Amd ryzen 9 5900x обзор

Обзор и тестирование процессоров AMD Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X на базе новейшей архитектуры Zen 3. Дождались?!

Компания AMD последние три года не перестает радовать всех без исключения. Фанаты красного лагеря довольны производительностью, а синего — более низкими ценами и наконец-то появившемуся прогрессу. Команда Лизы Су после представления первых решений архитектуры Zen настолько отточила свое детище, что новинки в лице серии Ryzen 5000 стали даже дороже своих предшественников. И такое возможно, когда ты полностью уверен в своем продукте. Но так ли это — мы узнаем уже в конце тестирования, а пока давайте выясним, что нового принесла архитектура Zen 3.

Zen 3

Несмотря на то, что архитектура Zen уже претерпела кардинальных изменений на итерации Zen 2, компания AMD не сбавила обороты и за год ей удалось сделать очередную революцию без смены техпроцесса. Zen 3 действительно серьезный шаг вперед, который знаменуется 19% IPC и рядом других новшеств.

Глядя на иллюстрацию выше, можно заметить, что усердная работа велась по многим направлениям, дабы удовлетворить требования всех пользователей и, в частности, обрадовать геймеров. Оптимизации коснулись всех элементов конвейеров: целевой буфер ветвления (BTB) увеличился вдвое, значительно улучшена пропускная способность предсказателя ветвления, устранен эффект «пузырьков» в выборках, уменьшен штраф за неправильное предсказание переходов, быстрая последовательность получения и более мелкая гранулярность переключений Op-кэша. Блоки исполнения инструкций, загрузки и хранения данных также получили ряд усовершенствований, но об этом чуть позже.

CCD и иерархия кэшей

Наверно самый основной козырь микроархитектуры Zen 3 — это измененная структура CCD (Core Complex Dies). Теперь кристалл стал монолитный и не содержит в себе два модуля CCX (CPU Complex), которые ранее были соединены между собой с помощью Infinity Fabric.

Благодаря измененной компоновке теперь каждое ядро может обращаться напрямую к кэшу L3 без использования Infinity Fabric, что значительно снизило задержку доступа к данным. Тем не менее, задержка L3-кэша увеличилась, с 39 до 46 тактов. Основная причина этого явления оказался объём монолитной структуры, а вторая — возросшие тактовые частоты L3. К счастью вторая причина способна несколько компенсировать увеличившуюся латентность. Механизм заполнения кэша третьего уровня — виктимный, то есть на него не распространяется предварительная выборка, данные просто вытесняются в него из L2. Таким образом, L3-кеш оказывается преимущественно эксклюзивным.

Что касается остальной иерархии кэшей, изменения некоторые все же есть.

Кэш-память L1-I и L1-D по-прежнему имеет 32 Кбайт с 8-канальной ассоциативностью, а кэш-память второго уровня 512 Кбайт с 8-канальной ассоциативностью. Микрооперационный кэш не изменился и составляет 4 Кбайт.

Zen 3 поддерживает 64 существенных пропусков между L2 и L3 на ядро и 192 между L3 и оперативной памятью.

Кэш инструкций (L1-I) на цикл может обеспечивать 32-байтовую выборку, в то время как кэш данных (L1-D) допускает 3x 32-байтовых загрузки и 2х 32-байтовых сохранения за цикл. Очередь на сохранение возросла с 48 до 64.

Стоит отметить, что подобное решение характерно для большинства высокоинтенсивных рабочих нагрузок, которые в конечном итоге приводят к большему количеству загрузок, чем сохранений.

Также Zen 3 может загружать два и сохранять один 256-битный вектор за одну операцию при условии обращения к разным DC-банкам.

Буфер трансляции адресов (DTLB) не изменился и составляет 2К. AMD также указывает, что была улучшена предварительная выборка через границы страницы.

Блок выборки инструкций и предсказания переходов

По заявлению AMD, блок выборки инструкций и предсказания переходов получил рад оптимизаций, которые позволяют производить более быструю выборку, особенно для разветвленного и большого по площади кода. Это безусловная отличная новость для программистов и большинства игровых движков, поскольку дополнительными оптимизациями занят процессор, а не собственно разработчики.

Буферы целей ветвления были несколько переработаны. Таблица первого уровня в Zen 3 включает 1024 записей вместо 512, а второго уровня — 6,5K записей вместо 7К. Массив косвенных адресов увеличился с 1К записей до 1,5К. В совокупности, все эти изменения должны позволить процессору более быстро восстанавливать исполнительный конвейер после неправильно предсказанного перехода.

