Test du Ryzen Threadripper 7980X sur Gigabyte TRX50 AI TOP

AMD Ryzen Threadripper série 7000

Pour commencer, petit rappel de la gamme Ryzen Threadripper (7000), puisque c'est son nom complet (AMD souhaitant probablement capitaliser sur la notoriété de la marque Ryzen), mais que nous nommerons uniquement Threadripper au sein de se dossier, par souci de simplification. Cette gamme se destine principalement aux professionnels de la création nécessitant beaucoup de puissance de traitement parallèle, mais aussi aux amateurs 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.

La structure d'un Threadripper 7000

Concernant ces derniers, la série 7000 s'appuie comme pour les Ryzen dédiés aux PC de bureau, sur la microarchitecture Zen 4 via des dies gravés en 5 nm par TSMC et comportant chacun 8 coeurs et 32 Mo de cache L3. Le CIOD est quant à lui gravé en 6 nm (toujours par TSMC), mais est autrement plus ambitieux que son pendant utilisés sur les Ryzen 7000. On passe ainsi de 122 mm² à 388 mm². Pourquoi une telle inflation ? Sans être exhaustif, les principales raisons sont le passage de 2 canaux mémoire à 8 et de 24 lignes PCIe Gen 5.0 à 128, de quoi alimenter sérieusement une station de travail, même si des différences significatives existent entre versions. On notera par contre l'absence totale d'IGP dans cet IO die, il sera donc forcément nécessaire de coupler une carte graphique à un tel processeur.

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La structure des Threadripper série 7000

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Gestion mémoire

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Gestion mémoire (suite)

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Liaisons entrantes / sortantes

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Liaisons entrantes / sortantes (suites)

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Vue de la plateforme

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Vue de la plateforme (suite)

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Quid de la gamme ? Elle se décompose entre les versions Pro, clairement dédiées aux stations de travail et les autres (non "Pro" quoi !) plutôt orientées vers les configurations de bureau haut de gamme (HEDT). Tâchons de décortiquer tout cela au travers du tableau suivant : 

Les séries "Pro" utilisent un CIOD totalement actif, alors que le reste de la gamme utilise des dies bridés (probablement partiellement fonctionnels ce qui permet de les recycler) à 4 canaux mémoires et 48 lignes PCIe Gen 5. Le vaisseau amiral (Threadripper Pro 7995WX) est constitué de pas moins de 12 CCD associés à un CIOD, alors que le 7945WX se contente lui de 2 CCD (dont 2 cœurs ont été de surcroit désactivés). Comme indiqué en débutant ce dossier, nous avons réussi de notre côté à nous faire prêter un Threadripper 7980X que nous allons détailler à présent.

AMD Ryzen Threadripper 7980X

Les Threadripper série 7000 utilisent un socket sTR5. C'est mine de rien le 3ème socket différent (et même quatrième si on compte le sWRX8 disposant du même nombre de broches mais exclusivement dédié aux versions Pro des TR 3000 / 5000) pour ces plateformes HEDT, alors que les versions pour processeurs moins huppés n'en ont connu que deux dans le même temps. Quoi qu'il en soit, le changement était ici nécessaire du fait du passage à la DDR5, alors que les précédents TR utilisaient des modules DDR4. La bonne nouvelle, c'est que cette fois les versions Pro ou non utilisent le même socket, ce qui n'était pas le cas précédemment.

Ok c'est bien beau tout ça, mais alors ce processeur ? Physiquement, il ressemble comme 2 gouttes d'eau aux précédents Threadripper, avec un heat-spreader inchangé (on ne retrouve pas la découpe de celui des Ryzen AM5). La face arrière se compose cette fois de 4 844 points de contacts, alors que les précédents TRX4 / sWRX8 en comptaient 4 094. Compte tenu de la taille et du poids d'un tel processeur, AMD conserve le système de mise en place via glissière, sécurisant totalement cette opération qui peut être très délicate. Le CPU prend donc place dans un berceau en plastique orange qui va faciliter l'opération que nous détaillerons page suivante.

