Test des Ryzen Threadripper 9970X et 9980X : le top pour la production et création !

AMD Ryzen Threadripper série 9000

Nous n'allons ici que brièvement exposer les différences entre les Ryzen Threadripper 9000 et les 7000, puisqu'ils partagent de nombreux points communs structurellement. Nous vous invitons donc à lire ou relire le paragraphe que nous leur avions consacré ici. De même, nous n'allons pas détailler à nouveau l'architecture Zen 5, vous pouvez retrouver les principales caractéristiques de cette dernière au sein de ce dossier. Pour rappel, la gamme Ryzen Threadripper (c'est bien son nom officiel), que nous nommerons uniquement Threadripper au sein de ce dossier par souci de simplification, se destine principalement aux professionnels de la création nécessitant beaucoup de puissance de traitement parallèle, mais aussi aux amateurs avancés recherchant ce genre de prestations. Pour concevoir ces processeurs, AMD conserve son approche en chiplets, mixant un die dédié aux entrées/sorties (CIOD) et plusieurs CCD dédiés aux calculs.

Rendu Threadripper 9980X delidded

Rendu d'un Ryzen Threadripper 9980X dépourvu de heat-spreader

Concernant ces derniers, la série 9000 s'appuie comme pour les Ryzen dédiés aux PC de bureau, sur la microarchitecture Zen 5 via des dies gravés en 4 nm par TSMC et comportant chacun 8 cœurs et 32 Mo de cache L3. Le CIOD est quant à lui inchangé par rapport au Threadripper 7000 (gravé en 6 nm par TSMC). Ce dernier est encore une fois partiellement activé sur les modèles "non pro", puisque uniquement 4 canaux mémoire sur les 8 présents sont accessibles. On notera toutefois qu'AMD valide officiellement la DDR5-6400, alors qu'il se limitait à DDR5-5200 précédemment. Ce n'est pas tout, "seulement" 80 lignes PCIe Gen 5.0 sur les 128 existantes sont exploitables sur ces modèles "non pro". Il s'agit néanmoins d'une amélioration appréciable de 66 % par rapport à la génération précédente, qui devait se contenter de 48 lignes de ce type. De quoi alimenter sérieusement une station de travail bardée de slots x16 et ports M.2 utilisant cette norme.

Quid de la gamme ? Elle se décompose entre les versions Pro, clairement dédiées aux stations de travail professionnelles et les autres (non "Pro" quoi !) plutôt orientées vers les configurations qualifiées d'enthusiast ou de créateurs indépendants nécessitant une configuration (très) haut de gamme (HEDT = High End DeskTop). Tâchons de décortiquer tout cela au travers du tableau suivant. Hormis l'accroissement des lignes PCIe et la validation d'une fréquence RAM plus élevée, on notera un accroissement de 100 à 300 MHz des fréquences maximales (avec peu de cœurs sollicités) par rapport à la génération TR7000. Le Threadripper 9980X utilise 8 CCD (cf. image plus haut), contre 4 au 9970X et 3 pour le 9960X, le maximum de 12 étant atteint avec le monstrueux Pro 9995WX, à 11 699 $.

Côté compatibilité, les nouveaux venus prennent place sur une plateforme sTR5 à base de chipset TRX50 ou WRX90 (uniquement les versions Pro pour ce dernier) comme leur prédécesseurs. Il faut toutefois disposer d'une carte mère mise à jour avec un BIOS intégrant un AGESA PI 1.0.0.1a Patch A ou ultérieur pour une prise en charge optimale. Un BIOS trop ancien ne permettra même pas de démarrage (nous l'avons vécu avec la TRX50 AI TOP en BIOS F4), il faudra dans ce cas utiliser la procédure de mise à jour du BIOS sans CPU, disponible chez les différents constructeurs. Le slide ci-dessous en provenance d'AMD résume les différences entre les deux plateformes, notez toutefois que certaines cartes mères à base de TRX50 peuvent proposer une configuration à 8 canaux lorsque couplées à un Threadripper Pro, c'est le cas par exemple de la (encore elle) Gigabyte TRX50 AI TOP que nous avions testée en début d'année.

