::: AMD Zen Samlingstråd :::

@Swedish Berserk: Det stämmer nog, tittar man på denna bild så verkar det väldigt oproportionerligt att ge ut en 8C/16T processor till dom undre nivåerna. Sedan huruvida det går att använda en sådan processor är en annan sak, men för mig känns inte värsta processorn som avsedd för en maskin där man snålar in på allt annat.

Källa: Rykte: AMD satsar på överklockning av Zen med specialmodeller

8C/16T kan behövas inom snar framtid då DX12 blir mer och mer vanligt. Då kan man köra en äldre GPU tillsammans med ett nytt, om man inte råd att köpa båda samtidigt. Man kan också blanda nVidia GTX med AMD Radeon Men, det kräver SMT, vilket Ryzen har.

Från http://www.anandtech.com/show/9740/directx-12-geforce-plus-ra...

Från http://arstechnica.com/gaming/2016/02/directx-12-amd-and-nvid...

AMD verkar stödja det så Ryzen ser ut att ligga bra till, om priset blir bra.

Eftersom en sexkärnig I7 6800k, kostar under 5000kr, hoppas jag att Ryzen åttakärniga hamnar där.
Det är ett pris som borde kunna få många att välja Ryzen, samma pris, ungefär samma prestanda per kärna och två till kärnor.

Actually my good sir, it's tick-tock-tock

Just nu vet vi absolut inget om enkeltrådprestanda hos Zen, däremot har vi indikation på att prestanda per tråd (som INTE är samma sak som enkeltrådprestanda i en CPU som implementerar SMT) när alla trådar är aktiva kan bli riktigt konkurrenskraftigt!

Tror ändå att det absolut finns en möjlighet att Zen, likt IBMs POWER8, inte riktigt kan matcha Intels Core-serie när bara en CPU-tråd används per kärna men effekten från SMT är långt större i POWER8 än för Core.

I fall där Intel kanske ser 20-25 % boost från andra tråden kan POWER8 få 50 % boost (POWER8 kan köra upp till 8 trådar per kärna, men effekten börjar klinga av rätt bra runt 4 trådar, det är totalt 16 pipelines i den kärnan).

Så sett till enkeltrådprestanda är idag Skylake den design med klart bäst IPC (även Sandy Bridge är snabbare än POWER8 i genomsnitt när endast en tråd används). POWER8 är däremot den design som totalt sett med råge har högst IPC per fysisk kärna, det när man har alla 8-trådar aktiva.

POWER8 och Zen delar en egenskap med många ARM-designer: de har distribuerade instruktionsschemaläggare per pipeline. Fördelen med detta är att man kan göra en bredare design inom en viss transistor- och power-budget. Zen är totalt 2+4+4=10 pipelines medan Haswell och framåt har 8 pipelines.

Apple (som har 2+4+3 = 9 pipelines, brutalt för något i en telefon) kör en hybrid, likt vad AMD haft innan Zen. Man har en centraliserad schemaläggare för alla heltals-pipelines och en för flyttal-pipelines.

Intel har en schemaläggare för rubbet. D.v.s. Apple och Intel har gått all-in på desktop, Intel får sedan idag en hyfsad boost från SMT framförallt i program med låg cache-lokalitet (där hjälper SMT till ordentligt, rätt säker att Xeon kommer få 4 trådar per kärna snart men tror inte vi kommer få se det hos konsumentmodellerna).

Fördelen med en centraliserad schemaläggare är att den kan utnyttja existerande resurser bättre, framförallt när det finns komplexa beroenden mellan beräkningar (vilket blir fallet när en bred back-end ska matas från en instruktionsström). Genom att ha flera trådar per kärna så får man flera oberoende instruktionsströmmar och detta är till större gagn för en CPU med distribuerad schemaläggare.

Finns ett läge där effekten av SMT är viktig: Amdahls lag. Givet den abstraktion denna matematiska modell har så är faktiskt en Bulldozer-modul betydligt mer lik en 8-kärnig CPU än en 4-kärnig CPU, detta då prestandaskillnaden mellan då en tråd per modul är aktiv och då alla är aktiv är 70-80 %. I Intels fall med hyperthreading är motsvarande 20-30 %.

Om det så att Zen presterar lite lägre när en tråd används men kanske ser nära POWER8 nivå på SMT, d.v.s närmare 50 % boost från andra tråden, så uppför sig SR7 ungefär som en 12-kärnig CPU i Amdahls medan i7-6900K motsvarar en 10-kärnig.

För om Zen skulle matcha Broadwell-E även i enkeltrådprestanda begriper jag inte varför de skulle sätta priset mer än kanske 10 % lägre.

Dels har ju Lisa Su sagt att AMD ska tvätta bort "vi är bara ett bra val för att vi är billigare" stämpeln. Sedan så har faktiskt AMD inte varit sena att plocka ut en rejäl slant för sina CPUer när de faktiskt kunde konkurrera. Under Athlon/P4 tiden så låg AMDs toppmodell för konsumenter på $999 och motsvarande dagens fyrkärniga i7-serie låg typiskt i spannet $250-$350.

