[科普] FCLK, UCLK, MCLK

淺談關於處理器與內存控制器的對接頻率, 讓不懂的人也能看得懂

什麼是FCLK, UCLK, MCLK:
  • FCLK: infinity fabric clock, 簡稱 IF總線時脈
  • UCLK: memory controller clock, 記憶體控制器時脈
  • MCLK: memory clock, 記憶體時脈

分頻與不分頻模式:
若UCLK : MCLK = 1:1, 稱為不分頻模式, 反之則為分頻模式

Chiplets:
AMD與台積電合作後, 開始Chiplet之路, 將資料處理與I/O抽出, 各自獨立成小晶片, 初期雖然I/O DIE仍由GF完成, 但也做出chiplet 雛形; Zen3, Zen4, 甚至Zen5, 其CCD & IOD都由TSMC完成, 效能也愈來愈好
註: 除了TSMC的先進製程外, CoWoS也是在生產當中不可或缺的要素之一

回到今天的主題, CCD要獲取記憶體控制器(IMC)的資料時, 必須走IF總線, AMD的記憶體控制器是放在IOD裡, 而Zen4/甚至Zen5(如果沒錯) IF總線頻率是1800~2166MHz
[科普] FCLK, UCLK, MCLK
(Creidt: AMD)

在Zen3 (DDR4)時期, CCD/IOD還能以1:1 不分頻進行, 但Zen3 IF總線頻率只能在1600MHz~1900MHz之間, 此時FCLK=UCLK=MCLK 即 1600:1600:1600 (DDR4-3200), 能不能 1800:1800:1800 (DDR4-3600) 得看運氣

到了Zen4 (DDR5)時期, 由於DDR5 頻率愈來愈高, 雖然AMD仍以不分頻模式進行, 以其官宣記憶體頻率甜蜜點為6000MHz來看, FCLK:UCLK:MCLK 應為 3000:3000:3000 (DDR5-6000), 但Zen4 IF總線頻率也只有1800~2166MHz, 顯然是超過其規格的, 因此最終IF與記憶體控制器得以分頻進行, 比例改成 2:3:3, 即 2000:3000:3000 (DDR5-6000) 甚或 2133:3200:3200 (DDR5-6400), 但後者就得看體質了

至於Zen5的記憶體頻率, X870的主機板都標示能支持DDR5-8000, 道理應該是一樣的, 在Zen5 Ryzen 9000的IF總線頻率是多少(可能要再找下資料或請知道的人說下), 基本上也是按比例進行, 至少FCLK:UCLK不會是1:1

註:
1. APU 是SoC架構, 因此核心與記憶體控制器不需要走IF, 而是可以直接access記憶體控制器, 其FCLK 最高可以走2300MHz

2. Alder Lake, Raptor Lake等也是SoC架構, 其核心與記憶體控制器是同在RING總線上, 因此相較AMD可以走更高的頻率
[科普] FCLK, UCLK, MCLK
(Credit: intel)
上圖藍色正方形為P-core, 兩排下面各有四個小正方形為E-core, 記憶體控制器即右方豎立的長方形

3. Arrow Lake 也延續 Meteor Lake 的MCM架構, 雖是Chiplets, 但所有晶片是走在同一總線上, 其頻寬仍然比AMD高, 相信各位也看過不少文章介紹各個Tiles的組成, 在此不加贅述, 有興趣的朋友可以搜尋Tony大叔精采生動的介紹(開蓋之後加點孜然)
[科普] FCLK, UCLK, MCLK
(Credit: intel)

以上若有不足處, 請不吝補足, 讓大家都有互相學習的機會




延伸:
FCLK雖然重要, 沒人會說錢多不管用是吧, 但現行技術水平無法大幅超越之下就看所及的能差多少

對遊戲幀數來說影響大嗎?老實說不大, 所以AMD的朋友們即使只能2000:3000:3000 就放心用吧; 參考測試影片 AMD FLCK
2024-11-03 1:38 發佈
文章關鍵字 科普 FCLK UCLK
其實不用特別去管uclk , 只要管mclk和fclk就好
Infinity Fabric看到體質優異的大概就2200
也就是說在2:3的狀況下 ,mclk和fclk能同步的記憶體上限就是6600
但記憶體要硬幹6800不是不行
只是頻率拉高效能也會卡在Infinity Fabric , 所以才有壓低延遲這說法
其實講白點就是性能瓶頸
而uclk如果是跑異步(分頻) , 也就是跟mclk為1:2的時候
由於性能幾乎腰斬(2:3:1) , 所以變成跑分頻就是無腦衝高記憶體頻率

凡事總有例外
可以無視上述的只有X3D
X3D在記憶體部分跑1:2並不太影響性能
反而可以大幅下降SOC電壓進而壓低IOD的功耗和熱量
讓遊戲頻率不會輕易降頻

amd的甜蜜點說穿了就是保底(5600~6000)
但也因為上限真的不高
所以其實不用管什麼2:3:2
如果再講直白點就是amd目前的iod很拉垮
無法靠加壓解決問題 , 加了有機會燒u...
Infinity Fabric拉太高硬幹也會出事 , 掉裝置很常見
下一代看有沒有機會解決這問題 , 有些人不願意升級9000的原因也在這

其實還有一個lclk , 但這和bclk超頻以及穩定pcie比較相關了
一般不用刻意理會

這幾天給285k搞的心態炸裂 , 上述如有說錯請見諒
conroe2duo wrote:

凡事總有例外
可以無視上述的只有X3D
X3D在記憶體部分跑1:2並不太影響性能
反而可以大幅下降SOC電壓進而壓低IOD的功耗和熱量
讓遊戲頻率不會輕易降頻

amd的甜蜜點說穿了就是保底(5600~6000)
但也因為上限真的不高
所以其實不用管什麼2:3:2
如果再講直白點就是amd目前的iod很拉垮
無法靠加壓解決問題 , 加了有機會燒u...
Infinity Fabric拉太高硬幹也會出事 , 掉裝置很常見
下一代看有沒有機會解決這問題 , 有些人不願意升級9000的原因也在這

其實還有一個lclk , 但這和bclk超頻以及穩定pcie比較相關了
一般不用刻意理會


如果分頻1:2記憶體能上8000,那延遲不會比同頻6000差.

不過玩X3D可能真的也沒太大差別了,這個對APU影響大點.
conroe2duo

對,分頻就是要往8000以上衝,只是高頻穩定度amd這塊還是弱了點

2024-11-03 23:57
thron

conroe2duo 分頻看主板佈線跟記憶體體質,同頻看cpu IMC. 不過上8000好像是m die,而且電壓大概也是1.4V起跳.

2024-11-04 14:38
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