Ces processeurs arrivent dans d'élégantes boites en carton reprenant les dimensions de celles des Ryzen 9000 (sans ventilateur inclus), hormis l'épaisseur qui est deux fois supérieure. Le volume est donc doublé et le poids conséquent, à 318 grammes. Une lucarne à l'arrière permet de visualiser le processeur. Une fois la boite ouverte, il est aisé de retirer l'ensemble en mousse préformée contenant le Threadripper déjà clipsé dans son cadre en plastique orange. Sous le support en mousse, se trouve la petite clef Torx 1,6 mm tarée pour un couple de serrage optimal, mais aussi un kit de fixation adapté au socket sTR5 pour un refroidisseur de type AIO "Asetek" (ensemble pompe + waterblock circulaire).

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Boites des Ryzen Threadripper 9000

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A l'intérieur de la boite des Ryzen Threadripper 9000

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Le bundle des Ryzen Threadripper 9000

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AMD Ryzen Threadripper 9980X

Les Threadripper série 9000 utilisent comme leurs devanciers un socket sTR5. Physiquement, le 9980X ressemble comme 2 gouttes d'eau aux précédents Threadripper, avec un heat-spreader massif, permettant une large surface d'échange (~35 cm² d'après nos mesures) avec le refroidisseur. La face arrière se compose toujours de 4 844 points de contacts, et on note la présence de 33 condensateurs de découplage type CMS situés au centre (trois de plus que sur le 7980X). Compte tenu de la taille (75,4 x 58,5 cm) et du poids (160 grammes) d'un tel processeur, AMD conserve le système de mise en place du CPU sur le socket, sécurisant cette dernière qui peut être très délicate pour la carte mère avec de telles caractéristiques. Le CPU prend donc place (cf. image ci-dessus) au sein du traditionnel cadre en plastique orange, facilitant et sécurisant l'opération grâce à un système de glissière rabattable.

AMD Ryzen Threadripper 9980X : la face avant AMD Ryzen Threadripper 9980X : la face arrière

Le Ryzen Threadripper 9980X côté pile et face

Que nous apprend CPU-Z sur ce monstre ? On retrouve naturellement les éléments principaux détaillés dans le tableau précédent, avec une configuration à 64 cœurs dotés de SMT et disposant individuellement de 1 mégaoctet de cache L2. A cela s'ajoute un cache L3 de 32 Mo par CCD, soit 256 Mo en tout. Le TDP est de 350 W, et correspond ici au PPT (soit la puissance électrique maximale admissible au niveau du socket) contrairement à ce qu'on peut noter sur socket AM4/5. La fréquence en crête atteint 5,415 GHz, soit très légèrement au-dessus de l'attendu. Une fois le processeur totalement chargé, la limite de puissance rappelle tout les cœurs à l'ordre et le TR 9980X passe cette fois sous les 4 GHz.

adripper 9980X : les fréquences via CPU-ZAMD Ryzen Thre

Fréquences du Ryzen Threadripper 9980X (Repos, 1 cœur actif, tous cœurs actifs)

HWiNFO64 permet de mesurer plus finement le comportement du processeur : on retrouve la fréquence de crête très brève sur un cœur à 5,415 GHz, mais la charge soutenue (ici un rendu Arnold en 8K) conduit à une fréquence moyenne des cœurs comprises entre 3,95 GHz et 3,63 GHz selon les CCD durant les quelques 8 mn que dure l'opération. D'après les sondes monitorées par HWiNFO, notre TR 9980X utilise totalement son enveloppe de puissance électrique en charge à 350 Watts, nous verrons ce qu'il en est de nos propres mesures en fin de dossier.

