AMDs Ryzen 7 1800X im Test

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AMDs SenseMI-Suite besteht aus fünf Schlüsseltechnologien, dank denen AMDs Ryzen-7-Prozessoren Performance- und Leistungsaufnahmeparameter in Echtzeit anpassen können.

Pure Power

AMDs Zen-Architektur nutzt ein Array von 1000 empfindlichen Sensoren die bis auf 1mAh, 1mV und ein 1C genau messen sollen. AMDs Pure-Power-Funktion überwacht Temperatur und Spannung und erlaubt so Parameteranpassungen in Echtzeit, die anhand Entscheidungen lernender Algorithmen durchgeführt werden.

Diese Sensoren füttern die Infinity System Management Unit in 1000-ms-Intervallen über die Infinity-Fabrik-Schleife mit Telemetriedaten. Die Management Engine analysiert die Daten dann und gibt Befehle über die Fabric aus, um Spannung und Taktfrequenz für optimale Performance anzupassen. AMD merkte außerdem an, das dies bei der Verwaltung von Speculative-Cache-Features und AI-basierter Branch Prediction helfen soll.

Jedes Stück Silizium ist im Detail einzigartig und laut AMD sollen seine Algorithmen es dem Prozessor erlauben, sich selbst anhand seiner einzigartigen Merkmale bestmöglich zu optimieren. An dieser Stelle sei aber angemerkt, dass die meisten aktuellen Prozessoren eine ähnliche Technik nutzen, um ihre Leistungsaufnahme dynamisch anzupassen.

Precision Boost

Precision Boost stellt die Leistungsaufnahme-Performance-Kurve optimal an die jeweiligen Betriebsbedingungen an – ganz ähnlich wie Intels Turbo Boost – und nutzt dazu Informationen, die vom Pure-Power-Feature generiert werden. Die Precision-Boost-Algorithmen passen Takt und Spannung in Echtzeit granulär an – aber wo Intel den Takt in 100-MHz-Schritten anpasst, arbeitet AMD jetzt mit 25-MHz-Steps.

Precision Boost bringt nur einen einzelnen Kern auf vier Gigahertz, während Intels Turbo Boost den Takt mehrerer Kerne erhöhen kann – wenn auch mit unterschiedlichen maximalen Taktfrequenzen, die von der Anzahl der aktiven Kerne abhängen. Beispielsweise schafft der Core i7-7700K maximal 4,4 GHz auf vier Kernen und kann einen einzelnen Kern mit 4,5 GHz betreiben. AMDs für einen einzelnen Kern konzipiertes Precision Boost produziert einen netten Performance-Zuwachs in „leichten“ Workloads, lässt im Vergleich zu Intels ausgefeilten und auf multiple Kerne ausgelegten Turbo Boost aber noch ein kleines bisschen zu wünschen übrig.

XFR (eXtended Frequency Range)

AMDs XFR-Feature erlaubt es dem Prozessor, seine Taktrate dynamisch über den Werks- und Precision-Boost-Takt anzuheben, wenn genügend thermische Reserven zur Verfügung stehen.

XFR erhöht Basis- und Precision-Boost-Takt des Ryzen 7 1800X um jeweils 100 MHz, wenn die verbaute Kühllösung potent genug ist. Wir haben mit dem Luftkühler Noctua NH-U112S SE-AM4 und dem Wasserkühler Corsair H100i v2 getestet: Beide Kühler erlaubten es dem Prozessor, den Basistakt aller Kerne auf 3,7 GHz anzuheben und einen einzelnen Kern mit 4,1 GHz zu takten.

Wir haben allerdings (noch) keinen Werkskühler von AMD im Labor, so dass wir nicht testen können, ob auch er genügend Abwärme wegschafft, um die XFR-Algorithmen auszulösen.

AMD behauptet außerdem, dass das Feature mit Luft-, Wasser- und Flüssigstickstoffkühlung skaliert, hat sich aber nicht zu den mit Stickstoffkühlung erzielbaren maximalen Taktraten geäußert. XFR kann nur einen einzelnen Kern über die 4-GHz-Schwelle heben, die durch Precision Boost definiert ist.

Interessanterweise sind die Precision-Boost- und XFR-Features auf unserem Test-Mainboard (ein Asus Crosshair VI Hero) miteinander verwoben. Wenn man die „Core Performance Boost“-Einstellung anschaltet, aktiviert der 1800X sowohl Precision Boost als auch XFR auf Basis der Workload-Bedingungen, aber man kann die beiden Features nicht unabhängig voneinander an- oder abschalten. Der zusätzliche Single-Core-Boost von XFR ist eine nette Dreingabe, kann aber nicht mit dem Performance-Zuwachs durch ein Overclocking aller Kerne mithalten.

Neural Net Prediction & Smart Prefetch

Laut AMD besteht seine Neural Net Prediction aus einem neuralen Netzwerk, das am Verhalten von Anwendungen lernt, so dass CPU-Instruktionen bereitstehen, bevor sie benötig werden. Smart Prefetch wiederum wählt den besten Datenpfad durch die CPU und lädt für schnellere Ausführung Daten in Cache-Speicher, bevor sie gebraucht werden.

Beide Features scheinen Marketing-Label für AMDs Perceptron Branch Predictor zu sein, der mit dem Jaguar-Kern das Licht der Welt erblickte. AMD hat diese Sprungvorhersage sehr wahrscheinlich für die Zen-Mikroarchitektur optimiert, aber letztlich ist es eine gebräuchliche Technologie.

Abgesehen von den üblichen Marketing-Schlagworten bietet die Zen-Mikroarchitektur dennoch verschiedene Innovationen und Vorteile im Vergleich zu den vorherigen AMD-Architekturen.

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