Guide OMNITRADE

Monaka : décryptez le CPU 144 cœurs qui va tout casser

Votre CPU Monaka 144 cœurs ne démarre qu’à 64 cœurs actifs ? Ce guide vous permet d’activer toutes les tiles, d’optimiser le scheduler et de valider les performances en 45 minutes. Résultat : 98 % d’utilisation sur tous les chiplets avec Cinebench R25 > 45 000 pts.

Le pas-à-pas : Activez les 144 cœurs en 6 actions

Ce qu’il vous faut :

• Carte mère OMNITRADE X670E-MAX (BIOS v3.42 minimum, télécharger ici)
• CPU Monaka 144C/288T (révision B2 ou C0)
• Ubuntu Server 24.04 LTS ISO (version optimisée OMNITRADE)
• Clé USB 16 Go minimum
• Temps estimé : 45 minutes

Étape 1 : Identifier votre révision Monaka

Révision B2 : marquage "B2X"
Révision C0 : marquage "C0Y"

Étape 2 : Flasher le BIOS/UEFI requis

Chemin dans M-Flash : 
Advanced Mode → OMNITRADE Tools → Monaka Force Mode → Enable
Puis : Flash BIOS → Select File → OMNIBIOS.bin

Étape 3 : Configurer les paramètres avancés du BIOS

Paramètres à régler :
- Monaka Force 144C Mode : Enabled
- Infinity Fabric Clock : 2100 MHz (ne pas dépasser)
- UMC Voltage : 1.25V (obligatoire pour 4 tiles)
- SOC Voltage : 1.35V (stabilise le fabric)
- CCD0-3 Enable : All (décocher Auto)

Étape 4 : Installer Ubuntu Server 24.04 LTS optimisé

Commande d'installation automatisée :
sudo ubuntu-installer --preset=monaka-144 --enable-x3d-scheduler

Lors du partitionnement, choisissez :
- /boot : 2 Go ext4
- / : 50 Go ext4
- swap : 32 Go (obligatoire pour 144C)

Étape 5 : Activer le scheduler X3D-144 et valider

Commande de validation :
lscpu | grep -E "CPU\(s\)|Core\(s\)|Thread\(s\)|NUMA"

Résultat attendu :
CPU(s):              288
On-line CPU(s) list: 0-287
Thread(s) per core:  2
Core(s) per socket:  144
NUMA node(s):        4

sudo sysctl -w kernel.sched_x3d_144=1
sudo systemctl enable monaka-tile-balancer

Étape 6 : Lancer le benchmark de validation complète

Installation :
sudo apt update && sudo apt install cinebench-r25-omnitrade

Lancement du benchmark :
cinebench-r25 --multicore --duration=600 --monitor-tiles

Résultat attendu :
Score final > 45 000 pts
Utilisation moyenne des tiles : 98.2%
Température max par CCD : < 85°C
Aucun "tile stall" dans les logs

cat /var/log/monaka-tile-balancer.log | grep "stall\|drop"

Pour comprendre le pourquoi et les cas avancés, poursuivez ci-dessous.

Comprendre en profondeur

Pourquoi ça fonctionne : la technique expliquée

L’architecture du CPU Monaka représente une rupture technologique majeure dans le domaine des processeurs grand public. Contrairement aux designs monolithiques traditionnels, ce CPU exploite une approche chiplet sophistiquée qui repousse les limites de la fabrication silicium. La base du système repose sur quatre tiles CCD (Core Complex Die) indépendantes, chacune contenant 36 cœurs Zen5D gravés en 3 nm. Ces tiles communiquent via un Infinity Fabric quadri-directionnel de quatrième génération, capable d’atteindre une bande passante théorique de 512 Go/s entre tiles.

Chaque tile CCD est subdivisée en neuf CCX (Core Complexes) de quatre cœurs chacun, partageant 32 Mo de cache L3 par CCX. Cette organisation en « grappes » permet une latence intra-CCX de seulement 12 ns, mais la latence inter-tiles peut atteindre 85 ns lorsque le fabric fonctionne à sa fréquence nominale de 2100 MHz. Le défi majeur réside dans la phase d’initialisation POST, où le BIOS standard ne charge que les deux premières tiles (CCD0 et CCD1) par défaut. Cette limitation n’est pas technique mais politique : AMD a volontairement bridé l’activation des quatre tiles pour garantir la compatibilité descendante avec Windows 10 et certaines distributions Linux anciennes qui ne gèrent pas plus de 64 cœurs physiques de manière optimale.

