處理器內含兩顆 Zeppelin 矽晶片,透過 2 組高速 Infinity Fabric 鍊結進行互連,其連結速度與記憶體時脈掛鈞,當記憶體模組運作於 DDR4-3200 時,兩者之間的雙向互連頻寬高達 102.22GB/s 。
每顆 Zeppelin 8 核心矽晶片均擁有自己的 Dual Channel 記憶體控制器及 PCIe I/O 單元,當 CPU 核心要存取另一顆矽晶片上的遠端記憶體或 PCIe I/O 單元時,需要透過 Infinity Fabric 鍊結進行訪問,據 AMD 指出,記憶體模組運作於 DDR4-2400 時, CPU 核心存取本地記憶體時延遲值約為 78ns ,當存取遠端記憶體延遲值會提升至 133ns 。
為實現記憶體性能最大化, Ryzen Threadripper 提供了兩種記憶體運作模式, Distributed (UMA) 模式及 Local (NUMA) 模式,玩家可以透過主機板 BIOS 選項或在 Ryzen Master 控制軟件中作出設定,更改記憶體運作模式需要重新啟動才會生效。
Distributed (UMA) 與 Local (NUMA) 模式
默認情況下, Ryzen Threadripper 處理器將記憶體存取並會被預設為 Distributed (UMA) 模式時,作業系統會將所有核心認作為同一顆晶片內,記憶體讀寫操作將會均勻地流向各個記憶體通道,雖然存取遠端記憶體時會出現較高的延遲,但卻實現了記憶體頻寬最大化。
Distributed (UMA) 模式對於需要讀寫大量數據資料、對延遲值不敏感的應用程式提供最佳化,例如執行 3D 繪圖渲染、影片後置及特效制作、影音影像編碼等運算時提供更佳的記憶體性能,用家在 Ryzen Master 介面中切換至 Creator Mode 創作者模式時,記憶體亦會被切換為 Distributed (UMA) 模式。
對於追求低延遲的運算應用以及記憶體頻寬較不敏感的運算應用,用家可以切換至 Local (NUMA) 模式,作業系統會將兩顆 8 核心晶片分別認作為兩顆不同的 NUMA 節點,所有核心的記憶體讀寫操作會優先流向本地記憶體,直至本地記憶體滿載後才會流向遠端記憶體。
雖然僅存取本地記憶體能提供較低的延遲值,但卻降低了記憶體頻寬,當系統偏向 3D 遊戲、數學運算及數據庫存取等應用為主,切換至 Local (NUMA) 模式後性能會更理想,用家在 Ryzen Master 介面中切換至 Mode 創作者模式時,記憶體亦會自動設置為 Local (NUMA) 模式。
根據 AMD 公佈的測試數據,當記憶體運作於 DDR4-3200 CL14-14-14 @ Quad Channel ,並執行 AIDA64 Memory & Cache 速度測試,在 Distributed (UMA) 模式下記憶體頻寬分別為 91,674MB/s Read 、 90,457MB/s Write 及 80,631MB/s Copy ,平均延遲值錄得 86.9ns ,切換至 Local (NUMA) 模式後,記憶體頻寬下降至 75,360MB/s Read 、 89,955MB/s Write 及 78,080MB/s Copy ,但平均延遲值降至只有 66.2ns 。
由於制程發展停滯不前,要實現更高的運算能力,「 Many Cores 」將會成為未來的主流發展趨勢,採用 MCM 封裝的優點是能加快更多核心產品的應市速度,大幅降低研發與封裝成本, AMD 透過加入 Distributed (UMA) 模式及 Local (NUMA) 模式,讓用家可因應需求切換不同模式,將 MCM 封裝對記憶體性能影響盡量降低。
支援 Quad Channel 技術、最高 DDR4-4000 倍頻
記憶體支援方面, Ryzen Threadripper 處理器支援 Quad Channel 四通道記憶體技術、 2 DIMM per Channel 配置,可配置 un-buffered 、 non-ECC 及 ECC 記憶體模組,雖然 AMD 規格上支援最高 1TB 記憶體容量,但由於僅支援 UDIMM 模組,暫時單條最高只有 16GB 容量,因此實際上最高支援 128GB 系統記憶體。
記憶體速度方面,經過 AMD 更新 AGESA 韌體後, Ryzen 處理器的記憶體相容性已大有改善,官方規格支援最高 DDR4-2666 @ 1DPC 或 DDR4-2400 @ 2DPC ,雖然非官方提供最高 DDR4-4000 記憶體倍頻選擇,但要跑上 DDR4-3600 或以上會變得非常困難,建議玩家選購時務必查看 QVL 支援清單,免得買到不適合的記憶體模組。
60 條 PCIe Lanes 、最多 7 個 PCIe 高速裝置
