原出处：https://forums.anandtech.com/threads/ryzen-strictly-technical.2500572/ 翻译：http://www.mykancolle.com/?post=1406 -- - CCX - Compute Complex，内含4个Zen核心，8MB L3。 - PState - Performance State.不同状态下电压和频率不同。 - Zeppelin – Summit Ridge (AM4), Snowy Owl (SP4)和Naples (SP3)等Zen架构CPU中 die设计的代号。 - dLDO – Digital low-dropout voltage regulator,数字低压差稳压器 - XFR – Extended Frequency Range，拓展频率范围 - MACF - Maximum all core frequency，全核最大频率 - MSCF – Maximum single core frequency，单核最大频率 - ACXFRC – All core XFR ceiling，全核XFR上限 - SCXFRC – Single core XFR ceiling，单核XFR上限 - SMU – System management unit，系统管理单元 SMU –幕後的掌控者 由於集成了系统管理单元SMU，在超频时Ryzen和之前的架构都不一样。 在默频时，Ryzen的功耗全由SMU控制，SMU将发挥它的全部功能，掌管一切。SMU的管理功 能包括功耗、电流、温度限制器，电压控制器以及功耗门限等。 如果你不超频，可以无视这些玩意。 为了超频，AMD的工程师还给出了一个特别的模式：“超频模式”，超频模式下会禁用所 有的限制器，电压控制器以及保护措施（除了CPU温度保护）。 如果你在默认的P0状态基础上超频，“超频模式”就会自动启用。SMU是通过向主板的诊 断显示（80）端口发送“0C”来判断超频模式的。 在Zeppelin上，想了解CPU的不同频率状态（PStates）、电压，特别是实际等效电压是非 常困难的，远比之前的架构困难得多。与之前的推土机家族（Family 15h）不同， Zeppelin的加速PStates（Turbo&XFR ）是完全不可见的，这也是他们为什麽被称为“ Shadow PStates”的原因吧。这意味着Zeppelin的PStates不再以标准MSR寄存器定义，也 不能被用户修改甚至看到。用户能够确认Shadow PStates生效的唯一方法，就是看到即时 频率/电压的上升。 在不超频的状态下，SMU会自动通过电压控制器控制电压。 比如P0状态下，可能会给1.37500V电压，实际等效电压大概在1.26250V，或者稍高。这不 是个bug，而是CPU的正常工作状态。基本上来说，MSR中定义的电压只是上限而已，而SMU 会在这个值的基础上自动降压。我们测试的样品上，P0（3.6GHz）的调整值为-120mV，P1 （3.2GHz ）为-144mV。 当“超频模式”激活时，SMU会禁用电压控制器，其他的很多功能也会被禁用。这会造成 一个假象：超频後功耗猛增。在技术上来说这是正确的，主要原因是关闭了SMU提供的自 动降压预设，导致CPU电压上升50-150mV。也就是说，开始超频的时候电压已经偏高。在 这时候不要立马加压，而是先尝试提升频率，在不稳定需要加压的时候再加压。 “超频模式”的另一个缺点就是会关闭加速和XFR。也就是说如果你全核超不到默认的单 核XFR频率，单线程性能会下降。 XFR XFR实际上是对标准CPB加速算法的拓展或加强。在理想状态下，CPU能够提频到原有的加 速频率之上。XFR也有单核和多核的频率上限。 比如1800X，全核频率3.6GHz，单核频率4.0GHz，在全核+XFR下能达到3.7GHz，单核+XFR 则是4.1GHz。 XFR的提升频率在不同产品上可能不同。但在1800X上只有100MHz。理论上任何时候都能启 用XFR，但在部分情况下（Linpack/P95）下频率通常会降到3.6/4.0GHz。 外频 AM4上超外频是可能的，但并不推荐。因为外频和其他接口挂钩，比如PCIe。而且不像 Intel，AM4没有异步模式，不能在调外频的同时保持PCIe频率不变。PCIE3.0通常能到 107MHz，再往上需要调到PCIE2.0或1.0。 超外频会带来很多稳定性问题。 内部电压调整（dLDO ） Zeppelin是AMD首次集成电压调节模块。与Haswell/Broadwell上完全集成的电压调节模块 （FIVR）不同，AMD的调节器并非基於超高频开关电路，而是超高效数字低压差稳压器 (dLDO)。大部分区块（核心/缓存/Data Fabric）都有自己的dLDO，能够分别调整。 当然普通用户可以完全无视。因为零售版Ryzen上大部分的dLDO都是永远处於by-pass模式 ，实际的调节器处於关闭状态，电压调节全部放在主板上。 CCX之间的频率关系 在内部频率关系上，Zeppelin与之前的架构也很不同。核心、L1、L2的速度永远都是绑定 ，这和以前一样。但这次的L3也和核心运行在同样频率（全速）。由於L3被整个CCX内的 核心所共享，因此L3的频率和该CCX内最高的核心频率一致。正常情况下，同一个CCX内的 所有核心都运行在同样频率。 所以CCX的结构给了超频者一些限制。CCX内的4个核心必须运行在同频（处於同样的 PState），当然也可以改变每个核心的频率，让他们处於不同的PState之下，但很多情况 下结果会和预想的不同。