FX-8150 jämfördes innan release en hel del mot i5-2500K/i7-2600K och den lanserades med en prislapp precis mitt emellan dessa: $245. Vad många verkar glömma är att FX-8150 faktiskt var konkurrenskraftig mot i7-2600K förutsatt att alla CPU-trådar används.

Zen ser absolut betydligt mer lovande ut på pappret än Bulldozer (deras uppdelning av back-end var WTF redan dag #1), men skulle kännas bättre om AMD kunde visa upp ett par applikationer som inte skalar perfekt med CPU-trådar/kärnor också.

Undrar också hur pass stor varje Zen-kärna är. Ska man tro ryktena blir alla modeller med fler än 8-kärnor MCMs. Möjligheten finns ju att AMD gick riktigt "all-in" för en server CPU, likt POWER8 som är gigantisk och kan maximalt har 12-kärnor per krets.

Ett exempel är cache: L1 och L2 cache tar en hel del kretsyta och det är 50 % mer L1 och 100 % L2 per CPU-kärna i Zen jämfört med Intel Core.

MCM fungerar i en hel del server-applikationer, men det kommer ge osymmetrisk och relativt hög latens för trafik som går mellan kärnor, d.v.s. inte så bra för saker som inte skalar perfekt men där man ändå använder flera kärnor parallellt.

Fast core-to-core latens lider också av att L2 är per kärna och den har en icke-inkluderande policy med L3. En sådan design ger högre effektiv cache-storlek, vilket lär gynna applikationer som är triviala att köra parallellt. Men det ligger absolut i minusskålen för applikationer som är tvingande till core-to-core kommunikation, här hamnar t.ex. spel och annat som använder sig av work-stealing för att sprida ut jobb på många CPU-trådar.

Har inte jobbat med spelutveckling på över 15 år, så kan inte precis kalla mig expert på det (men har i alla fall jobbat med DX-spel i något läge, så har lite koll på grunderna i alla fall).

Bara genom att titta på designen hos dagens konsoler och även förra generationens konsoler så kändes det som att den uppenbara högnivå designen måste vara work-stealing (och det är en teknik jag har jobbat med en hel del, har bl.a. utvecklat schedulers för work-stealing, både till multicore x86 och ARM).

Så förutsatte att man byggt spelmotorer med en grunddesign som bygger på att uppgifter har data och beteende inkapslat på ett sätt som gör det möjligt att posta varje sådan uppgift som kan utföras i isolation till en arbetskö av något slag.

Tar man AotS, som kanske mer är en teknikdemo än ett spel, så är den motorn designad helt som ett symmetriskt "work-stealing" kluster: finns ingen "main-thread" utan alla trådar hantera jobb, jobb som i vissa fall leder till att nya jobb skapas etc. En sådan design är nirvana då den inte har några förutfattade meningar kring hur CPUn är designad. Den gör det bästa av två kärnor utan SMT, den skalar i teorin till hur många CPU-trådar som helst (i praktiken blir man GPU-bunden i något läge och då skalar det inte längre)

Men de flesta spel är (ännu) inte fullt lika elegant designade (nu pratar jag bara från ett arkitekturperspektiv, har AotS själv och kan tyvärr inte säga något annat än att det suger på allt utom att vara en imponerande teknikdemo).

Ett "riktigt" spel som skalar riktigt bra med CPU-kärnor är Metro Last Light

Här känns som kontrolltrådarna är något som borde designas bort och tas hand om som jobb. Genom att hårt sätta antal kontrolltrådar till två eller tre gör man antaganden som påverkar t.ex. två kärnor utan HT negativt.

Genom att spelet själv då får fler trådar än vad det fysiska kärnor kommer man hamna i ett läge där genomsnittlig FPS kan vara helt OK, men om säg två trådar extra råkar hamna på tråden som pratar med GPUn så får man ökat jitter (FPS varierar vilket typiskt kommer sänka lägsta FPS en hel del).

Dagens konsoler har 6-7 kärnor som spel kan använda, så föga oväntat är den mest testade konfigurationen just när 6-7 trådar är aktiva. Och detta är vad 4A Games säger

Finns också en effekt som inte nämns i intervjun: flera moderna spel skalar faktiskt förbi fyra fysiska kärnor förutsatt att man använder en extremt stark GPU och kör i 1920x1080 eller ännu hellre 1280x720 med låga grafikinställningar. Detta visar att själva motorerna är kapabla att skala med CPU-kärnor. I dessa fall hamnar E-serien i topp.

Däremot inträffar en lite annan effekt när man är GPU-bunden och med "normal" grafikinställningar är man typiskt rejält GPU-bunden moderna spel. I detta fall är den stora flaskhalsen just GPUn och hur bra spelet presterar är främst en funktion av hur väl man kan mata GPU-delen.