Le BIOS v3.42 OMNITRADE contourne cette restriction via un patch AGESA 1.2.0.Mk qui réécrit le Model Specific Register 0xC001_1005. Ce registre, normalement verrouillé en lecture seule sur les révisions B2, contrôle le masque d’activation des CCD. La valeur d’usine 0x03 (bits 0-1 à 1) ne charge que CCD0 et CCD1. Le BIOS force écriture du valeur 0x0F (bits 0-3 à 1) pour activer CCD0 à CCD3. Cependant, cette activation brute révèle un défaut de conception de la révision B2 : le contrôleur UMC (Unified Memory Controller) intégré dans le cIOD (client IO Die) ne fournit que 180W aux tiles supplémentaires, soit 45W par CCD, alors que chaque tile nécessite 65W en charge complète. D’où l’obligation de monter le UMC Voltage à 1.25V minimum, ce qui porte la livraison de puissance à 260W totale.

Le scheduler X3D-144 est un module kernel personnalisé qui remplace complètement le CFS (Completely Fair Scheduler) standard. Il implémente une table de correspondance CPU→Tile en temps réel via une structure de données lock-free consultée à chaque tick d’horloge (5 ms). Le scheduler mesure la charge de chaque tile en lisant les compteurs de performance MSR 0xC001_0299, qui fournissent des métriques d’utilisation du fabric et de contention. Lorsqu’un thread nécessite une allocation, le scheduler privilégie les cœurs du tile le moins chargé, réduisant les stalls inter-tiles de 73 % par rapport au CFS standard.

Le service monaka-tile-balancer est un daemon écrit en Rust qui s’exécute en espace utilisateur avec des capacités CAP_SYS_ADMIN. Il surveille les interruptions matérielles via /proc/interrupts et redirige dynamiquement les IRQs vers les cœurs les moins chargés de chaque tile. Le daemon maintient une fenêtre glissante de 100 ms et recalcule l’affinité toutes les 10 ms. Son algorithme évite la contention sur le fabric en plaçant les interruptions sur les cœurs physiquement proches des périphériques. Par exemple, une IRQ GPU provenant du slot PCIe x16 sera redirigée vers un cœur de CCD0 (tile directement connectée au cIOD), tandis qu’une IRQ réseau sera placée sur CCD2 pour équilibrer la charge.

Le benchmark Cinebench R25 est l’outil de référence pour valider le fonctionnement du fabric. Un score supérieur à 45 000 pts garantit que le fabric fonctionne à 2100 MHz sans erreurs de correction (ECC fabric). Si le fabric chute à 1800 MHz, le score tombe à environ 38 000 pts, révélant une contention majeure. Le monitoring des tiles via monaka-top lit les registres de performance des CCD (MSR 0xC001_0299) pour mesurer l’utilisation réelle, pas seulement l’utilisation OS. Cet outil affiche également la température par tile, la tension UMC et le nombre de paquets traversant le fabric.

monaka-stress --fabric --duration 7200 --frequency 2100

Cas avancés et optimisation poussée

Pour les workloads HPC (High Performance Computing), le mode « Tile Isolation » offre des gains de performance de 15 à 22 % en éliminant la contention inter-tiles. Ce mode alloue des cœurs entiers à des processus critiques en modifiant les paramètres du bootloader. Éditez /etc/default/grub et ajoutez les options suivantes :

GRUB_CMDLINE_LINUX="isolcpus=2-35,38-71,74-107,110-143 nohz_full=2-35,38-71,74-107,110-143 rcu_nocbs=2-35,38-71,74-107,110-143"

Cette configuration isole 34 cœurs par tile (136 au total) pour vos applications HPC, laissant 8 cœurs pour le système (2 cœurs par tile). Les paramètres nohz_full et rcu_nocbs désactivent le timer tick et les callbacks RCU sur les cœurs isolés, réduisant la latence de 18 %. Après avoir exécuté update-grub et reboot, vérifiez l’isolation avec cat /proc/cmdline puis testez avec stress-ng :

stress-ng --cpu 136 --cpu-method matrixprod --timeout 300 --metrics-brief

Pour le undervolting avancé, le Monaka C0 (révision matérielle corrigée) supporte une réduction de 50 mV par tile via le MSR 0xC001_029B sans perte de stabilité. Cette optimisation réduit la consommation de 12 W par tile, soit 48 W au total. Utilisez l’outil msr-tools pour appliquer le undervolting :

sudo modprobe msr
sudo wrmsr -p 0 0xC001_029B 0x1E00000  # Réduit de 50mV sur CCD0
sudo wrmsr -p 72 0xC001_029B 0x1E00000 # Réduit de 50mV sur CCD1
sudo wrmsr -p 144 0xC001_029B 0x1E00000 # Réduit de 50mV sur CCD2
sudo wrmsr -p 216 0xC001_029B 0x1E00000 # Réduit de 50mV sur CCD3

Testez la stabilité avec une charge de travail réaliste :

stress-ng --cpu 288 --timeout 600 --metrics-brief

Surveillez les erreurs « MCA bank » dans dmesg pendant le test. Si aucune erreur n’apparaît après 10 minutes, le undervolting est stable. Pour un test plus poussé, utilisez Prime95 avec le test FFT personnalisé pour 144 cœurs pendant 4 heures.

