Làm thế nào một bộ xử lý có thể được thực hiện nhanh hơn với bản cập nhật phần mềm trực tuyến của Cameron?

Bộ vi xử lý AMD mới Ryzen đã có mặt trên thị trường và thật không may là chúng dường như thiếu chơi game. Bộ xử lý Intel rõ ràng vẫn nhanh hơn để chơi game. Mọi người tất nhiên không ủng hộ điều này và AMD đã tuyên bố rằng họ đang cập nhật phần sụn hoặc phần mềm để tăng tốc Ryzen cho các trò chơi.

Chỉnh sửa cho tôi nếu tôi sai nhưng bộ xử lý phải có chương trình cơ sở tĩnh để tương thích với tiêu chuẩn x64? Nếu vậy AMD sẽ không phải tối ưu hóa các trò chơi (phần mềm) cho bộ xử lý của họ, điều này rõ ràng là không thể? Điều gì đang xảy ra ở đó để nói những điều như vậy nếu có vẻ như không thể nhìn thấy các điều kiện cơ bản?

Nhưng tôi có thể sai (tôi hy vọng vậy) vì vậy Câu hỏi là:

Có thể đạt được tốc độ tăng tốc cho bộ xử lý mà không thay đổi phần cứng cơ bản không? Nếu có thể, làm thế nào được thực hiện? Có phần mềm bên cạnh phần sụn cho bộ xử lý không?

Bộ xử lý hiện đại phức tạp hơn nhiều so với người ta tưởng. Chúng vô cùng phức tạp, gần như vượt quá tầm hiểu biết của một người. Mở rộng trên một nhận xét ngắn bằng "horta", người ta có thể có tất cả những điều sau đây:

1. Để bắt đầu, hầu hết tất cả các phần cứng bên trong có thể cấu hình ở một mức độ lớn. Có hàng ngàn và hàng ngàn thanh ghi cấu hình với hàng trăm bit riêng lẻ phải được đặt để CPU hoạt động. Tất cả một số lớp tương tác CPU-bộ đệm đều có các đường ống có thể định cấu hình và sự chậm trễ thời gian khác nhau rõ ràng có ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể.

2. Có hàng trăm tính năng nâng cao được các kiến ​​trúc sư đưa vào đó rằng kỹ thuật không có thời gian để xác nhận, vì vậy hàng trăm tính năng bị vô hiệu hóa hoặc được đặt thành cấu hình không an toàn với "bit gà" . Nhưng chúng có thể được điều chỉnh và kích hoạt nếu tìm thấy chức năng và hữu ích. Các tính năng nâng cao này thường được xác nhận theo chiều sâu theo thời gian và có thể được kích hoạt dần dần trong vòng đời của bộ xử lý bằng các bản vá vi mã khác nhau.

3. Tất cả các CPU gần đây có một số đơn vị bên trong được điều khiển bởi các bộ vi xử lý độc lập được nhúng bên trong chip CPU x86. Một đơn vị nổi lên công khai là P-Unit. Bộ xử lý hiện đại không thể hoạt động mà không có quản lý năng lượng mạnh mẽ, hoặc chúng sẽ tan chảy. Tuy nhiên, quản lý năng lượng sâu là mâu thuẫn với chính sách đồng hồ / điện áp ra vào mạnh mẽ và những thay đổi trong chính sách ảnh hưởng mạnh đến hiệu suất chung của hệ thống. Tất cả các chi tiết được điều khiển bởi P-Unit và có thể được tối ưu hóa / điều chỉnh bằng cách tải một bản vá vi mã khác, như đã trả lời ở đây.

4. Nhiều khía cạnh khác của kết nối nội bộ được kiểm soát bởi các bộ xử lý nhúng bổ sung khác nhau, có thể được sửa bằng cách tải các bản vá vi mã vào chúng hoặc nâng cấp BIOS nếu có quyền truy cập vào các tài nguyên cấu hình này.

