Introduction to Ryzen [Memory, IMC, Configuration, OC]

[rul3s]

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ATENCION! Si no estás dispuesto a leer un buen tocho ve directamente al apartado QVL de tu placa base y compra las mejores memorias que allí salgan como testeadas y compatibles y que te permita tu presupuesto. El siguiente texto puede tomar grandes dosis de tu tiempo y estar trasteando días hasta conseguir el mejor resultado posible. ¡Avisado estas!

Introducción
Este post pretende ser una mini-guía de introducción a Ryzen y a sus peculiaridades, ya que a veces puede ser un poco más complejo de configurar que una plataforma Intel si le queremos sacar todo el jugo.
Hace 2 semanas yo mismo hice el cambio de un 4790K a un Ryzen 5 2600 y aún sigo haciendo pruebas para buscar el mejor rendimiento posible, ya que soy muy cabezón y es una plataforma que da muchísimo juego.

La importancia de las memorias
Seguro que habréis oído hablar de que en Ryzen la memoria, cuanto más rápida, mejor, y eso es así. La razón de esto es por la forma en que están diseñados los Ryzen, el diseño modular que implementan llamado Infinity Fabric y gracias al cual a AMD le es muy fácil añadir/quitar núcleos. Los núcleos en los Ryzen se agrupan por CCX (CPU Complex) y estos CCX pueden contener 4 o más núcleos en función del modelo y/o generación, por ejemplo, un Ryzen 5 2600 es tiene 2 CCX de 4 núcleos cada uno, solo que 1 de cada CCX esta desactivado y de ahí salen un total de 6 núcleos o “cores”. EN el caso del Ryzen 7 2700 seria exactamente lo mismo, pero con los 4 activos dando un total de 8 núcleos. Como detalle, estos núcleos tienen una cache L1 y L2 individual y una cache L3 compartida.
Pues bien, lo más importante de este Infinity Fabric, es la forma y/o canal por el cual se comunican entre ellos, en lugar de hacer una conexión directa a través del propio PCB de la CPU (como hace Intel) se intercomunican a través de la memoria RAM, es por ello que cuanto mejor sea la memoria RAM, más velocidad se consigue en la interconexión de los núcleos y por ende, mejor rendimiento en general.

Un pequeño repaso a la memoria RAM
La memoria RAM tiene 3 características importantes:

• Cantidad: 4, 8, 16GB
• Velocidad: De 2133 las más lentas a 4000* las mas rápidas (DDR4)
• Latencia o CL (Cas Latency): De CL14 a CL19 aprox

Una memoria, aparte de ser rápida (velocidad) tiene que saber responder rápido a las peticiones, y eso es el CL. Por último, el CL está dividido en distintas latencias (un total de 15 o 20 subparametros) aunque solo se suelen indicar las 5 primeras, por ejemplo, CL15-15-15-34-52, y el CL lo marca el primer número. Cuanto más alta sea la velocidad, y más bajo el CL, mejor.
Como he explicado antes, las memorias funcionan a una velocidad y latencia determinadas, y esta configuración de velocidad y latencia viene guardada en lo que se llama X.M.P. (Extreme Memory Profile). Al activar el XMP en BIOS automáticamente las memorias se configuran a la velocidad, latencia y voltaje requeridos. Cuando compramos unas memorias específicas para Ryzen significa que el XMP que llevan se ha probado y adaptado al IMC de los Ryzen, y eso nos ahorrara mucho tiempo. Si no son específicas de Ryzen puede que funcione a la primera, o puede que tengamos que ajustarlo manualmente.
Por último, en Ryzen se ha hecho mucho hincapié en que “chips” lleva esa memoria, porque al final, aunque sean Corsair, Gskill, o la marca que sean, estos son ensambladores que montan unos chips de uno de los 2 o 3 fabricantes principales bajo un pcb, disipador y especificaciones.
Estos fabricantes de memorias son Hynix y Samsung principalmente, y dentro de sus respectivos, hay varias gamas, como las Samsung B-Die, E-Die o D-Die, cada una con sus características.

