AMDの未発表ファームウェアが、Ryzen 3000プロセッサのブースト動作を修正するとChiphellフォーラムに流出しました。私たちはこのファームウェアをダウンロードし、新しいBIOSとSMUがRyzen 9 3900XとRyzen 7 3700Xプロセッサのブースト動作を修正するかどうかをテストしました。
ただし、これはリークされたベータ版BIOSリビジョンであり、最終版ではない可能性があるため、結果を鵜呑みにしないよう注意が必要です。いずれにせよ、Ryzen 7 3700Xについては期待通りの改善が見られましたが、Ryzen 9 3900Xでは奇妙なパフォーマンスの低下も見られ、このファームウェアが開発中であることが示唆されています。
AMDのRyzen 3000シリーズプロセッサは2ヶ月前に登場し、メインストリームデスクトップに新たなレベルのパフォーマンスと価値をもたらしました。同社は最先端の7nmノード開発競争でリードを奪い、高密度製造プロセスでIntelに先んじたのは同社史上初となります。しかし、同社の輝かしい瞬間は、チップが定格ブースト速度に達していないという報告が相次ぎ、曇り空となっています。この問題は、YouTuberのDer8auerが最近実施した調査で、驚くほど多くの回答者が定格ブーストクロックに達していないと報告したことで、改めて注目を集めました。
続いてインテルは、AMD がチップの周波数を下げる理由は明らかに信頼性にあるが、その根拠は証明されていない、と主張するレポートを引用した。
AMDは今週、一部の状況でパフォーマンスを低下させるファームウェアの問題を特定し、9月10日にコミュニティに修正の最新情報を通知すると発表した。
私たちは、AMD が発売後にプロセッサのブースト動作を変更し、チップが 75C のしきい値を超えた場合にそれほど積極的ではないブースト動作を引き起こすことを示唆するテストで、この問題を詳細に調査しました。
まず、「何」を見て、ブースト周波数が実際にこの新しいリークされたファームウェアで修正されたかどうかを確認し、次に「どのように」見て、問題を制御する変更された動作を確認します。
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ブーストスイッチを押す
最初のテストラウンドでは、Ryzen 3000のブースト挙動に関する最初の調査で概説した一般的なテスト方法に従いました。このテストラウンドでは、AMDのRyzen 3000プロセッサには高速コアと低速コアが混在しており、低速コアは定格ブースト仕様に到達できないことが判明しました。この問題を軽減するために、AMDは新しいWindows 10スケジューラを使用して、ワークロードを最速コアに優先的に割り当てています。
テストに使用しているベータ版MSI BIOSはChiphellフォーラムから入手したもので、MSIの公式チャネルからリリースされたものではありません。つまり、MSIがこの問題を修正するためにリリースする実際のBIOSではない可能性があります。公式修正に関する詳細は、明日2019年9月10日に発表予定です。
シングルスレッドまたは低スレッドのテストを連続して実行しました。テストは、本質的にシングルスレッドであるLAMEワークロード（1回あたり約35秒）を5回繰り返し実行することから始まります。続いて、POV-RAYとCinbench R20をそれぞれ1回ずつ、どちらもシングルコアテストモードで実行します。AMDプロセッサは、タスクの命令の電力要件に基づいてダウンシフトするため、これらのシングルスレッドテストは、シングルコアのブーストアクティビティを捕捉する最良の方法です。テストには、MSIのX570 GodlikeマザーボードとAMD製チップを使用しています。
Ryzen 7 3700Xのブースト周波数
ここでは、左軸に8つのコアすべての周波数、右軸に温度（グラフ下部の赤い線）をプロットしました。Ryzen 7 3700Xプロセッサは標準設定で動作し、Corsair H115iクーラーはフルスピードで動作しています。
これは、MSI X570 Godlikeマザーボード向けに公開されている最新版のファームウェアです。Ryzen 7 3700Xが動作中に最大4.375GHzまでクロックアップしているのが確認できます。これは3700Xの定格4.4GHzブーストには及ばないものの、その差は比較的僅差です。ただし、この差はシリコンの品質によって異なり、多くのユーザーが3700Xではクロックアップ幅がはるかに大きい（最大約250MHz）と報告しています。