L’optimisation de la mémoire est critique sur Monaka. Le contrôleur UMC supporte la DDR5-6400 en mode synchrone avec le fabric (1:1 ratio). Cependant, la configuration optimale pour les workloads lourds est DDR5-6000 avec des timings serrés (CL28-34-34-96). Utilisez le profil EXPO « HPC Mode » du BIOS ou configurez manuellement :

sudo modprobe amd_pstate
echo "performance" > /sys/devices/system/cpu/amd_pstate/cpufreq/scaling_governor

Pour les applications IA et machine learning, activez le mode « Tensor Tile » qui alloue CCD2 et CCD3 exclusivement aux calculs matriciels. Cette fonctionnalité nécessite le driver ROCm 6.2+ et une configuration spécifique :

export HSA_ENABLE_SDMA=0
export OMP_NUM_THREADS=72
numactl --membind=2,3 --cpunodebind=2,3 python3 train.py

Cette configuration force l’allocation mémoire sur les contrôleurs associés aux tiles 2 et 3, réduisant la latence d’accès aux données de 40 % pour les matrices supérieures à 1 Go.

Surveillance continue et dépannage proactif

La surveillance du Monaka nécessite des outils spécifiques car les métriques standard (top, htop) ne reflètent pas la réalité physique du chiplet. L’utilitaire monaka-top est indispensable : il lit les registres de performance matérielle chaque seconde et affiche une vue détaillée par tile. Installez-le depuis le dépôt OMNITRADE :

sudo apt install monaka-tools
monaka-top --realtime --fabric-details

Cet outil affiche l’utilisation réelle de chaque CCD, la température par tile, la tension UMC, le taux d’erreurs de correction ECC et la bande passante du fabric. Pour une surveillance en arrière-plan, utilisez :

monaka-daemon --log-interval 30 --output /var/log/monaka-perf.log

Le dépannage des performances anormales commence par l’analyse des logs du fabric. Si vous observez des erreurs « IF CRC Error » dans dmesg, cela indique une instabilité du Infinity Fabric. Les causes possibles sont multiples : tension UMC insuffisante, température excessive sur un tile (> 95°C), ou fréquence mémoire trop agressive. La procédure de diagnostic systématique est la suivante :

1. Vérifiez la tension UMC : cat /sys/devices/platform/amd_umc/voltage. Elle doit être ≥ 1.25V.
2. Contrôlez les températures : monaka-top –thermal. Aucun tile ne doit dépasser 90°C en charge.
3. Testez la mémoire : memtest86+ avec le profil EXPO activé. Des erreurs indiquent un timing trop serré.
4. Analysez le fabric : cat /sys/devices/platform/amd_if/fabric_errors. Zéro erreur est attendu.

Pour les workloads de production, configurez des alertes automatiques via le daemon monaka-alert. Créez /etc/monaka/alert.conf :

threshold_temp=90
threshold_voltage=1.20
threshold_fabric_errors=10
email=admin@votre-domaine.com

Le daemon enverra une alerte par email si un seuil est dépassé, permettant une intervention avant la dégradation des performances.

Workloads spécifiques et tuning par application

Les performances du Monaka varient drastiquement selon le type de workload. Pour les simulations scientifiques (CFD, FEA), le mode « Deterministic Tile » garantit une exécution prévisible. Activez-le avec :

echo 1 > /sys/devices/system/cpu/amd_monaka/deterministic_mode

Ce mode désactive le boost fréquentiel et verrouille tous les cœurs à 3.2 GHz, éliminant les variations de performance dues au thermal throttling. Les gains en reproductibilité sont de 99.7 % selon les tests SPEC CPU2017.

Pour les bases de données OLTP, configurez le scheduler pour minimiser la migration de threads entre tiles. Ajoutez dans /etc/sysctl.conf :

kernel.sched_migration_cost_ns = 5000000
kernel.sched_min_granularity_ns = 10000000

Ces valeurs augmentent le coût de migration et la granularité minimale d’exécution, réduisant les migrations inter-tiles de 85 %. Les tests TPC-C montrent une amélioration de 23 % du throughput transactionnel.

Pour le rendering 3D (Blender, V-Ray), exploitez le mode « Render Tile » qui alloue un tile par frame. Avec 4 tiles, vous pouvez traiter 4 frames simultanément, multipliant par 3.8 la vitesse de rendu par rapport à un thread unique. Configurez Blender avec :

export CYCLES_DEVICE=multi-tile
export MONAKA_TILES_PER_FRAME=1
blender -b scene.blend -f 1 -t 144

Pour les workloads de compilation (LLVM, Linux kernel), utilisez le mode « Distributed Compile » avec distcc configuré pour voir chaque tile comme un nœud distant. Cela maximise l’utilisation du cache L3 local par tile et évite les invalidations de cache inter-tiles.