Nói tóm lại, trong khi phần cứng CPU thực sự được tăng cường, cấu hình của phần cứng nói trên xác định rõ hiệu năng của nó và có thể được điều chỉnh để có hiệu năng hệ thống tốt hơn bằng các bản cập nhật BIOS và các bản vá vi mã nhúng.

Một loạt các vấn đề phần mềm ở cả cấp độ hệ điều hành và ứng dụng đang gây ra hiệu suất dưới mức tối ưu.

Bộ xử lý Ryzen tám lõi bao gồm hai phức hợp lõi (CCX), mỗi lõi có bốn lõi và 8 MB bộ đệm L3. Truy cập bộ đệm L3 trên CCX khác chậm hơn do phải di chuyển dữ liệu xa hơn trên Infinity Fabric (kết nối liên kết bộ nhớ cache độc ​​quyền của AMD), có nghĩa là việc di chuyển các luồng từ CCX này sang CCX khác hoặc giao tiếp giữa các lõi trên các CCX khác nhau dẫn đến hiệu suất giảm. Hình phạt này gợi nhớ đến những gì sẽ xảy ra trên một máy chủ nhiều ổ cắm đang chạy một hệ điều hành không phải là NUMA .

Có vẻ như Windows có xu hướng đơn giản là di chuyển các quy trình xung quanh các lõi khác nhau và không nhận ra hình phạt giao tiếp giữa các CCX . Điều này có nghĩa là Windows có thể đặt các luồng trên các CCX khác nhau ngay cả khi không cần thiết , làm giảm hiệu suất.

Nhà đánh giá người Đức PC Games Phần cứng đã kiểm tra Ryzen 7 1800X với số lượng lõi khác nhau bị vô hiệu hóa và nhận thấy rằng có hai CCX với hai lõi được kích hoạt trên mỗi lõi tạo ra hiệu suất chậm hơn so với việc bật một CCX với tất cả các lõi của nó:

Điều này bất chấp thực tế là chỉ có một CCX được bật có nghĩa là chỉ có 8 MB bộ đệm L3 khả dụng, thay vì 16 MB đầy đủ. Từ bài viết Phần cứng trò chơi PC, thông qua Google Dịch (đã nhấn mạnh thêm):

[...] Sẽ thú vị hơn nhiều khi nhận ra thực tế là việc truyền dữ liệu CCX can thiệp lẫn nhau trong mọi trường hợp - đôi khi nhiều hơn, đôi khi ít rõ ràng hơn. Ưu điểm của bộ đệm L3 lớn hơn (cấu hình 2 + 2) không có trong loạt phép đo này.

Bài viết về Phối cảnh PC này cho thấy có độ trễ giao tiếp đáng kể giữa các lõi trên các CCX khác nhau, nhưng rất ít độ trễ khi giao tiếp với các lõi trên cùng một CCX. Lưu ý rằng bài viết này cho thấy Windows biết về thiết kế CCX và đang tránh lập lịch xử lý các luồng trên các CCX khác nhau nhưng kết quả mâu thuẫn đã được tìm thấy bởi các thành viên cộng đồng.

Nhiều (nhưng không phải tất cả) điểm chuẩn chơi game cho thấy hiệu suất tăng khi bị vô hiệu hóa. Tuy nhiên, tin đồn nói rằng Windows lập lịch không đúng cách như thể mọi luồng phần cứng làm lõi của chính nó đều không chính xác . Theo AMD, điều này được gây ra bởi thực tế là nhiều ứng dụng chỉ được tối ưu hóa cho bộ xử lý Intel (điều không ngạc nhiên khi AMD là MIA từ thị trường bộ xử lý cao cấp trong khoảng 5 năm). AMD nói rằng họ đang làm việc với hàng trăm nhà phát triển trò chơi để cải thiện hiệu suất trên bộ xử lý Ryzen. Tuy nhiên, tôi nghi ngờ rằng một bản cập nhật Windows vẫn có thể giúp đỡ bằng cách điều chỉnh lịch trình tốt hơn cho các đặc điểm của kiến trúc Zen .