新しいComboPI1.0.0.3ABBA AGESAファームウェアを適用したところ、ご覧の通り、Ryzen 7 3700Xは全域で定格の4.4GHzに達しました。AMDがこの問題をどのように修正したかについては、後ほど詳しくご説明します。
Ryzen 9 3900Xのブースト周波数
Ryzen 9 3900X を使用したテストでは、期待したような全面的な改善は見られませんでしたが、これはまだベータ版であるためである可能性があります。
ここでは、Ryzen 9 3900Xと、古いComboPi1.0.0.3ABB AGESAコードの組み合わせを見ることができます。これは、X570 Godlikeマザーボード向けに公開されている最後のファームウェアです。テスト中、チップは4.575GHzで最高速度に達し、ワークロードはコア間で移行していることがわかります。これはチップの仕様からわずか25MHz低いだけですが、多くのユーザーから最大300MHz以上の差が報告されています。
新しいファームウェアでは、テスト開始直後にチップのピーク周波数は4.625GHzに達します。LAMEテスト中は4.6GHzに落ち着き、POV-RAYテスト中は4.55GHzで動作します。奇妙なことに、テスト終盤のCinebench実行中はチップの閾値が低下し、その部分では4.425GHzにしか達しませんでした（黄色の線）。
ピークブーストは高いものの、テストの大部分ではチップの動作周波数が低いことが確認されました。これは、このマザーボードのファームウェア実装が不十分なためか、BIOSがベータ版であることによるものかもしれません。全体像を把握するには、このマザーボードや他のマザーボードの新しいファームウェアがリリースされるまで待つ必要があります。MSIにコメントを依頼し、同社がこの結果を再現できるかどうかを確認しました。
スワイプして水平にスクロールします
| 行0 - セル0 | Ryzen 7 3700X オリジナルファームウェア | Ryzen 7 3700Xの修正 | Ryzen 9 3900X オリジナルファームウェア | Ryzen 9 3900Xの修正 |
| LAME（低いほど良い） | 14.016秒 | 13.937秒 | 13.578秒 | 13.438秒 |
| POV-RAY シングルスレッドテスト（高いほど良い） | 257.35 PPS | 259.11 PPS | 266.77 PPS | 266.76 PPS |
| Cinebenchシングルスレッドテスト（高いほど良い） | 505.44 | 509.63 | 525.342 | 513.32 |
Ryzen 7 3700Xの修正プログラムを適用しても、高速ファームウェアによるパフォーマンスの向上は、当社のチップではわずかなものにすぎません。これは主に、当社のサンプルが既に定格スペックに近づいていたためであり、より大きな差で性能が不足しているチップを使用しているユーザーは、より大きなパフォーマンス向上を実感できるでしょう。
Ryzen 9 3900Xはそれほど大きな向上は見られず、LAMEエンコードスコアはわずかに向上したのみで、POV-RAYテストでは旧ファームウェアとほぼ同等の結果となりました。さらに重要なのは、Cinebenchテストでパフォーマンスの低下が見られ、このファームウェアがまだRyzen 9 3900X向けに調整されていない可能性があることです。
温度閾値の変更
Ryzen 9 3900Xで奇妙なパフォーマンス低下が見られたため、今回のテストではRyzen 7 3700Xに焦点を当てることにしました。公式ファームウェアがリリースされたら、Ryzen 9 3900Xのテストをさらに実施する予定です。
最新のテストでは、AMDがプロセッサ内部のSMU（構成パラメータをオーバーライドする小型ユニット）の設定を変更し、ブースト周波数を下げたかどうかに焦点を当てました。ブースト動作の温度しきい値を下げると、長時間のワークロード中に全体的なクロック速度が低下するため、クロック速度の抑制に利用できます。ある業界筋は、これらの調整はチップの寿命を延ばすために行われたと主張していますが、AMDがブーストパラメータを調整したように見えるものの、チップの寿命を延ばすためだったと断言することはできません。