El IMC (Itegrated Memory Controller)
El IMC es el controlador de memoria el cual viene integrado en la propia CPU, y que como curiosidad es un chip aparte de los CCX. En el pasado el IMC se solía integrar en el chipset de la placa base, pero hace tiempo ya que tanto Intel como AMD han decidido integrarlo en la propia CPU.
El IMC juega un papel IMPORTANTISIMO en la buena configuración de un Ryzen ya que cuando queremos que unas memorias vayan a una Velocidad/Latencia concretas, no solo tienen que ser capaces de ello las memorias, sino que el IMC también debe ser capaz de gestionarlas a esa velocidad, y este ha sido para mí el punto más delicado de encontrar en mi configuración.
El IMC de un Ryzen Gen2 por defecto soporta memorias de velocidad hasta 2933MHz, pero no especifica a qué velocidad, aunque vamos a suponer que, a un CL normal para esa velocidad, CL15. Eso significa que por encima de 2933CL15 el IMC de la cpu le estamos haciendo overclock ya que le hacemos trabajar más rápido de lo que marcan sus especificaciones y al igual que pasa con la cpu, si le hacemos OC puede ser que necesitemos más voltaje para que sea completamente estable. El IMC tiene su propio voltaje separado del de la CPU, y este se identifica con Vsoc, el cual admite valores des de 0.850v hasta 1.20v-1.25v MAXIMO.

¿Qué memorias elijo?
Bueno, ahora que ya hemos hecho un repaso a los conceptos más básicos e importantes, vamos a elegir unas memorias, y aquí tenemos dos formas:

• Elegir unas específicas para Ryzen
• Elegir unas que cumplan en características, aunque no sean específicas para Ryzen

Antes de nada, aclarar que cualquier DDR4 nos servirá para Ryzen, tal como arranca la placa por defecto las configurara a una velocidad y latencias muy genéricas, pero vamos, es como si compramos una CPU a 4GHz, y la hacemos funcionar a 2,5GHz.
La única diferencia en las memorias específicas para Ryzen y las que no, es que el fabricante las ha testeado y ajustado el XMP al IMC de Ryzen, nada más, son los mismos chips sobre el mismo PCB y con el mismo disipador de coloretes (aunque estos puedan cambiar). Gracias a ello, nos ahorrara tiempo en pruebas de estabilidad.
Por ejemplo, yo compre unas memorias KFA2 HOF Extreme DDR4 4000 CL19, estas memorias en su XMP llevan grabada la configuración para funcionar a 4000MHz y con latencias 19-25-25-25-45 a 1.4v. Las memorias son muy buenas, porque entre otras cosas llevan chips Samsung B-Die, que son los mejores para emparejar con un Ryzen, ¡pero! El XMP que llevan no me sirve ya que el IMC de un Ryzen no es capaz de manejar unas velocidades tan altas, no al menos sin muchísimo voltaje. En cambio, puedo comprar unas memorias 3000CL15 y que, aunque no sean específicas de AMD, funcionen a la primera con el perfil XMP ya que es una velocidad alta pero bastante común, se bajan de 3000 a 2933 para cumplir con las características del IMC y andando.
Que unas memorias lleven un perfil grabado en el XMP no significa que solo puedan funcionar con esa configuración, sino que el fabricante te garantiza que funcionan a esa configuración de velocidad/latencia. Es como cuando un fabricante nos la da velocidad máxima de un coche, p.e. 200km/h, pero, si la carretera está en mas estado y necesitamos ir a 120, pues no es ningún problema para el coche. Aunque si bajamos la velocidad de la RAM de 4000 a 2933 (por cumplir especificaciones) ahora la pregunta es, ¿y a que latencias la pongo? Aquí es donde podemos dejarlo todo en Auto, y que la placa deje unos timmings muy relajados y muy estables, o ajustarlo todo manualmente (como explicare unos puntos más adelante).
Así pues, mi recomendación para Ryzen son memorias entre con una velocidad MINIMA de 2933/3000 y con un CL15 MAXIMO para esa velocidad. Unas 3200CL16 por ejemplo también serían buena elección. Aun así, lo MEJOR que podemos comprar para Ryzen, como dije anteriormente, son memorias que lleven chips Samsung Bdie, y podemos saber cuáles son gracias a esta página web Bdie Finder.