Ví dụ sau đây từ Phần cứng của Tom cho thấy hiệu suất bị suy giảm khi kích hoạt SMT:

TechSpot đã thực hiện một phân tích chuyên sâu về hiệu suất chơi trò chơi với kích hoạt và vô hiệu hóa SMT và đưa ra kết quả rất giống nhau:

Ngoài ra còn có các vấn đề quản lý năng lượng liên quan đến các thử nghiệm này. Tuyên bố tương tự của AMD lưu ý rằng Windows không nhận thức đầy đủ về các tính năng mới trong Ryzen như đỗ xe lõi và chuyển đổi tần số xung nhịp nhanh. Điều này phù hợp với các cải tiến hiệu suất được báo cáo bởi Phần cứng của Tom khi sử dụng gói năng lượng Hiệu suất cao (xem biểu đồ ở trên, HP = Hiệu suất cao). Một bản cập nhật cho Windows có thể thêm hỗ trợ cho các tính năng này và cải thiện hiệu suất.

http://wccftech.com/amd-ryzen-launch-aftermath-gaming-performance-amd-response/

1) Các BIOS bo mạch chủ ban đầu chắc chắn đã gặp rắc rối: vô hiệu hóa các tính năng không liên quan sẽ tắt lõi. Đặt ép xung bộ nhớ trên một số bo mạch chủ sẽ vô hiệu hóa boost. Một số bản sửa đổi BIOS sẽ tạo ra hiệu năng bị triệt tiêu toàn cầu.

2) Ryzen được hưởng lợi từ việc vô hiệu hóa Bộ đếm thời gian chính xác cao (HPET). Độ phân giải hẹn giờ của HPET có thể gây ra hiệu ứng người quan sát có thể trừ hiệu suất. Đây là một tùy chọn BIOS hoặc một chức năng có thể bị vô hiệu hóa từ trình vỏ lệnh Windows.

3) Ryzen được hưởng lợi từ việc kích hoạt cấu hình sức mạnh Hiệu suất cao. Điều này ghi đè lên bãi đậu xe cốt lõi. Cuối cùng, chúng tôi sẽ có một trình điều khiển cho phép mọi người giữ cân bằng và vô hiệu hóa bãi đậu xe cốt lõi. Các game thủ cũng đã làm điều này trong một thời gian. Tôi sai chính tả, đây. Tôi muốn làm rõ lợi ích: Chế độ Hiệu suất cao cho phép CPU cập nhật điện áp / tốc độ xung nhịp trong 1ms, so với 30ms mà nó có chế độ cân bằng. Đây là những gì trình điều khiển của chúng tôi sẽ thực hiện. Xin lỗi vì sự nhầm lẫn!

Vì vậy, câu hỏi thực sự không phải là làm thế nào một bản cập nhật BIOS / phần sụn có thể làm cho bộ xử lý nhanh hơn (nó có thể làm được, tối ưu hóa vi mã v.v ...) hơn nữa ... CPU bị tê liệt như thế nào bởi lỗi BIOS / phần sụn

BIOS thường được coi là phần sụn. BIOS có thể xoay vòng tất cả các loại bit trong phần cứng để thay đổi cách hệ thống chạy

Vì vậy, đúng là hoàn toàn khả thi khi họ phát hành phần sụn mới và cho những thứ như tốc độ xung nhịp, hoặc liệu tính năng tìm nạp trước được bật hay không, hoặc một lõi nào đó có thể có một số ưu tiên nhất định đối với bộ đệm có khả năng tăng hiệu suất chơi trò chơi cho hầu hết các trò chơi được thiết kế theo cách đơn luồng.

Nó không quá nhiều để cập nhật phần mềm sẽ làm cho bộ xử lý nhanh hơn. Điều mọi người đang mong đợi là các bản cập nhật phần mềm sẽ giúp phần mềm phù hợp hơn với kiến ​​trúc của Ryzen và có thể tận dụng hiệu suất của nó tốt hơn.