Att mata en GPU är en form av I/O-bunden last (där I/O består av att instruera GPUn vad den ska göra). För att GPU ska jobba så nära sin maximala kapacitet som möjligt måste man använda den vettigt (vilket är självklart) men en viss boost fås också av att man minimerar tiden för att utföra programmering av I/O.

Detta är något som gynnas av hög enkeltrådprestanda, gäller även DX12! I DX11 är det endast en tråd som kan utföra grafikkommandon, så där gäller det absolut att ha en stark tråd som sköter detta. Men även om DX12 tillåter alla trådar att kommunicera med GPUn, så kräver GPUn att bara en tråd kommunicerar med GPUn vid varje givet tillfälle (detta gäller också Vulkan). Så i DX12/Vulkan handlar det om att befinna sig så kort tid som möjligt i den serialiserade delen, delen där man håller mutex:en som säkerställer att bara en tråd i taget gör access mot GPU HW.

Ovan manifesterar sig i de flesta spel så att de CPUer med högst enkeltrådprestanda ger lite bättre FPS i lägen där man är GPU-bunden.

Så vad man vill ha är tillräckligt med CPU-kärnor för att i princip aldrig vara CPU-bunden. Efter det vill man ha så hög enkeltrådprestanda som möjligt.

I ett spel med AoS design är det alltid minst lika bra att ha två starka kärnor jämfört med fyra hälften så starka. I spel som Metro (som nog är representativt för rätt många spel) vill man ha fler CPU-trådar än kontrolltrådar, vilket givet dagens konsoler betyder 4 CPU-trådar (notera trådar, i3 och i5 presterar ofta väldigt nära om den förra bara har 10-20 % högre enkeltrådprestanda).

Men verkar också finnas spel idag som drar nytta av fler än 4 CPU-trådar (6-7 CPU-trådar för att matcha dagens konsoler). Däremot svårt att hitta spel som drar någon relevant nytta av E-serien ovanför fyrkärniga i7 när man använder "normal" grafikinställningar.

Det som sas ovan verkar stämma: sweetspot är 4 kärnor + SMT på "high-end" system. På "svensson" system är det sällan någon relevant poäng att gå ovanför i3/i5.

NOTE: allt detta är enbart för spel. Finns absolut nisch-områden där det är en klar fördel med betydligt fler CPU-kärnor. Men det är just nischer.

Skriv det i klartext vad det gäller:

Cinebench R15 i ett renderingstest
AMD RYZEN @ ?		 1188 cb points
Intel i7-7700K @ 4.2	  966 cb points
Intel i7-7700K @ 5.0	 1083 cb points 
Intel i7-6900K @ 3.5	~1500 cb points
Intel i7-6950X @ 3.0	~1800 cb points

FRITZ Chess
CPUName		7700K	7700K	6900K	6950X	RYZEN
GHz		4.2	5.0	3.5	3.0	?
RelScore	35.52	41.44	47.80	51.50	36.86
kNodes/sec	17049	19891	~22500	~24000	17693

EDIT 1:

Hade svårt att bedöma hur värdena ligger till jämfört med annat. Sammanställde lite data för både Cinebench 15 (enkel- och multi-trådad i samma graf, med olika klockningar; alla värden från https://us.rebusfarm.net/en/tempbench?view=benchmark sorterade på högsta single score) samt Fritz Chess som tabell.

Ryzen verkar hamna som 6850K vilket också förhandstippats tidigare
http://www.guru3d.com/news-story/amd-zen-octoacore-summit-rid...

Men, kan det vara frågan om SR5 eller lilla SR7 de testat?! Det fanns ju flera benchmarks för Cinebench 15 tidigare och de är inte mindre trovärdiga än dessa.

(EDIT 4, 2016-12-23. Yoshman formatterade om min ursprungliga Cinebench-tabell med sitt awk-skript och gjorde den snygg.)

Cinebench

Fritz Chess
Här följer ett urval av Fritz Chess. Notera att Relative Speed utgår från Pentium III, 1000 MHz! Intel i7-3960X @ 5 GHz är alltså mer än 55 gånger snabbare!!!

Vi kunde läsa i http://wccftech.com/amd-ryzen-zen-cpu-benchmarks-leak/

Relative speed är enkel att räkna ut, det är en 480-del av kiloNoder per sekund.

Men, Intel i7-6700K OC?! Den verkar ju suga här. 29 i relativ hastighet. AMD FX-8350 har nästan 27 i RelSpeed, vilket är jämvärdigt.

(EDIT 4, 2016-12-23. Yoshman formatterade om min ursprungliga Fritz Chess-tabell med sitt awk-skript och gjorde den snygg.)

Fritz Chess

EDIT 2: Hittade värden via en annan tråd för Cinebench 15 för i3-7350K.på https://youtu.be/ch3bFj0NDZQ?t=270, dvs en bit in i klippet. Två-kärnigt lockar inte alls, för spel.

EDIT 5: Ny länk för Youtube-klippet https://www.youtube.com/watch?v=zqihmsDj9Uo

EDIT 3: Glömde källan för Fritz Chess benchmark: http://www.jens-hartmann.at/Fritzmarks/