Recomendaciones:
Precio/Rendimiento - Corsair 3000CL15 120€
Precio/Rendimiento/Samsung B-die - GSkill RipJawsV 3600Cl17 180€
Específicas de AMD - GSkill FlareX 3200CL14 220€
Samsung BDie Cherry Picked – KFA2 HOF Extreme DDR4 4000 CL19 225€

Las Corsair son las mejores a elegir si tenéis presupuesto limitado y no queréis rollos de configuración, activáis el XMP y las ponéis a 2933MHz, nada más.
Las Gskill Ripjaws V son las más baratas que hay actualmente con chips Samsung B-Die, el XMP a 3600 es muy probable que no nos sirva para nuestro Ryzen, pero se pueden bajar a 3200CL14, que es ideal.
Las Gskill FlareX son como las anteriores, pero ya vienen configuradas y ajustadas para Ryzen, activar XMP y listos, aunque salen por 40€ de más.
Finalmente, las KFA2 Hof Extreme, las que yo tengo, son de lo mejorcito que hay, no por la velocidad 4000 ya que no la aprovecharemos en Ryzen, sino porque son chips Samsung B-Die Cherry Picked, que se supone que serán de los mejores de cada hornada, además de llevar un disipador cerámico que funciona de maravilla. Como ya he dicho, el XMP no nos servirá y tendremos que configurarlas manualmente con el Ryzen Dram Calculator (mas tarde lo explico).

Ajustar el IMC:
Como comentábamos antes, el IMC de la CPU está preparado para ir con memorias 2933 a CL15, por lo que todo lo que sea por encima de esto, podría dar inestabilidades, pero no nos preocupemos. El IMC suele ir a un voltaje nominal de 0,85-0,9v.
Cuando tenemos inestabilidades por culpa de la memoria RAM, ya sea de la propia memoria o del IMC, los síntomas pueden ir des de cuelgues totales con o sin BSOD, hasta funcionamiento normal del pc y que se cierren aplicaciones de repente. Por ejemplo, yo jugaba al PUBG y al COD BO4 y de repente se me cerraban sin motivo aparente, y era culpa del IMC (Vsoc insuficiente).
Por lo que, si compramos unas 3200CL14 y vemos inestabilidades en el sistema, lo más probable es que no nos esté fallando la memoria sino el controlador de esta. Lo habitual es que las placas base ya jueguen con el haciendo que, si pongo las memorias a 3200, automáticamente la placa sube el Vsoc (voltaje del IMC) a 1,10-1,20v.
El Vsoc nunca debería pasar de 1.20v, es peligroso, y como norma general deberíais mantenerlo lo más bajo posible, ya que tener un exceso de voltaje aquí puede generar interferencias y bajar el rendimiento. Explico:
En mi caso, tengo las memorias a 3466CL14 (benditas Samsung B-die), pues bien, para que funcionen sin problemas tengo que subir el Vsoc hasta 1,10v como mínimo. El tema es que, si dejo que la placa lo haga en auto, pone el Vsoc a 1,20v, y a pesar de ser estable, saco menor puntuación en la mayoría de benchmarks. A 1,15v la cosa mejora, pero el “sweetspot” está en 1,10, que es el menor Vsoc posible para que funcione sin problemas y me da los mejores resultados.
Otro caso curioso es que la placa base puede afectar bastante, yo empecé con una Gigabyte x470 Aorus Ultra Gaming y no había manera de conseguir que fueran las memorias a más de 2933CL14 de forma estable, cambié la placa por una MSI x470 Carbon, y a la primera.
Recomendación, para cualquier cosa superior a 2933, partid con un Vsoc de 1,00 e ir subiendo poco a poco hasta que se vayan las inestabilidades. Ahora explico cómo.