Очереди микроопераций формируются из четырех декодированных инструкций за такт или восьми инструкций из микрооперационного кэша. Также очередь микроопераций и диспетчеризация могут вводить в планировщики шесть микроопераций за такт.

Еще одним интересным новшеством является борьба с «пузырьками» в предсказаниях. Во всех процессорах Ryzen используется регистр программного счетчика (ПС) для определения текущей инструкции, выбираемой в конвейере, чтобы предотвратить выборку новых инструкций. Когда инструкция на этапе декодирования остановлена, значение в регистре ПС и инструкции на этапе выборки сохраняются, чтобы предотвратить изменения. Значения сохраняются до тех пор, пока инструкция, вызывающая конфликт, не пройдет стадию выполнения. Такое событие часто называют пузырем по аналогии с пузырем воздуха в отоплении или вашем контуре СВО. В некоторых микроархитектурах взятая ветвь предсказаний приводит к появлению пузыря в конвейере выборки, даже если она правильно предсказана. С многоуровневыми предикторами второй уровень может скорректировать прогноз первого уровня, поэтому прогноз, можно сказать, что он правильный, но для перенаправления выборки будет введен небольшой пузырек. При буферизации такой эффект обычно не дает существенного эффекта. Ветвь также будет использовать ресурсы предсказателя ветвления, возможно, уменьшая предсказуемость других ветвей (например, принимая запись BTB, которая в противном случае не была бы удалена до повторного использования или «растраты» битов в глобальной истории).

Zen 3 принес перемены и в организацию работы планировщиков. Четыре целочисленных планировщика теперь унифицированные и могут обладать очередью в 24 записи для AGU или 24 записи для ALU (вместо 4х16 ALU и 28 AGU).

Планировщики целочисленных значений могут принимать до шести микроопераций за такт, которые подаются в более жирный буфер переупорядочения с 256 записями (вместо 224 в Zen 2).

Модуль Integer имеет восемь исполнительных портов, через которые подключены четыре ALU (арифметико-логических блока), три AGU (блоков генерации адресов) и один BRU (блок позволяет программе принимать решения, а также выполнять переходы и вызовы процедур).

Блок AGU все так же может подавать три микрооперации за такт в файл регистра. Регистровый файл общего назначения чуть подрос с 180 до 192 записей.

Не обошли стороной и модуль вещественных значений (FP). По заявлению AMD структура для загрузки исполнительного модуля получила больший параллелизм, при этом снизились внутренние задержки (это также касается и целочисленного модуля).

В частотности операция умножения-накопления (FMAC) выполняется на один цикл быстрее. Появились также два новых блока F2I и STORE F2I, суть работы которых преобразование вещественных значений в целочисленные, а также последующее хранение. То есть в итоге диспетчеризация стала несколько сложнее, а планировщик стал несколько больше. Конкретных значений, к сожалению, компания AMD не приводит, но, тем не менее, это должно увеличить производительность в приложениях, которые используют AVX2.

IOD и разгон оперативной памяти

Пожалуй, IOD единственный кристалл, который не содержит никаких архитектурных изменений.

В случае с одночиплетной конфигурацией скорость записи составляет половину от скорости чтения (точно так же, как и c микроархитектурой Zen 2). Напомним, что это не является недостатком, ведь большинство приложений используют больше операций чтения, чем записи (за исключением специализированных тестовых приложений). Также самые внимательные из вас могли заметить, что это напоминает ситуацию с иерархией кэшей, там присутствуют три чтения и две записи за такт. То есть архитектура сбалансирована везде.

Двучиплетные конфигурации (Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X) получают полноценную скорость записи. Тут также без изменений.

За счет более высокой частоты ядер и реорганизации CCX латентность доступа к DRAM снизилась почти на 10 нс и в большинстве случаев будет составлять 55 нс при использовании памяти с частотой 3800 МГц и CAS 16. Но тут также присутствует разочарование — пока все образцы отказались покорять частоту FCLK выше, чем 1900 МГц. Контроллер памяти не трогали и не дорабатывали.

Безопасность

Безопасность данных всегда была главным приоритетом компании AMD и как многие из вас знают, именно процессоры Ryzen не получали заплаток безопасности с даунгрейдом производительности. Тем не менее, AMD продолжает улучшать безопасность и представляет поддержку CET во всех процессорах с микроархитектурой Zen 3.

