octubre 14, 2021

Probado: latencia de caché de CPU de AMD hasta 12 veces más lenta en Windows 11

Pusimos algunos de los chips AMD Ryzen líderes de nuestra lista de Mejores CPU para juegos a través de varios puntos de referencia de juegos y pruebas específicas para ver el alcance del error de Windows 11 recientemente anunciado que reduce el rendimiento en los procesadores de AMD.

Como verá en nuestros extensos puntos de referencia de CPU a continuación, descubrimos que la latencia L3 de AMD puede ser hasta seis veces mayor en Windows 11 en comparación con Windows 10, y que el ancho de banda L3 puede ser hasta 12 veces mayor en Windows 10. No lo hicimos. No vemos impactos tan severos en nuestras pruebas de juegos, con nuestras mayores diferencias de Windows 10 frente a 11 con un peso del 7% en un título de juego, mientras que otros son mucho más silenciosos. En particular, probamos con la primera actualización de Windows 11 que realmente empeoró el error.

El anuncio de AMD la semana pasada de que Microsoft y Microsoft estaban investigando conjuntamente dos errores que agotan el rendimiento en Windows 11 fue una revelación, especialmente porque AMD dice que afectan a todos los procesadores AMD compatibles con Windows 11 y pueden reducir el rendimiento de los juegos hasta en un 15% en algunos títulos de eSports y 3-5% en aplicaciones de PC de escritorio. El error afecta a los chips con más de ocho núcleos, por lo que también pusimos a prueba el Ryzen 9 5900X de 12 núcleos que domina nuestra jerarquía de referencia de CPU.

Francamente, los errores no podrían llegar en peor momento: Intel está a punto de lanzar sus chips Alder Lake aparentemente potentes que podrían cambiar la ventaja a su favor. Para empeorar las cosas para AMD, Windows 11 tiene nuevas optimizaciones de programador específicamente para Alder Lake, por lo que los revisores usarán el nuevo sistema operativo para las pruebas. Eso genera preocupaciones de que el error pueda dar lugar a comparaciones injustas.

Es sorprendente que dos errores graves superaran a los equipos de control de calidad de AMD y Microsoft: los primeros informes del error L3 aparecieron en foros hace varios meses cuando los entusiastas probaron las versiones preliminares de Windows 11. Este error puede reducir el rendimiento en algunos títulos de juegos hasta en un 10-15% y las aplicaciones para los músculos isquiotibiales en un 3-5% debido a la baja latencia de la caché L3.

(Crédito de la imagen: AMD)

Además, AMD informa que su función UEFI CPPC2 (Collaborative Power and Performance Control 2), una tecnología que ayuda a dirigir el trabajo con subprocesos ligeros a los núcleos más rápidos del chip, también tiene problemas que pueden afectar las aplicaciones con subprocesos ligeros (como los juegos). . AMD dice que este error es más detectable en chips con más de ocho núcleos y> 65W TDP.

AMD y Microsoft están investigando conjuntamente, y se está trabajando en una actualización de software para solucionar el problema de CPPC2 y una actualización de Windows para remediar los problemas de latencia L3. AMD dice que ambos deberían llegar en octubre de 2021 (este mes). En particular, estos problemas son independientes de los problemas de rendimiento relacionados con las configuraciones de seguridad de VBS y HVCI recomendadas por Microsoft que han causado indignación. Pusimos esos problemas a prueba la semana pasada.

Las versiones básicas de las correcciones ya se encuentran en versiones de vista previa actuales de Windows, pero aún no son definitivas. Estamos poniendo a prueba los problemas de Windows 11 y haremos un seguimiento con las pruebas posteriores a la corrección cuando los parches lleguen al público en general.

Podemos ver cambios dramáticos en nuestras medidas de ancho de banda y latencia de caché a continuación, pero no vimos un impacto tan profundo en la selección de juegos que probamos. Sin embargo, es digno de mención que el aviso de AMD establece que el error afecta tanto la “latencia de caché L3 medida y funcional”, lo que significa que los resultados que medimos con microbenchmarks son solo indicativos del rendimiento recibido por algunas aplicaciones. Naturalmente, la latencia más alta afectará a algunos procesadores y juegos / aplicaciones de AMD más que a otros.

AMD se muestra tímido con los detalles de qué aplicaciones y juegos se ven afectados, y la compañía incluso ajustó su aviso para eliminar su mención original de los títulos de eSports. Eso hace que sea un poco difícil reducir nuestras pruebas a los juegos afectados, pero todavía tenemos mucho que analizar. En cualquier caso, examinaremos dónde están las cosas en este momento y reevaluaremos después de que AMD y Microsoft publiquen los parches.

