Amd processors and linux

Обзор работы Linux на Ryzen

Зачастую мы, покупая вещь, стараемся найти отзывы о ней, какие-то результаты практического применения другими пользователями сети. Поэтому, думаю, неплохо будет порассуждать о новых устройствах на этом сайте в рамках темы открытое программное обеспечение. Вы спросите, а при чем здесь ПО? Мой ответ вам — а почему бы не протестировать новую вещь с помощью имеющихся инструментов в Linux?

В руки попал новый ноутбук Lenovo IdeaPad S145-15API. Операционной системой для тестирования была выбрана Ubuntu 18.04 LTS, а инструментом тестирования — Phoronix Test Tuite, содержащий множество тестов для различных вариантов использования современного компьютера. В этой статье мы сделаем обзор работы Linux на Ryzen и сравним его с более старыми моделями процессоров.

Характеристики оборудования

Рассмотрим кратко характеристики ноутбука, не ради рекламы, а для того, чтобы понять — что же он из себя представляет.

Дисплей 15.6 дюйма с разрешением FullHD, Ryzen 5 3500U @ 2.10GHz (4 ядра / 8 потоков) — процессор самой последней линейки Ryzen для ноутбуков от AMD. Оперативной памяти немного — 8 Гб, сразу установлены SSD 128 Гигабайт и жесткий диск 1 Тб. Дискретная графика не установлена, вся надежда на интегрированную графику процессора в лице AMD Radeon Vega 8. Так как целью был не подробный разбор характеристик пациента, то на этом остановим наше знакомство с hardware.

Для сравнения были взяты два достаточно старых ноутбука с процессорами от Intel и AMD, оказавшиеся под рукой:

• Acer Aspire 7560G: процессор AMD A8-3500M APU @ 1.50GHz (4 Ядра), дисплей 17 дюймов, разрешение 1600х900, оперативной памяти 8 Гигабайт, SSD 480 гигабайт, видеокарта AMD Radeon HD 6620G 512 Мегабайт
• Sony Vaio sve1713a4rb: процессор Intel Core i3-3120M @ 2.50GHz (2 ядра / 4 потока), дисплей 17 дюймов, разрешение 1600х900, оперативной памяти 6 Гигабайт, SSD 480 гигабайт, видеокарта AMD Radeon HD 7650M 1 Гигабайт

Обзор работы Linux на Ryzen

Сразу должен сказать, что тестовый пакет в Ubuntu по умолчанию очень старой версии. И, если вы попытаетесь с помощью него оценить производительность вашего ПК, то вас ждет разочарование из-за невозможности многих тестов вообще установиться или запуститься без серьёзных манипуляций с данным ПО. Поняв данную проблему я просто скачал современную версию пакета с сайта разработчиков, установил его и практически все проблемы были решены.

Мною ноутбук был протестирован в обширном наборе тестов для различных вариантов нагрузок. Посмотрим на некоторые их них. И попытаемся сделать выводы о производительности современного середнячка в сравнении с ноутбуками прошлых лет.

1. scimark2

Данный тест запускает SciMark 2.0, который является эталоном научных вычислений, целочисленных вычислений. Тест разработан программистами National Institute of Standards and Technology. Составной результат включает в себя оценку всех тестов пакета SciMark 2.0.

В данном тесте мы видим серьёзное, более чем двукратное превосходство ядра Ryzen над старым ядром CPU Phenom II (процессор A8). Также мы видим, что ядро третьего поколения процессоров Core также сдает позиции перед новичком обзора, но не настолько сильно, как серия процессоров AMD A.

2. Pybench

Этот тест сообщает суммарное время усредненных результатов прохождения тестов Pybench. Pybench сообщает среднее время выполнения функций Python, что дает довольно точную оценку производительности в данном языке программирования.

В данном тесте чем меньше полученное значение, тем производительнее оказался процессор. Как видим ситуация не поменялась — новый Ryzen обходит и старичка семейства Core и оказывается более, чем в 2.5 раза производительнее процессора серии A от AMD.