Ryzen Threadripper 7980X : face avant Ryzen Threadripper 7980X : face arrière

Le Ryzen Threadripper 7980X 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 ici. Le TDP est de 350 W, et correspond ici au PPT (soit la puissance électrique maximale admissible au niveau du socket). La fréquence en crête atteint 5,65 GHz, soit bien au-delà de l'attendu. Nous n'avons pourtant pas détecté d'overclocking apparent au niveau de la carte mère... Quoi qu'il en soit, une fois le processeur totalement chargé, la limite de puissance rappelle tout le monde à l'ordre et le TR 7980X passe sous les 4 GHz.

AMD Ryzen Threadripper 7980X : les fréquences via CPU-Z

Fréquences du Ryzen Threadripper 7980X (Repos, 1 cœur actif, tous cœurs actifs)

HWiNFO64 permet de monitorer un peu plus finement le processeur : on retrouve la fréquence de crête très brève sur un coeur à 5,65 GHz, mais la charge soutenue (ici Arnold) conduit à une fréquence moyenne des coeurs comprises entre 3,98 GHz et 3,37 GHz. D'après les sondes monitorées par HWiNFO, notre TR 7980X atteint bien 350 Watts en charge, nous verrons ce qu'il en est de nos propres mesures en fin de dossier.

Ryzen Threadripper 7980X : les fréquences via HWiNFO64

Fréquences du Threadripper 7980X 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 ou aux températures. D'après nos mesures, le TR 7980X maintient la fréquence de son cœur le plus rapide au-dessus de 5 GHz à concurrence de 7 threads avant de plonger ensuite. S'en suit un plateau courant jusqu'à 38 threads avant le début d'une chute progressive jusqu'à la pleine charge.

Threadripper 7980X : 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 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 coeurs

Latence entre cœurs

Par essence de notre test (mesure du temps de va-et-vient d’une variable entre deux cœurs), la matrice résultante est symétrique et présente une latence la plus faible (7,6 ns) entre deux cœurs logiques partageant le même cœur physique : pas très étonnant, puisque le L1 est commun. S’en suivent (8 grands carrés verts de 16x16) les latences intra-CCD, où la communication s’effectue par le L3 en environ 20 ns. Enfin, les messages inter-CCD passent par l’Infinity Fabric, et tous les dies ne sont pas égaux à ce niveau — un héritage du routage à 12 dies des processeurs encore mieux pourvus. En effet, en se cassant un peu la tête pour trouver une logique dans tout cela, on observe 4 groupes de 2 CCD — de quoi confirmer l’organisation physique de 4 x 2 dies — : le groupe 4/8, relié le plus rapidement à tous les autres, le 6/2, légèrement plus lent, et les deux duos 7/3 et 1/8, tous deux également peu véloces, autant entre membres du groupe qu’avec les autres CCD.

Ainsi et de manière étrange, les clusters ne semblent pas suivre de règles de routage simple (i.e. d’envoi de message par plus proches voisins), mais un protocole plus complexe. Pourquoi AMD a-t-il opté pour cette solution ? Difficile à dire : peut-être s’agit-il d’un effet de bord lié à la fonction de hash utilisée pour décider de l’emplacement physique de la variable partagée dans notre test ; à moins qu’il ne soit question d’une adaptation partielle de la solution de routage complète étudiée initialement pour les CPU à 12 CCD. Enfin, nous notons que la latence n’est pas non plus homogène entre CCD distincts en fonction du cœur actif : ceux de plus haut identifiant ont en règle générale une latence supérieure, montrant un accès privilégié à l’Infinity Fabric pour les premiers cœurs de chaque die. Maintenant que vous savez tout ou presque sur ce Threadripper 7980X, passons à la description de la plateforme nous ayant permis de le mettre en œuvre.