Test de estabilidad:
Probar la estabilidad de la memoria RAM + IMC no es cosa fácil, los métodos tradicionales fallan y hemos de probar cosas nuevas.
Como decía anteriormente yo estaba a 3466CL14 con 1.43v en RAM y 1,00 en Vsoc y parecía funcionar todo, Realbench Stress Test, Intel Burn Test, OCCT, Memtest86, etc… Pero al jugar al PUBG o al COD Black Ops 4, se me cerraba de repente.
Investigando por foros guiris di con un gran programa, el HCI MemTest el cual en pocos minutos dio con la inestabilidad de mi memoria. El HCI es ideal para probar inestabilidad del IMC, si os da error, casi seguro que necesitáis un poco más de Vsoc. La forma de funcionar es un poco arcaica, cerrar todas las aplicaciones posibles y, coger la cantidad de ram, restar 1GB para S.O, y dividirla por los hilos que tenemos. En mi caso sería: 16GB -1GB= 15GB / 12hilos del Ryzen 2600 = 1250MB. Pues entonces abriremos 12 veces el programa poniendo 1250MB en cada instancia.
Normalmente si es inestabilidad de IMC, la encontraremos con el HCI, si es inestabilidad de RAM, con el Memtest64 nos servirá.
Bonus track! El CPU Test del 3DMark Time Spy también es genial en encontrar estas inestabilidades, si al acabar el 3DMark os da 0 en puntuación de CPU = RAM/IMC inestable.

Ryzen Dram Calculator:
Por ultimo hablar de este gran programa que nos permitirá encontrar la configuración idónea de velocidad, latencia, vram y vsoc según la cpu y chips de memoria que tengamos.
Por ejemplo, si tengo un Ryzen 2 (Zen+) y unas Samsung BDie que quiero hacer funcionar a 3200, nos calculara las latencias ideales y los voltajes que deberíamos usar. A mí me ha funcionado de forma genial a excepción del Vsoc, que según me marca con 1.03v debería tener suficiente, pero en el caso de mi Ryzen 5 2600 he necesitado 1,10v para que fuera 100% estable. Supongo que el programa estará más encarado a las versiones X (2600X y 2700X) que llevaran mejores IMC.
Sea como sea, no me alargare más y os dejo aquí una genial guía para no repetir cosas que ya existen.
Si hacemos bien los pasos al final obtendremos una imagen como esta con la configuración completa de los timmings ideales para nuestra RAM.

OC de CPU:
Aquí tenemos dos opciones, o bien hacer OC de la forma tradicional o bien jugando con el boost del PBO y el XFR.
Forma tradicional: Subir multiplicador, probar con test de stress, si no funciona o se cuelga, subir Vcore. Nada nuevo.
PBF +XFR: Si nuestra placa lo soporta, podremos modificar la frecuencia de los boost’s, de esta forma conseguiremos menores temperaturas y consumos.
Yo de momento no me he complicado y he optado por la forma tradicional de deshabilitar ahorros energéticos y tirar de Vcore y Multiplicador. En mi caso mi Ryzen 5 2600 ha necesitado 1.35v para hacer los 4.0GHz y 1.425 para los 4.1GHz. Como curiosidad, el PBO y el XFR se desactivan solos en cuanto tocas el multiplicador.

Benchmarks:
Finalmente, unos resultados del Realbench y Cinebench R15, algunos pueden no ser datos 100% precisos ya que son de memoria.

CPU Stock + RAM Auto (2133CL15): 132000 Realbench, 1220 Cinebench
CPU Stock + RAM 2933CL14: 146000 RealBench 1280 Cinebench
CPU Stock + RAM 3200CL14: 153000 Realbench 1300 Cinebench
CPU Stock + RAM 3466CL14: 155000 Realbench 1320 Cinebench
CPU 4.1GHz + RAM 3466CL15: 170000 Realbench, 1430 Cinebench

Si analizamos los datos, del primer bench al último sin OC, conseguimos una mejora de casi un 20% simplemente con unas buenas memorias RAM bien ajustadas... increíble!

Bueno, pues esto es todo, tenía la idea de hacer una pequeña guía con los principales problemas que me he ido encontrado al cambiar de un 4790K a un Ryzen 5 2600, sobretodo el tema de saber elegir unos buenos módulos y sacarle el máximo jugo a la memoria RAM, ya que Ryzen escala muy bien con una memoria rápida y bien configurada.

OVERCLOCKING EN RYZEN X y NO-X (XFR, PB y PBO)
Vamos a aclarar un poco mas estos temas ya que a mi me ha costado un poco recopilar información, entenderlos, y sacar lo mejor de ellos.
Para empezar decir que los Zen (1xxx) tienen XFR y PB, los Zen+ tienen XFR2 PB2 y SOLAMENTE si son X, PBO.
Para simplificar el XFR y el PB es el boost/turbo de AMD, que en lo que hace de distinto respecto a Intel es tener unos saltos mas escalados (de 0.25x) y poder aumentar los boosts en mas cores de forma mas gradual.
Sea como sea, por si sola la cpu NUNCA sobrepasara el limite de freq establecido como máximo (3.9 para el 2600, 4.25 para el 2600x, 4,35 para el 2700x).