AMD Ryzen Threadripper 9980X : les fréquences via HWiNFO

Fréquences du Threadripper 9980X via HWiNFO64

Pour en finir avec les fréquences, nous utilisons également une boucle de divisions flottantes au moyen de l'utilitaire stress sous Linux. Au bout de 70 secondes (afin de limiter les variations dues à un potentiel boost trop court), nous échantillonnons 30 mesures de fréquences (du cœur disposant de la fréquence la plus élevée au moment de chaque mesure) espacées de 200 ms entre elles, puis reportons la médiane des maxima obtenus. Nous répétons l'opération complète à chaque changement du nombre de threads sollicités. Notez que ce test est moins intense que certaines charges très lourdes (rendu 3D, etc.), évitant ou atténuant certaines limitations liées à la puissance électrique ou aux températures. D'après nos mesures, le TR 9980X maintient la fréquence de son cœur le plus rapide aux environs de 5,4 GHz à concurrence de 13 threads, avant de plonger ensuite. S'en suit un plateau aux environs de 4,7 GHz et courant jusqu'à 80 threads, une chute progressive s'initiant à ce moment et ce jusqu'à la pleine charge. Nous avons inclus à titre d'étalon le résultat du même test avec le TR7980X, mais ce dernier avait été testé sur la Gigabyte TRX50 AI TOP qui augmentait la fréquence (avec peu de cœurs actifs) par rapport aux spécifications de référence, sans que nous parvenions à en localiser l'origine au sein du BIOS. La comparaison est donc à prendre avec des pincettes.

AMD Ryzen Threadripper 9980X : les fréquences

Un dernier mot concernant les latences inter-cœurs. Sur les PC de bureau à un seul CCD (Ryzen 5 & 7), les variations sont limitées, mais progressent significativement dès l'instant où il faut changer de CCD sur les Ryzen 9. Quid d'un Threadripper intégrant cette fois non plus 2 mais ici 8 CCD. Pour cela, Nicolas a développé un petit script mesurant ces valeurs (ns) et nous les représentons au travers d'une matrice à 2 dimensions via un tableur et une mise en forme conditionnelle avec nuances de couleurs variant du vert (latence la plus faible) au rouge (latence la plus élevée).

Latence entre cœurs Threadripper 9980X

Latence entre cœurs du Threadripper 9980X

Par essence de notre test (mesure du temps de va-et-vient d’une variable entre deux cœurs), la matrice résultante est symétrique. De plus, ces mesures mettent en évidence plusieurs clusters de cœurs reliés de manières plus ou moins rapides les uns aux autres. Sans surprise, deux hyper-threads ont entre eux la latence la plus faible - 13 ns - vu que le cœur physique est commun ; puis les cœurs d'un même die (diagonale verte) avec une vingtaine de nanosecondes. Au-delà, les choses se compliquent du fait de l'Infinity Fabric, forçant une cohérence du L3 plus ou moins rapide entre dies. Un premier ensemble de 4 dies (1, 3, 5 et 7) est uniformément connecté, avec environ 105 ns pour s'échanger une valeur, là où les autres dies se retrouvent plutôt à 115 ns, y compris en communiquant avec un morceau de silicium du premier groupe. De quoi y retrouver en partie l'organisation en 4x2 dies présent sous l'IHS, avec - semble-t-il - une interconnexion totale entre les 4 dies internes.

Notez également que cette latence n'est pas non plus constante au sein d'un CCX. Ainsi, des écarts de près de 7 ns (soit plus de 30 % !) sont observés dans les intercommunications entre cœurs physique du CCD, témoignant d'un accès hétérogène au cache. Notre benchmark consistant en un ping-pong d'une unique ligne de cache dont l'adresse est fixe entre les cœurs, il est toutefois possible que ces effets soient tout simplement dû à des politiques internes de placement mémoire. Maintenant que vous savez tout ou presque sur ce Threadripper 9980X, passons à la description de son petit frère.

AMD Ryzen Threadripper 9970X

Pas plus de surprise ici, visuellement le Threadripper 9970X est un clone parfait du TR 9980X, au marquage près bien entendu. On retrouve donc le très large heat-spreader (67,8 x 51 cm) côté pile et les 4 844 points de contacts avec le socket côté face. Les condensateurs de découplage sont aussi inchangés tant dans leur disposition que nombre.