3. RAMspeed

Данный тест показывает производительность оперативной памяти. Я предоставил вам два результата этого теста — средняя производительность в целочисленных операциях и средняя производительность в операциях с плавающей точкой.

Ноутбук с процессором Ryzen также оказался на голову выше соперников, которые не могут противопоставить современному ноутбуку практически ничего в плане производительности.

4. Blender

Blender – тест производительности процессора при рендеринге трехмерных сцен окружающей жизни на основе движка одноименного открытого и свободного программного обеспечения.

Здесь мы видим серьёзную победу современного середнячка, но, всё равно, время оказывается достаточно большим — всё-таки рендеринг сцены составил почти 10 минут. Для оценки производительности использовалась сцена с BMW27.

5. BRL-CAD

Данный бенчмарк основан на движке свободного и открытого программного обеспечения для твердотельного моделирования BRL-CAD. Результаты тестов будут интересны всем, кто интересуется проектированием и различными инженерными построениями.

Победа процессора Ryzen просто ошеломительная, даже процессор от компании Intel отстал от новичка более, чем в 3.5 раза.

6. FFmpeg

Данный тест использует набор библиотек для кодирования и декодирования аудио и видео FFmpeg при оценке производительности в обработке видео.

И здесь процессор также показывает себя с лучшей стороны, оказываясь намного быстрее своих конкурентов.

7. Unigine-Heaven

Этот бенчмарк представляет из себя 3D сцену Heaven для 3D движка Unigine. Он чрезвычайно требователен к производительности видеокарты.

Этот тест показывает огромное превосходство современных видеокарт над старичками обзора. Но, следует отметить, что это превосходство оказывается чисто теоретическим, так как нормальную частоту кадров в секунду, FPS, удается получить только в разрешении 1024*768. В современном разрешении FullHD встроенной графики оказывается недостаточно для комфортного FPS.

8. SQLite Speedtest

Здесь используется эталонный тест производительности системы speedtest1.с, выполненный 1000 раз. Программа генерирует обычную рабочую нагрузку при работе с библиотекой SQLite на Ryzen в AMD Linux.

В данном тесте превосходство системы с процессором Ryzen оказывается не таким ошеломительным, но это связано с тем, что соперники используют не стоковую конфигурацию, что позволяет им по некоторым параметрам быть наравне с виновником данного тестирования. Это наличие SSD и больший объем оперативной памяти.

Выводы

Мы сегодня сравнили ноутбук с современным процессором Ryzen 3500U с ноутбуками, которые используют старые модели процессоров от производителей Intel и AMD. Как видите, современные процессоры Ryzen и Linux вполне неплохо дружат.

Если вы задавались вопросом о необходимости замены 5-7 летнего ноутбука на новую машину, то я должен вам сказать, что да, время серьёзных перемен в производительности портативных компьютеров наступило, и такая замена может быть целесообразной. Что же по поводу особенностей каждого теста в отдельности — хочется заметить сильно возросшую однопоточную производительность процессоров AMD, безоговорочная победа Ryzen в проектировании и неспособную показать достаточную производительность встроенную графику в тестах с разрешением FullHD.

Обнаружили ошибку в тексте? Сообщите мне об этом. Выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Процессоры AMD тормозят под Linux из-за кривого кода 20-летней давности

В ядре Linux есть код, мешающий современным чипам AMD работать на полную мощность. Ему уже 20 лет, но момент выпуска он был необходим для корректной работы процессоров тех лет. Проблема не зацепила CPU Intel – в них от нее есть встроенная защита. Новый патч к ядру готов – он разработан внутри AMD и уже доказал свою эффективность.

