Gear 1 u procesorů Intel Rocket Lake může i snížit výkon. Výrazně totiž zvyšuje spotřebu

12. 4. 2021

Gear 1 u Rocket Lake sice vypadá jako jasná cesta ke zvýšení výkonu procesoru, ale pozor, v některých případech může výkon naopak zhoršovat.

U nových desktopových procesorů Intel Rocket Lake přišla (podobně jako u Ryzenů 3000 a 5000) změna v řadiči pamětí, který nyní používá děličku pro vyšší frekvence, tzv. Gear 2, jejímž zapnutím se frekvence řadiče sníží na polovinu. Po prvních testech bylo jasné, že její zapnutí zhoršuje výkon, zejména ve hrách.

Ukazuje se ale, že to neplatí vždy, paradoxně v mnoha případech může uškodit naopak Gear 1, tedy běh s frekvencemi 1:1 bez této děličky. Asi to také vysvětluje, proč Intel tuto věc, kterou starší CPU neměla, do Rocket Lake implementoval.

TechPowerUp minulý týden publikoval recenzi Core i5-11400F, což je cenově atraktivní šestijádro Rocket Lake a možná jeden z nejpopulárnějších modelů, jehož testy při uvedení chyběly. V této recenzi mu ovšem vyšel překvapivý výsledek: s pamětí DDR4-3733 byl procesor v průměru o 1,5 % rychlejší při nastavení Gear 2 (tedy s onou děličkou, která by měla výkon snižovat), než s DDR4-3733 při nastavení Gear 1 (tedy bez děličky taktu paměťového řadiče). Rozdíl ve výkonu ve prospěch Gear 2 dosáhl až 3,42 % v Cinebench R23 a až 6 % v MySQL.

Výkon Core i5-11400F s nastavením pamětí Gear 1 a Gear 2 v recenzi techPowerUpu, x265 (Zdroj: techPowerUp)

Tento deficit ve výkonu se typicky objevil v aplikacích vytěžujících všechny vlákna (rendering, multimédia, typicky o 1 až 3 % rychlejší), ale ne v jednovláknových aplikacích a hrách – v těch se Gear 1 ukázal o něco rychlejší, ale ne tak, aby zvrátil průměrný negativní dopad v celkovém průměru.

Výkon Core i5-11400F s nastavením pamětí Gear 1 a Gear 2 v recenzi techPowerUpu, Cinebenech R23 (Zdroj: techPowerUp)

Spotřeba paměťového řadiče začíná být u 65W modelů důležitá

Jak je možné, aby Gear 1 „škodil“ výkonu (což mimochodem recenze v den vydání nezaregistrovaly)? Je to zdá se jednoduché. V prvních recenzích byly 125W odemčené procesory s 56sekundovým trváním turba – tedy tehdy, pokud ho desky rovnou neodemykají na nekonečnou dobu. Core i5-11400F je ale 65W model s TDP překračujícím boostem trvajícím jen 28 sekund. A zdá se, že techPowerUp ho testoval s nastavením, kdy je respektováno Tau – to podle tabulky znamená, že povolená spotřeba je až 154 W, ale maximálně na 28 sekund, poté musí procesor snížit spotřebu na 65 W.

Právě tento strop spotřeby je důvod, proč v mnohovláknových aplikacích u tohoto CPU Gear 1 zhoršil výkon. Pokud totiž paměťový řadič běží v režimu Gear 1 (a tím na vyšší frekvenci), zvýší se jeho spotřeba. Podle techPowerUpu o 5 až 10 W proti konfiguraci s Gear 2. Tato spotřebovaná energie se ale počítá do TDP (a také PL2 limitu v turbu, který je ale vysoký a tudíž to tam asi vadit nebude). Takže v momentě, kdy se po vyčerpání 28sekundové lhůty procesor má vrátit na 65 W, stane se z těchto 5 až 10 W navíc docela podstatná část celkového rozpočtu, s kterým si CPU musí vystačit. Na jádra CPU zbude o to méně wattů, takže řízení frekvencí jim musí nastavit takt na nižší hodnotu. A to pak přesně způsobí, že software využívající všechna vlákna nakonec má nižší výkon.

Spotřeba Core i5-11400F s nastavením pamětí Gear 1 a Gear 2 v recenzi techPowerUpu během různých benchmarků. Procesor má odemčené limity a nerespektuje 65W TDP (Zdroj: techPowerUp)

Tento efekt se nejspíš dostaví i u dalších 65W modelů Rocket Lake, pokud nebudou mít spotřebu odemknutou (permanentní turbo překračující TDP). Ovšem dá se asi doufat, že na nižších frekvencích pamětí jako DDR4-3200 by nárůst spotřeby mohl být nižší a tím by neměl tak moc snížit výkon jader CPU, jako se to stalo s DDR4-3733. V levnějších sestavách s levnější pamětí tedy toto naštěstí asi nebude tolik vidět.

Nastavit paměti na Gear 1 je tedy na těchto 65W procesorech kompromis – sice si vylepšíte výkon pamětí, ale může to uškodit celkovému výkonu, i když ve hrách zřejmě ne. Řešení tohoto dilematu je asi odemknout spotřebu procesoru, tedy nastavit v BIOSu, aby mohl trvale běžet na plné turbo v rámci limitu PL2 a permanentně ignoroval 65W TDP. Vyšší spotřeba se pak samozřejmě promění v teplo a nějaký ten příplatek na účtech za elektřinu. Zde se nevyhnutně projevuje to, že 14nm proces Intelu je už poměrně zastaralý a tudíž výkonné jádro Rocket Lake, původně zamýšlené na podstatně lepší 10nm technologii, nemá dobrou energetickou efektivitu.