テストは、Corsair H115i のすべてのファンとポンプをフルスピードで稼働させた状態で開始しました。次に、シングルスレッドの Cinebench テストを開始し、Ryzen 7 3700X サンプルで達成可能な最大ブーストを明らかにしました。このテストは、ワークロード中にチップが「自然な」状態に落ち着くまで60秒間実行した後、ファンとポンプを外し、チップの温度を95℃まで上昇させました。これは AMD 7nm プロセッサの最大温度定格であり、前世代の100℃と比較して低い範囲です。つまり、AMD はそれほど多くの熱的余裕を持っていないということです。
このテスト手法により、温度上昇に伴う周波数の変化を記録できます。すべてのパラメータを分離するために最善を尽くしたため、このテストの性質上、冷却ソリューションや周囲温度は考慮されていません。これは最近の記事で行ったテストと同じですが、今回のテストでは別のマザーボードを使用しています。
こちらは、Ryzen 3000テストの第1ラウンドでレビュアーに提供されたBIOSでのテスト結果です。ここでも、左軸に8コアすべての周波数、右軸に温度をプロットしています。温度は上昇する赤い線で示し、注目すべき温度である 75℃、78℃、80℃に初めて達する 箇所を示すマーカーを追加しました。このBIOSには、AGESAバージョン1.0.0.3AとSMUバージョン46.37.0が付属しています。
チップは 70 ℃ から 80 ℃ の間を変動しても 4.2 GHz 以上の速度を快適に維持します。
MSIのサイトに掲載されているファームウェアの最新バージョンをご覧ください。このテストでは、チップがフォーカスエリアで周波数を下げ、75℃から80℃まで4.2GHzで一定に抑えていることが示されています。これにより、長時間のワークロードにおけるブースト動作が抑制されます。この動作の変化が、Ryzen 3000のブースト問題の根本原因の一つであると考えられます。
これらの結果は、Ryzen 3 3700Xのブースト周波数を修正した新しいベータBIOSとSMUバージョンを使用して生成しました。以前のマザーボードファームウェアでは、チップは75℃と80℃のしきい値で異なる電力状態に移行していました。現在、チップは75℃から78℃まで4.2GHz以上を維持しており、Shamino氏が言及した新しい中間周波数制限はおそらく正確だったと考えられます。
つまり、この修正には、発売後に公開された BIOS よりも高速だった最初の「レビュー担当者用 BIOS」と同じ制限にファームウェアを戻す以上のことが含まれているということです。
MSIがBIOSに新しいオプション「Collaborative Power and Performance Control 2」を追加したことも確認しました。これは、Ryzen 3000の電源状態をオペレーティングシステム内から操作するソフトウェア機能です。IntelのSpeed Shiftテクノロジーに類似しており、電源状態遷移のレイテンシを30ミリ秒から1ミリ秒に短縮することで、消費電力の削減と効率性の向上を実現します。この機能は、最新のAMDチップセットドライバーとWindows 10の5月アップデート（およびそれ以降）で有効になっています。
以前のテストではこの機能を有効にしていましたが、今回の最終テストでは無効にしました。この機能を無効にすると、チップが正しくブーストできないように見えます。この新しい設定の存在は、AMDがこの機能にも調整を加えたことを示唆しています。
考え
奇妙なことに、Ryzen 7 3700Xのサンプルは既に良好な品質で、古いファームウェアでも定格速度をわずかに下回る程度であるという事実が、私たちにとって不利に働いています。新しいBIOSによるパフォーマンスの向上はわずかですが、熱しきい値の変更により、新しいファームウェアは低品質の3700Xのブースト挙動を修正するはずです。
残念ながら、この件に関するAMDからの公式発表は明日まで待たなければなりません。今回のBIOSリビジョンでは、少なくともRyzen 7 3700Xのサンプルではブースト動作において期待通りの改善が見られましたが、正式なリリースまで確固たる結論は出せません。
新しいファームウェアが届き次第、これらのテストをさらに深掘りし、周波数と電圧のスケーリング、そしてより広範な実環境アプリケーションテストを追加します。このファームウェアはまだ開発中のようですが、バグは修正されつつあり、修正可能であることが示されています。今後の発表にご期待ください。
ポール・アルコーンはTom's Hardware USの編集長です。CPU、ストレージ、エンタープライズハードウェアに関するニュースやレビューも執筆しています。