Benchmarks de rendimiento de juegos de Windows 10 vs Windows 11

Probamos con Windows 11 Pro 23000.258 y el controlador de gráficos Nvidia 472.12 compatible con Windows 11 (el último controlador llegó después de completar la prueba). Como siempre para las pruebas de CPU, utilizamos una Nvidia GeForce RTX 3090 para minimizar el cuello de botella de los gráficos. También nos quedamos con una resolución de 1920×1080, así que tenga en cuenta que el impacto del error variará con las diferentes resoluciones y tarjetas gráficas.

Usamos un Core i7-11700K como punto de comparación para darnos una idea general de las variaciones esperadas del cambio del sistema operativo. Sin embargo, tenga en cuenta que el código y los controladores del juego responden de manera diferente a las respectivas arquitecturas de la CPU, lo que convierte al 11700K en una vara de medir torcida, en el mejor de los casos.

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(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

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No tenemos una gran base de referencia para realizar pruebas. Todos los procesadores AMD compatibles con Windows 11 se ven afectados y no podemos activar o desactivar los errores, por lo que es difícil saber cuántos deltas de rendimiento deberíamos simplemente atribuir a las diferencias entre las revisiones del sistema operativo oa los errores. . Tenga en cuenta que las variaciones del 1% generalmente caen dentro de la desviación estándar esperada, por lo que no representan un cambio significativo.

AMD señala que el error CPPC2 (aumento) afecta a los chips con más de ocho núcleos, pero eso significa que los chips más pequeños también se ven afectados. Además, como verá en las pruebas de caché a continuación, los problemas de L3 afectan a todos los chips AMD que hemos probado.

AMD mencionó específicamente los títulos de eSports en la versión original de su aviso, pero Project Cars 3 sufrió la mayor regresión de rendimiento en el cambio de Windows 10 a 11. Aquí podemos ver que el Ryzen 9 5900X es un 7.5% más lento en Windows 11, mientras que el Ryzen 7 5800X es un 5,3% más lento. Mientras tanto, el 11700K solo cae un 1,9%.

El 5900X también cayó un 4,5% en el punto de referencia Shadow of the Tomb Raider, pero el 5800X y el 11700K ofrecieron aproximadamente el mismo nivel de rendimiento con Windows 10 y 11. También incorporamos DOTA 2 para ver el impacto en un título de eSports, y Strange Brigade para medir el rendimiento en un juego que empuja a velocidades de cuadro ridículas. El 5900X fue 2.9% y 2% más lento, respectivamente, pero probablemente no lo notará con la tarjeta gráfica a más de 200 fps.

A continuación puede ver el recuento de los deltas de rendimiento, y el 5900X pierde el mayor rendimiento en todos los ámbitos, pero la mayoría de las variaciones son pequeñas. El aviso original de AMD señaló que algunos juegos de eSports pueden sufrir entre un 10 y un 15%, pero no lo vimos en ninguna de nuestras pruebas. Eso no significa que tales deltas no existan, ya que los diferentes juegos y aplicaciones se ven afectados de manera diferente, por lo que su kilometraje variará.

Ahora avancemos para ver más de cerca el error de caché L3.

Cambio de rendimiento de Windows 10 a Windows 11: hardware de Tom Hardware de Tom Ryzen 9 5900XRyzen 7 5800XCore i7-11700KProject Cars 3-7,3% -5,3% -1,9% Shadow of the Tomb Raider-4,5% – 0,8% Dota 2-2,9% -1,4% -1.85% Strange Brigade -2.0% -1.2% -0.1% Red Dead Redemption 2-2.8% – Far Cry 5 + 4.1% – + 1.74% Grand Theft Auto V0.3% -0.5% -0.2%

Error de caché AMD Windows 11 L3: latencia

Medidas de latencia de caché AIDA L3 Hardware de Tom – Latencia L3 Windows 10 Windows 11 Ryzen 9 5900X10.5429.23 Ryzen 7 5800X10.7230.18 Ryzen 7 3800X9.5835.34 Core i7-11700K 11.7811.78

AMD emitió recientemente su primer parche de Windows 11 y, como verá claramente en las diapositivas a continuación, en realidad empeoró la latencia. Registramos las medidas de latencia anteriores con la utilidad AIDA y la última versión de Windows 11. Vimos un aumento de aproximadamente 3 veces para todos los chips AMD, mientras que el chip Intel arrojó lecturas L3 idénticas en Windows 10 y 11.