El PB (Precision Boost) nos permitirá llevar esa frecuencia boost a mas cores de los que debería siempre y cuando se respeten unos baremos de temperatura, consumo y carga.

El PBO (Precision Boost Overdrive) nos permite sobrepasar un poco mas los limites establecidos por el PBO (por ello tienen mas TDP).

Overclock con PBO (solo versiones X )
El PBO (repito, solo disponible en versiones X como 2600x y 2700X) nos permite salirnos un poco mas de los valores preestablecidos, SOC POWER, VRM CURRENT y TEMPERATURE.

Esto significa que si tenemos una buena fuente, una buena placa, y una buena disipación, seremos recompensados con poder boostear incluso todos los cores al máximo a la frecuencia máxima, en el mejor de los casos.

Numerosas experiencias de usuarios reportan que en caso de tener un X es mejor dejarnos de hacer overclock manual y dejar que el PBO haga lo suyo, ya que como se ha reportado mas de una vez da mejor rendimiento que cualquier overclock manual que podamos hacer, a excepción de overclock extremo que no sea para 24/7.

Como ultimo apunte, el SOC POWER y VRM CURRENT son los valores del PPT, el EDC y TDC, que en definitiva no son mas que limites de consumo para el socket (PPT) y para el núcleo/núcleos (EDC/TDC).

Si la placa nos lo permite, deberíamos subirlos al máximo, que supuestamente se hace buscando el parámetro PBO en bios/uefi y poniéndolo en ENABLED, o en manual si queremos personalizarlos. También podemos hacerlo des del Ryzen Master, aunque nos limitara los valores a TDC a 1000W, TDC a 114A y EDC a 168A.

En mi caso para hacer que el PBO funcione mejor, aplicando un Offset de -0.1v a la cpu y bajando el LLC conseguía mejores frecuencias en todos los núcleos ya que al bajar temperatura y consumo había mas margen de trabajo para el PBO, haciendo que en tareas pesadas de trabajo para todos los núcleos (occt, cinebench, etc..) pasara de un 39x a un 40-40.5x (según la tarea).

Overclock sin PBO (Versiones NO X ) ---> PB
Las versiones NO X también se rigen por las mismas normas expresadas anteriormente, solo que al no poder "sobrepasar" esos baremos, van mas limitadas de potencia.
Por ello y por tener una freq limite mas baja (3.9GHz en el caso del 2600) en estos si que nos merece la pena hacer un overclock manual para dejarlo, por ejemplo, a 4.0GHz en todos los cores, ya que aunque su freq boost sea 3.9GHz, no sera en todos los núcleos ya que eso supondría pasarse de los limites establecidos de consumo, por ejemplo en 1-3 cores si que llegara a los 3.9GHz y en todos los cores se quedara en 3.7-3.8GHz a lo sumo.

Aun así podemos repetir la misma "trampa" que he comentado antes, si aplicamos un vcore offset negativo, bajamos el SOC POWER y le damos mas margen al PB para que suba mas núcleos hasta el limite, 3.9GHz, aunque están tan apretados que en este caso si que vale la pena aplicar un OC manual a 4.0GHz.

¡Cualquier duda podéis preguntar en este mismo hilo!

[amd125]

Very good job and I see that you have put the guide in more places. Very well done.

For now I hold on with my team but AMD is making me think...

[JuezDred]

Hello. As you already know those of us on telegram. Until today I had a 1600x that barely passed the 3ghz memories. Even the flarex stayed at 3ghz. In the end I found out that a good power supply affects almost as much as the motherboard. So I tried with an asus b350 plus and the gigabyte x370 aouris k5. One with 6 mosfets and the other with 8.
Even failing more, the one with the best filters. It was to put a new power supply and in both boards the problems were solved. At 3200mhz cas 14 without adjusting anything. Just by the xms.

[_Neptunno_]

@amd125 said in Introduction to Ryzen [Memory, IMC, Configuration, OC]:

Very good job and I see that you have put the guide in more places. Very well done.