Chỉnh sửa cho tôi nếu tôi sai nhưng bộ xử lý phải có chương trình cơ sở tĩnh để tương thích với tiêu chuẩn x64?

Hầu hết. Có phần mềm trong CPU (microcode, như đã đề cập ở trên) và nó có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Về cơ bản X86 chỉ xác định kết quả hoạt động, làm thế nào chính xác CPU đạt được những kết quả đó là vấn đề của các kỹ sư. Mặc dù vậy, tỷ lệ tinh chỉnh vi mã đóng vai trò chính với Ryzen là rất nhỏ, vì khoảng cách hiệu năng dường như áp dụng chủ yếu cho các trò chơi cho thấy CPU hoạt động tốt, nhưng một số trò chơi đặc biệt không tận dụng tốt.

Hệ điều hành chịu trách nhiệm cố gắng đảm bảo các chương trình được trải đều trên CPU một cách hiệu quả, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất, nhưng nói chung, cả hai yếu tố này đều không phải là vấn đề chính đối với kiến ​​trúc mới. Hầu hết các cải tiến hiệu suất trong các trường hợp như thế này là do các nhà phát triển viết mã phù hợp hơn với kiến ​​trúc mới. Điều này có xu hướng không xảy ra giữa các thế hệ CPU Intel vì những thay đổi thiết kế không có ý nghĩa to lớn, do đó, những gì hoạt động tốt trên một cái có thể sẽ hoạt động tốt trên một thế hệ khác.

Tuy nhiên, Ryzen là một thiết kế mới, vì vậy mọi thứ được viết cho phù hợp với các CPU khác theo định nghĩa đã không được viết cho phù hợp với Ryzen.

Để đại diện cho tình hình, hãy hình dung hai bộ xử lý:

• Bộ xử lý Một đã có mặt trên thị trường một thời gian và (vì bất kỳ lý do gì) rất nhanh chóng trong việc thêm số. Phần mềm được thiết kế để thử và sử dụng bổ sung càng nhiều càng tốt, để tận dụng khả năng này.

• Một bộ xử lý cạnh tranh đổ bộ vào thị trường và yếu hơn, nhưng mạnh hơn ở cấp số nhân. Tất cả các phần mềm được tối ưu hóa để sử dụng nhiều hướng dẫn bổ sung nặng hơn đều hoạt động kém trên bộ xử lý mới, nhưng phần mềm chưa được tùy chỉnh để sử dụng nhiều bổ sung thực hiện ít nhiều tương tự. Một số phần mềm có thể đã thực hiện nhiều phép nhân và sẽ làm tốt hơn trên các CPU mới so với trên Bộ xử lý Một, ngay cả trong ngày ra mắt.

Một thời gian sau khi khởi chạy, các nhà phát triển sẽ bắt đầu thích nghi, sử dụng phép nhân nhiều hơn trong phần mềm của họ hoặc thậm chí thiết kế phần mềm của họ để chuyển đổi giữa các đường dẫn mã nặng thêm và nhân nặng tùy thuộc vào kiến ​​trúc CPU nào đang được sử dụng.

Đây là loại chuyện xảy ra với Ryzen - đây là một kiến ​​trúc mới mà các nhà phát triển phần mềm chưa tối ưu hóa để phù hợp với đặc điểm của nó. Theo thời gian, các nhà phát triển sẽ bắt đầu tinh chỉnh phần mềm của họ để hoạt động tốt hơn trên nó. Vì hầu hết các phần mềm đã được thiết kế để hoạt động tốt trên CPU Intel (xét cho cùng, chúng khá phổ biến!), Có khả năng chúng sẽ không được hưởng lợi từ những thay đổi này rất nhiều.