AMD Ryzen Threadripper 9970X : la face avant AMD Ryzen Threadripper 9970X : la face arrière

Le Ryzen Threadripper 9970X recto et verso

CPU-Z nous permet d'entrer un peu plus dans les détails de cette seconde référence. On passe ici à une configuration à 4 CCD, soit 32 cœurs pour 64 threads. C'est certes moins impressionnant que les 64/128 de son grand frère ou 96/192 du Pro 9995WX, cela reste malgré tout le double du maximum trouvable sur socket AM5 pour le moment. Cette configuration conduit à la présence de 32 Mo de cache L2 et 128 Mo de cache L3. Le TDP est inchangé à 350 W, ce qui signifie que le processeur sera bien plus à son aise pour conserver des fréquences élevées sous forte charge, moins de cœurs se partageant la même enveloppe de puissance électrique. La fréquence en crête atteint 5,415 GHz également, mais cette dernière n'est de toute façon pas limitée par la puissance électrique absorbée sur les deux processeurs. Ce n'est pas le cas des charges massivement parallèles, où le TR9970X parvient à conserver une fréquence bien plus élevée que celle mesurée pour son grand frère (qui a plus de cœurs à alimenter), tout du moins pour l'unique cœur mesuré par CPU-Z.

adripper 9970X : les fréquences via CPU-ZAMD Ryzen Thre

Fréquences du Ryzen Threadripper 9970X (Repos, 1 cœur actif, tous cœurs actifs)

HWiNFO64 permet lui de monitorer tous les cœurs du processeur : on retrouve la fréquence de crête sur un (ou quelques) cœur(s) à 5,415 GHz, la charge soutenue sous Arnold conduisant, elle, à une fréquence moyenne des cœurs comprises entre 4,91 GHz et 4,43 GHz. On note tout comme pour son grand frère, des différences significatives entre CCD / cœurs. D'après le relevé des sondes internes via HWiNFO, notre TR 9970X sature lui aussi les 350 Watts alloués en charge, nous vérifierons en pratique les consommations à l'aide de nos propres outils en fin de dossier.

AMD Ryzen Threadripper 9970X : les fréquences via HWiNFO

Fréquences du Threadripper 9980X via HWiNFO64

Nous soumettons également le Threadripper 9970X à notre test précédent (boucle de divisions flottantes au moyen de l'utilitaire stress sous Linux). Pas de plateau ici, mais une baisse régulière avec certaines ruptures de pente. D'après nos mesures, le TR 9970X maintient la fréquence de son cœur le plus rapide au-dessus de 5,4 GHz à concurrence de 7 threads, la baisse se poursuivant à faible pente jusqu'à 18 cœurs, avant une chute plus brutale. Ce phénomène se reproduit jusqu'à pleine charge où la fréquence est tout de même de 5,14 GHz pour le cœur le plus rapide.

AMD Ryzen Threadripper 9970X : les fréquences

Finissons la description de ce processeur avec la latence inter-cœur. En toute logique, la symétrie est à nouveau de mise pour les même raisons que celles exposés précédemment.

Latence entre cœurs Threadripper 9970X

Latence entre cœurs du Threadripper 9970X

Le plus petit 9970X n’est pas très surprenant concernant ses latences, puisque nous retrouvons ni plus ni moins qu’un demi-9980X. Même latence inter-threads, même latence inter-CCX et intra-CCX - logique, puisque les deux CPU sont architecturés autour des mêmes dies -, mais toujours deux groupes : les dies 1 et 3 bénéficiant d'une connexion accrue entre eux, et les dies 0 et 3 sont plus lents, autant entre eux qu'avec le groupe rapide. Comme tous les CPU à base de chiplets d’AMD, les charges de travail susceptibles de se partager des données en masse ont donc sacrément intérêt à se limiter à 16 threads, sans quoi des effets de va-et-vient des données contre-productifs risquent de noircir les performances, ce que nous évaluerons dans les pages suivantes. Maintenant que vous savez tout ou presque sur ces Threadrippers 9000, passons à la description du protocole de test page suivante.