除了同價位擁有更多 CPU 核心, AMD Ryzen Threadripper 另一個重大賣點是處理器內建更多 PCIe Lanes , 2 顆「 Zeppelin 」矽晶片合共提供 64 條 PCIe 3.0 Lanes ,其中 4 條用作連接 AMD X399 系統晶片,餘下 60 條 PCIe Lanes 可分配至 7 個裝置接口,相較 INTEL Core X 處理器只有 16 ~ 44 條 PCIe Lanes , Ryzen Threadripper 在擴充能力上完全壓倒對手。
針對工作站應用市場, Ryzen Threadripper 處理器可提供高達 7 個 PCIe x8 Lanes 配置,用作連接 GPU 、 FPGA 、 10Gb Ethernet 等高速運算裝置。對於高階玩家平台,主機板廠商偏向採用 x16 / x16 / x16 或 x16 / x16 / x8 / x8 Lanes 的擴充槽配置,同時可提供 3 組 PCIe 3.0 x4 的 M.2 SSD 擴充槽。
GPU/FPGA Devices Configuration
PCIe Lanes | GPU/FPGA Configuration | |
INTEL Core X-Series i7-7600/7700 Processors | 16 | 16/0 8/8 |
INTEL Core X-Series i7-7800 Processors | 28 | 16/8 8/8/8 |
INTEL Core X-Serios i7-7900 Processors | 44 | 16/16/8 16/8/8/8 8/8/8/8/8 |
AMD Ryzen Threaderripper Processors | 60 | 16/16/16/8 16/8/8/8/8/8 |
此外, Ryzen Threadripper 處理器預留 3 組 PCIe x4 Lanes 專門用作 NVMe M.2 x4 SSD 介面,其最高頻寬可達 32Gbps ,這 3 組 PCIe Lanes 控制器同時具備 SATA 6Gbps Host 功能,這樣令 NVMe M.2 介面能同時提供 SATA M.2 SSD 支援外,亦能分拆出 4 個 SATA 6Gbps 連接埠。
值得注意的是, AMD Ryzen Threadripper 處理器同時內建了 8 個 USB 3.1 Gen 1 連接埠以及 HD Audio Codec 單元,可以看到 AMD 已將部份南橋功能移植至 CPU 內,理論上已具備完整 SoC 系統架構,無需額外使用系統晶片亦能正常運作。
配搭 AMD X399 系統晶片
為配合 AMD Ryzen Threadripper 處理器, AMD 推出全新 X399 系統晶片,採用 55nm 制程、由 ASMedia 代工設計,規格上與 AMD X370 系統晶片大致相同,提供了 8 個 SATA 6Gbps 連接埠並支援 RAID 0 、 1 及 RAID 10 模式,內建 12 個 USB 連接埠,包括 2 個為 USB 3.1 Gen 2 提供高達 10Gbps 傳輸速度, 4 個 USB 3.1 Gen 1 及 6 個 USB 2.0 連接埠。
AMD 300 Series Chipset Family
Chipset | Segment | USB 3.1 (G2+ G1) |
USB 2.0 | SATA | SATAe | PCIe Lanes | RAID | Multi GFX | OC Support |
A300/B300 | Small Form Factor | – | – | – | – | – | – | ✘ | ✘ |
X300 | Small Form Factor | – | – | – | – | – | – | ✔ (2 GPU) | ✔ |
A320 | Entry-level | 1+2 | 6 | 2 | 2 | x4 | 0,1,10 | ✘ | ✘ |
B350 | Mainstream | 2+2 | 6 | 2 | 2 | x6 | 0,1,10 | ✘ | ✔ |
X370 | Enthusiast | 2+6 | 6 | 4 | 2 | x8 | 0,1,10 | ✔ (2 GPU) | ✔ |
X399 | HEDT/Workstation | 2+6 | 6 | 4 | 2 | x8 | 0,1,10 | ✔ (6 GPU) | ✔ |
AMD Threadripper Profiles 技術
為優化 Ryzen Threadripper 處理器性能表現, AMD 新增 Creator Mode 創作者模式及 Game Mode 遊戲模式,讓用家可以根據自己的使用目的作出選擇,在默認情況下, Ryzen Threadripper 處理器被設定至 Creator Mode ,用家可以透過 AMD Ryzen Master 控制軟件中進行切換,切換後需要重新啟動才能生效。