For now I hold on with my team but AMD makes me want to switch...

Also, in honor of your nickname, you should switch to Ryzen

@rul3s excellent guide!!

[rul3s]

@rul3s said in Introduction to Ryzen [Memory, IMC, Configuration, OC]:

OVERCLOCKING IN RYZEN X AND NON-X (XFR, PB AND PBO)
Let's clarify these topics a bit more since it took me some time to gather information, understand them, and get the best out of them.
To start, Zen (1xxx) have XFR and PB, Zen+ have XFR2 PB2 and ONLY if they are X, PBO.
To simplify, XFR and PB are AMD's boost/turbo, which differs from Intel in having more scaled jumps (of 0.25x) and being able to increase boosts in more cores more gradually.
Be that as it may, by itself the CPU will NEVER exceed the maximum frequency limit set (3.9 for the 2600, 4.25 for the 2600x, 4.35 for the 2700x).

PB (Precision Boost) will allow us to take that boost frequency to more cores than it should always, as long as temperature, consumption, and load standards are respected.

PBO (Precision Boost Overdrive) allows us to exceed the limits set by PBO a little more (that's why they have higher TDP).

Overclocking with PBO (X versions only)
PBO (I repeat, only available in X versions like 2600x and 2700X) allows us to go a little further beyond the preset values, SOC POWER, VRM CURRENT, and TEMPERATURE.

This means that if we have a good power supply, a good motherboard, and good cooling, we will be rewarded with the ability to boost even all cores to the maximum frequency, at best.

Numerous user experiences report that if we have an X, it's better to stop doing manual overclocking and let PBO do its thing, as it has been reported more than once that it gives better performance than any manual overclocking we can do, except for extreme overclocking that is not for 24/7.

As a final note, SOC POWER and VRM CURRENT are the values of PPT, EDC, and TDC, which are ultimately nothing more than consumption limits for the socket (PPT) and for the core(s) (EDC/TDC).

If the motherboard allows it, we should raise them to the maximum, which is supposedly done by looking for the PBO parameter in bios/uefi and setting it to ENABLED, or manually if we want to customize them. We can also do it from Ryzen Master, although it will limit the values to TDC to 1000W, TDC to 114A, and EDC to 168A.

In my case, to make PBO work better, applying a CPU offset of -0.1v and lowering LLC gave me better frequencies in all cores since lowering temperature and consumption left more room for PBO to work, making it so that in heavy tasks for all cores (occt, cinebench, etc.) it went from a 39x to a 40-40.5x (depending on the task).

Overclocking without PBO (NON-X versions) ---> PB
NON-X versions are also governed by the same rules expressed above, only that since they can't "exceed" those limits, they are more limited in power.
Therefore, and because they have a lower frequency limit (3.9GHz in the case of the 2600), in these it is worth doing a manual overclock to leave it, for example, at 4.0GHz in all cores, since although its boost frequency is 3.9GHz, it won't be in all cores since that would mean exceeding the established consumption limits, for example, in 1-3 cores it will reach 3.9GHz and in all cores it will stay at 3.7-3.8GHz at most.

Even so, we can repeat the same "trick" that I mentioned before, if we apply a negative vcore offset, lower the SOC POWER, and give more margin to PB to raise more cores to the limit, 3.9GHz, although they are so tight that in this case it is worth applying a manual OC to 4.0GHz.

I have updated the overclocking section, you tell me if you have any questions!

[rmc1982]

Very good guide to understand many parameters that are unknown with Intel. I switched in January/2019 from an i5 4690K to a Ryzen 7 2700X and I couldn't be happier. I use the 3600 memory that comes in the board's QVL... and everything is great.

Best regards!

[rul3s]

@rmc1982 said in Introduction to Ryzen [Memory, IMC, Configuration, OC]:

Very good guide to understand many parameters that are unknown with Intel. I switched in January/2019 from an i5 4690K to a Ryzen 7 2700X and I couldn't be happier. I use the memory at 3600 that comes in the board's QVL... and everything is great.

Best regards!

And you take them to 3600 with the 2700x? If so, you've got a very, very good IMC, it's usually difficult to go beyond 3400 without getting errors in the HCI... have you checked that just in case?

Best regards!