由於L3的频率和该CCX内最高的核心频率相同，如果同一CCX内的 核心不是同频，那麽请求和实际运行频率就会有差距。 等效CPU倍频与CPUFID和CPUDFSId 有关。CPUFID是一个范围在16-255的整数值，而 CPUDFSId是1-6之间的浮点值。等效倍频= ((CPUFID / (CPUDFSId / 8)) / 4) 如果同一CCX内的核心不是同频，等效倍频的计算就更加困难。如果所有核心的PStates都 有同样的CPUDFSId值，等效倍频=目标核心CPUFID / (1 + ((最高频率核心CPUFID - 目标 核心CPUFID) / 最高频率核心CPUFID))，比如最高频率核心的倍频是36.0x (CPUFID = 144 ， CPUDFSId = 1) ，其他目标核心的倍频为32.0x（CPUFID = 128 ， CPUDFSId = 1 ），等效倍频= 128 / (1 + ((144 - 128) / 144)) = 115.2 (28.8x)。 启用了CCX中，开启的核心数必须相同，可能的配置为： 1 (1:0), 2 (2:0 or 1:1), 3 (3:0), 4 (4:0或2: 2), 6 (3:3), 8 (4:4) 。 Data Fabric Zeppelin的北桥，官方称为Data Fabric（DF）。DF频率和内存控制器挂钩，比例为1:2【 比如DDR4-2667 MEMCLK（内存频率） = 1333MHz DFICLK（DF频率）】。这意味着内存频 率直接会影响DF的性能。 在某些情况下，Zeppelin的性能可能会随内存频率提升而大幅提升。 但实际上这不是通过提升内存频率带来的，而是同时提高的DF频率带来了性能提升。 零售版Zeppelin官方支持的最高内存频率为DDR4 2667（2x 1R内存模组）或2400MHz（2x 2R内存模组），但2933、3200MHz的频率也可以在部分主板上达成。 超频性能 高端Ryzen的超频空间非常小。因为默频就已经很高，同时本来就是高密度的设计， Zeppelin用的还是低功耗制程（三星14nm LPP ）。 http://i.imgur.com/8Rch6JF.png 可以从曲线中看到，Zeppelin的频率在3.3GHz之前是完美的线性增长(每100MHz需要25mV) 。首次偏差出现在3.3GHz，第二个也是最後一次偏差出现在3.5GHz。在这之後电压已经不 是线性，需要的电压大幅上升。 所以最理想的频率范围在2.1-3.3GHz，再往上每100MHz需要的电压会明显增加。 这意味着3.8GHz+的频率会带来功耗和温度的大幅上升。 作为对比，之前AMD两代桌面版的设计： - Orochi Rev. C，也就是Vishera打桩机，32nm SHP SOI - (第一个关键点出现在4.4GHz ，第二个在4.7GHz） - Kaveri / Godavari，28nm “SHP” HPP Planar - （第一个关键点出现在4.3GHz，第 二个在4.5GHz ） 这个曲线和Ryzen预设的PState电压/频率基本吻合。 在高端型号上，比如1800X，3.6GHz默频实际（等效）电压范围在1.200-1.300V，而加速 PState下（XFR，4.1GHz）下频率可以高至1.475V。 测试样品上P0 3.6GHz 实际电压为~1.25000V，而单核XFR 4.1GHz实际电压达到了 1.47500V。 AMD还没给出最高的安全电压【V DDCR_CPU - CCX电压和VDDCR_SOC -北桥/SoC电压】，但 估计高於1.47500V的电压不会适合超频和长期使用。 高端型号Ryzen的超频是把双刃剑。因为根据加速和XFR的工作原理，可能会降低单线程性 能。而且超频空间已经很小。 功耗 功耗包括CPU核心+北桥/SoC，不包括开关和传导损失。 峰值功耗使用Firestarter FMA/AVX，功耗比日常的多核满载使用要高30%左右。 Note：当前的Prime95（28.10）并不能很好地对Ryzen进行压力测试，测得的功耗会更低 。使用Firestarter和Linpack的功耗会显着增加。 http://i.imgur.com/K9N5Aev.png 下面使用的是MCRT，Monte Carlo raytracer，来模拟真实应用。 http://i.imgur.com/wCSkAUV.png http://i.imgur.com/yMXFJxi.png 彩蛋 Zeppelin上采用了非常高级的功耗管理。和Carrizo/BristolRidge相同，Zeppelin也能够 支持cTDP。虽然零售版的Ryzen官方不支持cTDP，实际上只是在迷惑人们。 http://i.imgur.com/9oVGc83.png 在30W TDP下，CinebenchR15能够达到850cb。这个分数意味着什麽，可想而知。 只要在理想频率范围内，Zeppelin可以达到闻所未闻、怪物级别的效率。 -- 原文作者在底下还做了很多比较图表， 对於有心想了解ZEN各种表现的人可以自己进去看 原文作者比较给出来结论 Ryzen对FMA指令集支持不好 ( bullet，himeno，nbody，linpack ) -- 8 Core Ryzen 是不是胶水翻译这篇文章的作者是持否定论 不过我也有看到其他人认为8 Core Ryzen就是胶水的论点就是了 --

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