AMD ha disabilitato il Loop Buffer sulle CPU Zen 4 senza dirlo a nessuno

AMD ha silenziosamente disabilitato la funzione Loop Buffer nei suoi processori basati su architettura Zen 4 con un aggiornamento del microcode AGESA (1.2.0.2a). Questa modifica riguarda tutte le CPU Zen 4, dalla serie Ryzen 7000 ai processori EPYC per i server.

L'intervento della società statunitense, non motivato, non ha però, a quanto pare, alcun impatto sulle prestazioni, tanto che in rete si è speculato sulla genesi di questa decisione: forse è conseguente alla scoperta di un problema di sicurezza? Impossibile dirlo al momento.

Il Loop Buffer è una soluzione implementata da AMD solo nelle CPU con architettura Zen 4 per permettere di bypassare la pipeline del front-end e, in teoria, ottenere maggiore efficienza. Si tratta di una piccola memoria presente nelle CPU Zen 4 che può contenere le istruzioni per i loop. Questi loop sono sequenze che vengono ripetute più volte durante l'esecuzione di un programma. Con il loop buffer, il processo di recupero di queste istruzioni dalla cache o dalla memoria viene annullato/bypassato, con conseguente risparmio di energia e miglioramento dell'efficienza.

A quanto pare, poiché l'implementazione del Loop Buffer non era ottimizza granché e, poiché AMD non ha diffuso ampia documentazione in merito, i carichi reali non hanno mai sfruttato a dovere il Loop Buffer. Inoltre, la Op Cache si è dimostrata sufficiente per la gestione dei loop, ed è per questo che il Loop Buffer non è presente nell'architettura Zen 5.

In occasione di Hot Chips 2024, gli ingegneri di AMD descrissero il Loop Buffer delle CPU Zen 4 come "principalmente una funzione di ottimizzazione del consumo energetico" piuttosto che di una soluzione per migliorare le prestazioni. E, in effetti, sembra essere proprio così.

La disattivazione del Loop Buffer è stata segnalata da Chips and Cheese, che ha ravvisato il cambiamento durante un test del Ryzen 9 7950X3D su una scheda madre ASRock B650 PG Lightning. La funzionalità era pienamente operativa nel firmware basato su AGESA 1.0.0.6, mentre non lo era più con l'ultimo basato su AGESA 1.2.0.2a.

Chips and Cheese ha testato il Ryzen 9 7950X3D utilizzando SPEC CPU2017 per valutare il potenziale impatto sulle prestazioni. I risultati hanno mostrato un calo delle prestazioni inferiore all'1% sia per i carichi di lavoro integer che in virgola mobile, senza alcun impatto sulle prestazioni SMT. Nel test integrato di Cyberpunk 2077, la disabilitazione del Loop Buffer non ha avuto alcun effetto quando il gioco è stato eseguito sul die dotato di 3D V-Cache, mentre è stato osservato un calo delle prestazioni del 5% quando è stato eseguito sul die senza 3D V-Cache.

Tecnicismi a parte, l'intervento di AMD sembra indolore, e se da una parte è un bene, lo rende ancora più misterioso: perché il Loop Buffer è stato disattivato? Problemi di sicurezza o forse per conformità nello sviluppo del microcode tra architetture differenti? Probabilmente non lo sapremo mai.