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(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

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La idea básica detrás de cualquier caché en chip es mantener los datos a los que se accede con frecuencia lo más cerca posible de los núcleos de ejecución, mejorando así el rendimiento. La caché L3 es más lenta que otras cachés (como L1 y L2), pero su mayor capacidad significa que puede almacenar más datos, mejorando así la tasa de aciertos (la cantidad de veces que se guardan datos útiles en la caché). Hay una razón por la que AMD lo llama “caché de juegos”: la caché L3 es muy importante para el rendimiento, y los juegos en particular pueden sufrir una latencia alta de L3 o una capacidad de caché reducida.

Las primeras cuatro diapositivas anteriores describen nuestros puntos de referencia de latencia de memoria y caché con AMD Ryzen 5900X, 5800X, 3800X y Intel Core i7-11700K utilizando la herramienta Memory Latency del equipo de Chips and Cheese. Estas pruebas miden la latencia de la caché con diferentes tamaños de fragmentos de datos, y podemos ver claramente la latencia L3 mucho más alta cerca del centro del gráfico. De hecho, la reciente actualización de Windows 11 agravó aún más el problema, como podemos ver con las líneas negras en las dos primeras diapositivas.

Estas pruebas más profundas midieron un aumento de ~ 5 veces en la latencia L3 para los chips Ryzen 5000 y un aumento de 6 veces para el Ryzen 7 3800X. Mientras tanto, el Core i7-11700K disfruta de un perfil de latencia de memoria y caché ligeramente mejor con Windows 11.

Tenga en cuenta que las diferentes utilidades de referencia prueban con metodologías de medición, algoritmos y avances de caché únicos, por lo que los resultados pueden variar y de hecho varían. Como tal, recurrimos a SiSoftware, Sandra se usa para medir la latencia de la memoria caché y la memoria con tres patrones de acceso diferentes, lo que nos brinda más granularidad que una sola prueba y ayuda a verificar la cordura de los resultados que registramos con las otras herramientas. Las últimas tres diapositivas muestran los resultados con el 5900X con tres patrones de datos diferentes y, en general, se alinean con lo que hemos visto en otras pruebas.

Acceso secuencial: Casi en su totalidad precargado en el TLB, lo que lo convierte en una buena medida del rendimiento del prefetcher.In-page aleatorio: Mide accesos aleatorios dentro de la misma página de memoria. También mide el rendimiento de TLB y representa el rendimiento aleatorio en el mejor de los casos.completamente al azar: Una combinación de aciertos y errores de TLB, con una gran probabilidad de errores, por lo que cuantifica la latencia del peor de los casos.

Error de caché AMD Windows 11 L3: ancho de banda

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(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

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(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

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(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

Nuestras primeras pruebas del ancho de banda de la caché L3 fueron bastante sorprendentes. AIDA midió 7.5 veces más ancho de banda de lectura L3, 15 veces más ancho de banda de escritura y 12 veces más ancho de banda de copia para Ryzen 7 5900X en Windows 10, y resultados similares con Ryzen 7 5800X y 3800X. En particular, el ancho de banda de copia es la única medida de las tres que indica el rendimiento de la aplicación.

Nuevamente, diferentes utilidades utilizan diferentes metodologías, por lo que también probamos con SiSoft Sandra para obtener una visión diferente del ancho de banda. Las diapositivas cuarta y quinta muestran que el 5900X ofrece aproximadamente el mismo ancho de banda que Windows 11, destacando la diferencia en las metodologías. Del mismo modo, los diferentes juegos y aplicaciones se verán afectados en diversos grados según sus patrones de acceso.

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(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

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(Crédito de la imagen: Tom’s Hardware)

Finalmente, utilizamos la prueba de ancho de banda y latencia de núcleo a núcleo de SiSoft Sandra (mejor coincidencia de par) para medir el rendimiento de Infinity Fabric con diferentes tipos de datos. Para el 5800X, esta prueba midió un rendimiento drásticamente reducido con algunos tipos de datos y es reproducible. Curiosamente, en contra de nuestras expectativas dado que tiene más de ocho núcleos, el Ryzen 9 5900X no sufrió la misma tendencia de rendimiento inconsistente.

Los resultados de estas pruebas sintéticas pintan un panorama terrible, pero tenemos que verlos bajo la luz correcta: los problemas tuvieron un impacto limitado en los juegos que hemos probado hasta ahora. AMD dice que la solución para los errores de L3 y CPPC2 llegará este mes, y seguiremos con otra ronda de pruebas para medir el impacto. Manténganse al tanto.