Les multiples fréquences de Ryzen à la loupe

CPU Clock50 fréquences de Ryzen

Avant de vous reparler des Core i7 7740K et i5 7640K (que nous devrions finalement recevoir dès demain), discutons à nouveau de Ryzen. Beaucoup de nos lecteurs s’interrogent sur la façon dont sont gérées les fréquences (de base, turbo, …etc.). Et en effet, le sujet est particulièrement complexe tant les fréquences différentes définies par AMD pour chaque modèle sont nombreuses. Prenons d’abord comme exemple le prototype qui a servi pour les tests publiés dans CPC Hardware N°31. Il s’agit d’un Engineering Sample de première génération basé sur le stepping A0. Ce processeur s’identifie sous le nom de code « 2D3151A2M88E4″. Le décodage de cette information nous donne déjà quelques informations sur la fréquence de base. Voici comment le traduire :

  • 2 : Indique la génération du prototype. 1 = Première génération d’Engineering Sample (ES0) – 2 = Seconde génération d’Engineering Sample (ES1) – Z = Qualification Sample (QS). Ces derniers sont destinés aux clients finaux pour validation et offrent théoriquement les mêmes spécifications que les modèles commerciaux.
  • D : Plateforme. D = Desktop – S = Server – M = Mobile.
  • 315 : Fréquence de base. Dans le cas fréquent, 3.15 GHz.
  • 1 : Numéro de révision du modèle, dans le cas de plusieurs processeurs différents disposants de la même fréquence de base.
  • A2 : Code interne arbitraire lié au TDP maximum et aux spécifications requises par les VRM. A2/BA = 95W – AU/BB = 65W
  • M : Package physique. M = AM4 – V = SP3
  • 8 : Nombre de cœurs physiques (hors SMT)
  • 8 : Valeur arbitraire correspondant à la taille du cache. 8 = 4MB L2 + 16MB L3 – K = 2MB L2 + 8MB L3 – H = 16MB L2 + 64MB L3 – I = 3MB L2 + 16 MB L3
  • E4 : Stepping du cœur. E4 = A-Step – F4 = B-Step

Le nom de code permet donc de connaitre la fréquence de base du CPU. Il existe néanmoins de nombreuses autres fréquences importantes, sans compter toute celles liées au chipset intégré et au fonctionnement du SoC (Uncore). AMD spécifie les cœurs Ryzen avec 8 fréquences différentes. Pour notre processeur 2D3151A2M88E4 de test, on trouve :

  • F_P0 : la fréquence de base. Ici de 3.15 GHz. Par défaut et sans mode Turbo, tous les cœurs du processeur seront cadencés à cette fréquence en charge et fonctionneront avec une tension d’alimentation liée.
  • F_P1 : AMD définit également un second couple fréquence/tension plus faible, qui provoque une baisse significative de consommation électrique (TDP). Dans notre cas, notre processeur sera cadencé à 2.70 GHz.
  • F_P2 : Dernier couple fréquence/tension garanti, qui limite encore plus la consommation. 2.20 GHz avec le CPU de test. Il reste bien sûr possible pour le processeur de fonctionner à une fréquence intermédiaire entre ces différents modes P0, P1 et P2, mais ces trois couples fréquence/tension permettent aux systèmes de gestion embarqué de construire automatiquement une courbe à la granularité plus fine par extrapolation. Pour rappel, Ryzen accepte une granularité de 25 MHz.
  • F_Min : AMD spécifie également une fréquence minimum. Celle-ci est actuellement fixée à 550 MHz sur les déclinaisons Desktop.
  • F_Boot : Lors de leur initialisation au démarrage de la machine, les Ryzen sont cadencés bien plus faiblement que leur fréquence de base nominale (F_P0). Sur notre exemplaire de test précédemment cité : 2.20 GHz. Cette fréquence correspond généralement à la F_P2, mais il existe quelques exceptions. Au boot, le processeur dialogue avec la carte mère pour s’assurer que celle-ci peut fournir le courant nécessaire pour le mode F_P0. Si ce n’est pas le cas, la fréquence maximum se limitera à F_P2. Cette fonctionnalité permet théoriquement la création de cartes-mères limitées à faible coût qui n’accepteront par exemple que les modèles Quad Core. Un avantage pour les gros intégrateurs comme HP ou Dell.
  • F_TMT : Comme tous les CPU modernes, les puces Ryzen disposent d’un mode Turbo permettant d’augmenter les fréquences tout en restant dans les limites de fiabilité. Lorsque tous les cœurs sont utilisés simultanément, le CPU qui nous sert d’exemple peut ainsi passer de 3.15 GHz à 3.30 GHz, pour peu que la température, le TDP et la consommation électriques restent sous les maximas autorisés. Plus que F_P0, F_TMT représente la fréquence la plus importante pour les performances multithread.
  • F_TST : Lorsqu’un seul cœur est utilisé, la fréquence peut encore grimper. Dans notre cas jusqu’à 3.50 GHz. Cette information se retrouve parfois dans le nom de code sous la forme « 2D3151A2M88E4_31/35″. Elle permet d’augmenter les performances des applications Single Thread, ce qui devient de plus en plus rare aujourd’hui.
  • F_TMAX : AMD spécifie enfin une dernière fréquence Turbo « Max ». Elle ne s’applique que lorsqu’un seul cœur est utilisé, comme F_TST. La différence ? F_TST est garantie dans tous les cas alors que F_TMAX ne l’est pas. Elle dépend de plusieurs paramètres comme la température.

Vous pouvez désormais décoder plus facilement les informations sur le modèle Ryzen le plus récent, qu’AMD utilise actuellement pour valider la déclinaison la plus haut de gamme qui sera annoncée le 2 Mars. Vous trouverez par exemple ici son nom de code complet : ZD3601BAM88F4_40/36_Y. Pour ce dernier, F_P1 = 3.20 GHz, F_P2 = 2.20 GHz. La fréquence la plus importante (F_TMT) reste visiblement toujours en cours de finalisation. Elle devrait être comprise entre 3.65 GHz et 3.80 GHz, selon les arbitrages pris par AMD en fonction du yield (voir news précédente). Nous vous reparlerons bientôt des TDP et des tensions d’alimentation.

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Doc TB
Détracteur en chef, journaliste total, combat le bullshit marketing depuis 2001, ce qui lui vaut régulièrement procès et menaces. Particularité : dilapide l'argent de la rédaction en produits divers et variés qu'il pourrait très bien obtenir gratuitement via les constructeurs (contre un ou deux points en plus sur la note). Détruit au final lesdits produits en cherchant à les améliorer ou pour éprouver leur résistance aux courts-circuits.

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