Có một số khối lượng công việc mà Intel đơn giản sẽ duy trì nhanh hơn và một số khối lượng mà Ryzen đã nhanh hơn (và sẽ nhanh hơn) tùy thuộc vào hành vi cơ bản. Trong tình huống tôi đã đưa ra ở trên, một phần mềm chỉ cần thêm mọi thứ sẽ luôn hoạt động tốt hơn trên bộ xử lý đầu tiên và phần mềm đơn giản phải nhân lên mọi thứ sẽ luôn hoạt động tốt hơn ở phần thứ hai - nhưng đối với hầu hết các phần mềm thì phức tạp và những khác biệt này sẽ san bằng phần nào.

Nếu vậy AMD sẽ không phải tối ưu hóa các trò chơi (phần mềm) cho bộ xử lý của họ, điều này rõ ràng là không thể?

Điều đáng chú ý là những gì AMD thực sự đã nói về hiệu suất chơi game là họ đang làm việc với các nhà phát triển để tối ưu hóa trò chơi. Họ đang gửi các hệ thống phát triển cho các công ty (hiện có 300 người đang hoạt động và họ đang nhắm tới 1000 vào cuối năm nay) và nói chuyện với những người có trò chơi hoạt động kém để giúp giải quyết vấn đề. Theo tôi biết, không có tuyên bố nào được đưa ra rằng AMD đang tự tối ưu hóa các trò chơi.

Trong trường hợp cụ thể này, Ryzen cũng bị kìm hãm trong một số trường hợp bởi Windows đưa ra quyết định kém về việc lõi nào sẽ tải lên với công việc và BIOS hiện tại có vấn đề vì những lý do đơn giản là tôi sẽ không giả vờ biết. Tuy nhiên, những vấn đề đó không thể chịu trách nhiệm cho tất cả các khoảng cách về hiệu suất, vì có khối lượng công việc mà Ryzen đã vượt trội hơn Intel một cách thuyết phục, điều này cho thấy vấn đề ít nhất là một phần (nếu không phải hầu hết) đối với các chương trình cụ thể đang chạy, thay vì toàn bộ hệ điều hành hoặc BIOS.

Tất nhiên phần mềm có thể cải thiện hiệu năng của CPU hoặc thậm chí của GPU.

Một cách chắc chắn là ép xung hoặc một số loại cơ chế thay đổi đồng hồ khác. Thứ hai có thể là tối ưu hóa trình điều khiển. Chúng bao gồm các phương pháp nén dữ liệu tốt hơn, thuật toán giải mã nhanh hơn, v.v ... về cơ bản là các tính năng giúp sử dụng nhiều phần cứng tốt hơn. Các tính năng này cũng có thể được cập nhật bằng các bản cập nhật chương trình cơ sở, đây không phải là phần mềm thực sự (thông thường). Sau đó, có phần mềm có thể kiểm soát giải pháp làm mát máy tính của bạn. Điều đó rất hữu ích cho CPU và GPU sử dụng các công nghệ tăng hiệu suất như tăng tốc Turbo của Intel và tăng GPU của Nvidia. Phần cứng như thế có một số giới hạn nhiệt độ nhất định, vì vậy chúng làm giảm hiệu suất của chúng, khi chúng chạy quá nóng và ép xung động, khi các ứng dụng đòi hỏi sức mạnh tính toán cao hơn, miễn là chúng không đạt được mức tiêu thụ năng lượng tối đa và chúng '

Cũng có những lựa chọn khác, nhưng những thứ này chủ yếu bao gồm nó. Về cơ bản, miễn là bạn biết vấn đề và có thể xử lý theo cách lập trình dữ liệu theo cách xử lý dữ liệu (như đưa ra một số thuật toán giải mã thông minh thay thế cho loại giải pháp "vũ phu") hoặc điều khiển các phản ứng của bộ xử lý đối với các yếu tố chính khác nhau đối với hiệu suất của nó. (như tăng cường làm mát mạnh mẽ hơn trong trường hợp quá nhiệt hoặc giám sát nhu cầu tài nguyên của các ứng dụng và tự ép xung khi cần nhiều công suất xử lý hơn), bạn có thể làm rất nhiều để cải thiện (hoặc làm xấu đi) hiệu suất của đơn vị xử lý.