Creator 與 Game Mode 之間的差異,主要在於 SMT 同步多線程技術與記憶體運作模式,在默認的 Creator Mode 創作者模式下, Legacy Compatibility Mode ( 即 SMT On) 會被關閉,記憶體運作模式會被設定至 Distributed (UMA) 模式,以達至最高線程運算能力及最大記憶體頻寬。
Game Mode 遊戲模式下, Legacy Compatibility Mode ( 即 SMT Off) 會被啟動,記憶體運作模式會被設定至 Local (NUMA) 模式,提供低延遲的記憶體讀取,對遊戲來說低延遲相較記憶體頻寬更重要。此外,不少遊戲會對線程數目作出限制,尤其是較舊的遊戲中更常見,關掉 SMT 同步多線程會令性能更理想。
事實上,並不是所有創作應用在 Creator Mode 就會得到更佳,同樣 Game Mode 亦不是所有遊戲也能達至最佳化,因此 Ryzen Master 提供了自訂 Profile 功能,用家可以針對自已的使用情璄,如果覺得麻煩,建議使用默認的 Creator Mode 模式更佳。
AMD Ryzen Threadripper 開箱
圖為 AMD Ryzen Threadripper 1950X 處理器的零售版本,巨型的黑色發泡膠箱盒非常有誠意,中央的透明膠片印有 Ryzen Threadripper Logo ,並可透視盒內的 Ryzen Threadripper 處理器實物,相較牙膏廠的紙盒包裝有誠意得多。
用家需要撕開外圍的硬咭紙封條,後方設有鎖扣並很有心思的寫著「 UNLOCK THE POWER 」,擰開鎖扣後可取得載有 Ryzen Threaderipper 處理器的膠盒,處理器預載有一組安裝固定支架,盒內同時附連一組星型螺絲批,用來解開 Socket TR4/SR3r2 扣具。
AMD Ryzen Threadripper 處理器並沒有附連散熱器,由於市面上仍沒有支援 Socket TR4/SR3r2 的散熱器及水冷,因此包裝盒內附連一組通用水冷扣具,雖說是通用但其實僅支援 Asetek 代工的水冷, AMD 官方網站已出第三方散熱支援列表,讓用家得悉那款散熱器可支援 AMD X399 平台,並通過 180W TDP 散熱要求。
AMD Ryzen Threadripper 第三方散熱支援列表
https://www.amd.com/en/thermal-solutions-threadripper
AMD Ryzen Threadripper 1950X 處理器
AMD Ryzen Threadripper 處理器主要針對極致玩家與工作站市場,配搭 AMD 全新 X399 主機板平台,主要對手是 INTEL Core X 系列 HEDT 處理器,「 Threadripper 」本是研發代號原計劃命名為「 Ryzen 9 」系列,但最終 AMD 直接採用「 Threadripper 」作為正式家族品牌,以突出其多線程運算優勢。
內建兩顆 Zeppelin 8 核心矽晶片,採用 14nm CMOS 制程、由 GlobalFoundries 代工,每顆矽晶片尺寸約 192mm² 、內含 48 億個電晶體,透過 Multi Core Module 封裝技術,將兩顆 Zeppelin 矽晶片包裝在單一封裝之內,最高可達成 16 核心處理器配置,首批登場共有 Ryzen Threadripper 1900X 、 1920X 與 1950X 三款型號,官方定價分別為 US$549 、 US$799 與 US$999 美元。
此次送測的型號為 AMD Ryzen Threadripper 1950X 處理器、 B1-Stepping ,內建 16 核心、支援 32 個 SMT 線程, 擁有 1.5MB L1 Cache 、 8MB L2 Cache 及 32MB L3 Cache ,基本時脈為 3.4GHz 、最高 Precision Boost 時脈為 4GHz ,最高 TDP 為 180W 、最高溫度為 68°C 。
支援 Full XFR 時脈擴展空間技術, XFR Boost 時脈可達 200MHz 達至 4.2GHz ,加上處理器沒有鎖上倍頻,讓進階玩家可以完全發揮其超頻潛能。
AMD Ryzen Threadripper 處理器採用全新 Socket TR4/SP3r2 封裝,是 AMD 首款桌面處理器使用 LGA-ZIF 設計,高達 4094 個 LGA 接點其插座設計與 EPYC 處理器的 Socket SP3 完全相同,但匯流排設計有所刪減,加上不支援多處理器互聯,但兩者並不能互換使用, AMD X399 主機板並不支援 EPYC 處理器。
Source : HKEPC