Когда старые технологии начинают мешать

Современные процессоры AMD не в состоянии раскрыть свой потенциал в дистрибутивах Linux из-за патча к ядру, добавленному 20 лет назад, в 2002 г. Как пишет портал Ars Technica, из-за него Linux считает, что за 20 лет у AMD не вышло ни одного нового процессора – он по-прежнему полагает, что производительные Threadripper – это процессоры линейки Athlon, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Патч для ядра Linux написал разработчик Энди Гровер (Andy Grover), и он был одобрен лично Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds) – создателем Linux. Этот патч вносил в ядро поддержку ACPI – открытого промышленного стандарта образца 1996 г., который позволяет определять единый интерфейс обнаружения аппаратного обеспечения, управления питанием и конфигурации материнской платы и устройств компьютера.

Апдейт за авторством Гровера включает, помимо прочего, еще и активацию «фиктивной операции ожидания» (dummy wait op). В результате система считывала данные с единственной целью – для задержки следующей инструкции процессора до тех пор, пока у CPU появится возможность полной остановки при помощи инструкции STPCLK#.

Свою пользу патч Гровера, вне всякого сомнения, принес, однако к 2022 г. он давно утратил свою актуальность. Если на момент 2002 г. развертывание ACPI еще продолжалось, и многие CPU еще не умели переходить в режим ожидания без данного обновления и экономить энергию, то спустя 20 лет эта проблема давно была решена. Однако работе современных процессоров AMD разработка Энди Гровера может мешать.

Патч к патчу

В компании AMD творение Гровера, вероятно, считают как минимум бесполезным, максимум – вредным. Инженер Пратик Наяк (Prateek Nayak) из ее штата разработал собственное дополнение к ядру Linux, привносящее в него функцию «фиктивного ожидания для процессоров с архитектурой Zen». В настоящее время у AMD на руках три поколения данной архитектуры, и она в ускоренном темпе работает над Zen 4.

Пратик Наяк утверждает, что все актуальные CPU компании AMD, в основе которых лежит Zen-архитектура, могут корректно работать в среде Linux, даже если патча Гровера в ядре не будет. Более того, инженер прямо заявил, что наработка Гровера 20-летней давности негативно влияет на производительность современных чипов компании. С его слов, это проявляется как минимум при некоторых рабочих нагрузках. Заявлять, что в ядре Linux содержится код, который замедляет современные Epyc, Threadripper и Ryzen на постоянной основе, Наяк, видимо, не решился. Вместо этого он сказал, что проблема становится все более заметной с увеличением количества ядер в процессоре. Из этого можно сделать вывод, что сильнее всего страдают чипы линеек Threadripper и Epyc.

Все заработало

Достоверность своей теории и работоспособность созданного им патча инженер AMD доказал наглядно, проведя несколько замеров производительности. Согласно полученным им данным, патч Энди Гровера в ядре Linux действительно крайне разрушительно влияет на производительность процессоров AMD.

Так, в версии с патчем Наяка одна система выдавала колоссальную минимальную пропускную способность МБ/с – она была на 1390% выше в сравнении с той же системой, но без кода Наяка. Средняя пропускная способность МБ/с была на 51% выше в пользу решения Наяка.

Intel «в домике»

AMD и Intel – два заклятых конкурента на рынке х86-процессоров для ПК, ноутбуков и серверов. Они соперничают не годами – десятилетиями, и патч Энди Гровера, казалось бы, должен был зацепить еще Core вместе с Pentium, Celeron и Xeon.

Однако же современные чипы Intel оказались невосприимчивы к тому, что 20 лет назад выпустил Энди Гровер. Инженеры Intel, как выяснилось, давно осведомлены об этой проблеме, и потому в процессорах компании на протяжении как минимум 10 последних лет есть функция обхода его патча для Linux.

У Intel, к слову, тоже готово исправление данной проблемы 20-летней давности – его разработал сотрудник компании Дэйв Хансен (Dave Hansen). Он планирует в обозримом будущем направить его разработчикам ядра с целью рассмотрения возможности интеграции в ядро Linux 6.0.

Следует отметить, что в ОС семейства Windows тоже встречаются инструменты замедления производительности современных CPU. Такая «фишка», как сообщал CNews, есть в новейшей Windows 11. Microsoft попыталась все исправить, но лишь усугубила проблему. Только много позже ей удалось справиться с поставленной задачей.

Источник