Trong trường hợp của AMD, có lẽ đó là sự tối ưu hóa cơ chế tăng cường hoặc giải pháp làm mát. Một hoặc cả hai điều này có lẽ đã được thay đổi để phản ứng mạnh mẽ hơn để tăng tải hoặc nhiệt độ.

TL; DR: Có, phần mềm có thể cải thiện hiệu suất của bộ xử lý. Có nhiều cách có thể được thực hiện, như tối ưu hóa trình điều khiển và phần sụn, ép xung, v.v. Bất kỳ thay đổi phần mềm nào chuẩn bị dữ liệu để dễ xử lý hơn hoặc làm cho phần cứng phản ứng tốt hơn với tải hoặc các hạn chế của nó rất có thể sẽ dẫn đến hiệu suất tăng.

Cập nhật phần mềm chắc chắn có thể làm cho hệ thống (bao gồm cả bộ xử lý) chạy nhanh hơn.

Một ví dụ rất cực đoan về điều này là các máy tính lớn của IBM: bạn có thể mua thêm thời gian CPU trực tuyến và tất cả những gì bạn nhận được là một khóa cấp phép mà bạn phải nhập vào hệ điều hành của mình và hệ thống của bạn chạy nhanh hơn. Thủ thuật rất đơn giản: bộ lập lịch hệ điều hành đôi khi sẽ từ chối lên lịch các tác vụ và thay vào đó CPU sẽ đi ngủ hoặc thậm chí chỉ chạy một vòng lặp NO-OP trong một thời gian ngắn, để đạt được thông lượng trung bình chung. Nếu bạn trả tiền cho một giấy phép đắt tiền hơn, bộ lập lịch sẽ loại bỏ các NO-OP đó.

Hoặc, thậm chí quyết liệt hơn: nếu bạn mua một hệ thống chỉ có 4 hoặc 6 hoặc 8 CPU, thông thường sẽ có khoảng 16-32 cái thực sự được cài đặt. HĐH chỉ cần tắt một số trong số chúng và bằng cách nhập khóa cấp phép, bạn có thể bật chúng lên.

Tương tự, các máy tính lớn của IBM phân biệt giữa các loại bộ xử lý khác nhau: bộ xử lý Linux, bộ xử lý Java, bộ xử lý giao dịch, v.v ... Chúng thực sự đều là cùng một bộ xử lý, nhưng bộ lập lịch hệ điều hành sẽ từ chối lên lịch các tác vụ giao dịch (là những bộ xử lý quan trọng nhất) Bộ xử lý Java hoặc Linux. Chỉ các máy ảo Java sẽ được lên lịch cho các bộ xử lý Java và chỉ các máy ảo Linux sẽ được lên lịch cho các bộ xử lý Linux. Nếu bạn muốn có hiệu suất Giao dịch cao hơn, bạn phải mua giấy phép cho nhiều bộ xử lý Giao dịch hơn: một lần nữa, đó là những bộ xử lý chính xác, sự khác biệt duy nhất là cờ cấu hình trong trình lập lịch có nội dung "không lên lịch tác vụ giao dịch cho các bộ xử lý đó ".

Một ví dụ khác, không quá cực đoan, là các phiên bản khác nhau của Windows. Các phiên bản khác nhau của Windows hỗ trợ số lượng lõi CPU khác nhau và dung lượng bộ nhớ khác nhau. Nếu bạn có bộ nhớ lớn và số lượng CPU lớn, bạn có thể làm cho hệ thống của mình nhanh hơn, chỉ bằng cách nâng cấp lên phiên bản Windows "lớn hơn". Lưu ý rằng các phiên bản có cùng mã chính xác; chỉ có một số công tắc cấu hình ở đâu đó nói rằng "bạn là Phiên bản gia đình, bạn chỉ hỗ trợ 1 CPU và 128 GiByte".