CET разработан для защиты от неправомерного использования легитимного кода с помощью атак с перехватом управления, широко используемых методов в больших классах вредоносных программ. CET предлагает разработчикам программного обеспечения две ключевые возможности для защиты от вредоносных программ, перехватывающих поток управления: косвенное отслеживание переходов и теневой стек. Непрямое отслеживание переходов обеспечивает непрямую защиту переходов для защиты от методов атаки с использованием переходов/вызовов программирования (JOP/COP). Теневой стек обеспечивает защиту адреса возврата, чтобы помочь защититься от методов атак, ориентированных на возврат (ROP).

Precision Boost 2

Как показала практика с CTR, технология Precision Boost 2 от AMD продемонстрировала нулевую эффективность еще в процессорах с микроархитектурой Zen 2, поскольку никакого интеллектуального подхода к увеличению частоты относительно напряжения не происходило. В итоге пользователь получал реальную печку. Сейчас ничего не изменилось и в материалах для прессы отсутствуют упоминания про обновленный механизм авторазгона или новый заводской способ поиска удачных ядер, которые будут максимально пригодны для малопоточного boost. К этому мы обязательно вернемся в будущих материалах, поскольку процедура оценки качества ядер занимает много времени, а также требуется выборка образцов для подведения корректных итогов.

Что касается стандартного буста, на данный момент он великолепен и в большинстве случаев полученные значения даже превышают маркетинговые цифры.

Безопасные напряжения и прочие рекомендации

Изо дня в день пользователей волнует, какое напряжение должно быть и какое значение будет безопасным. Итак, небольшая шпаргалка. Для игр и мелких приложений значение CPU VID может колебаться до 1,5 В и это является нормой. Для тяжелой нагрузки максимальное значение CPU VID не должно превышать 1,35 В. Значения в простое могут колебаться в диапазоне 0,2–1,45 В, что соответствует значениям P-state P2 и P1 (слабый boost).

Причем значение 1,45 В отнюдь не означает, что на все ядра подается именно это напряжение, большинство ядер вообще могут быть в состоянии сна C6 или другом C-состоянии. Еще одним важным моментом является скорость изменения значений эффективной частоты и VID, оно составляет около 1 мс — это означает, что запущенный HWinfo или Ryzen Master «ловит» только 1/1000 от того что происходит на самом деле в системе.

Хотелось бы отметить, что теперь после установки драйверов на чипсет (не забываем устанавливать!) не нужно активировать никакие профили Ryzen Balanced или Ryzen Performance — их теперь попросту нет, AMD их упразднила.

Теперь управление питанием процессора происходит с помощью стандартных планов питания Windows. Причем ядра у процессоров Ryzen с микроархитектурой Zen 3 стали спать больше и пропали спонтанные температурные всплески. Система Windows должна быть обязательно с майским обновлением 2004, в противном случае у вас могут быть проблемы с бустом или энергосбережением в простое.

Максимально допустимая температура теперь составляет 95 градусов для процессоров с заявленным пакетом TDP в 65 Вт и 90 градусов для процессоров с TDP 105 Вт.

Модельный ряд

На данный момент в семействе процессоров Vermeer доступно четыре модели: по одной для серий Ryzen 5 и Ryzen 7 и две для Ryzen 9. Сразу видно, что AMD изначально планирует укрепиться во всех сегментах рынка, составив даже конкуренцию HEDT-платформе Intel.

Как и положено старшим CPU в линейке настольных Ryzen, они обладают увеличенным количеством ядер с поддержкой технологии SMT, что позволяет исполнять до 32 и 24 потоков одновременно для Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X соответственно. Учитывая стоимость новинок, а она далеко не такая низкая, как была у предшественников, им в самый раз перейти в лигу HEDT, но AMD позиционирует их как лучшие процессоры для игр, а самая старшая модель вообще является бескомпромиссным решением для этих целей. На фоне значительно возросших частот при авторазгоне в это охотно верится, но мы все равно проверим при тестировании так ли это.

ПроцессорRyzen 9 5950XRyzen 9 5900XRyzen 9 3950XRyzen 9 3900XTRyzen 9 3900X
ЯдроVermeerVermeerMatisseMatisseMatisse
РазъёмAM4AM4AM4AM4AM4
Техпроцесс, нм77777
Число ядер (потоков)16 (32)12 (24)16 (32)12 (24)12 (24)
Номинальная частота, ГГц3,43,73,53,83,8
Частота Turbo Boost, ГГц4,94,84,74,74,6
Разблокированный на повышение множитель+++++
L1-кэш, Кбайт16x (32+32)12x (32+32)16x (32+32)12x (32+32)12x (32+32)
L2-кэш, Кбайт16x 51212x 51216x 51212x 51212x 512
L3-кэш, Мбайт6464646464
Поддерживаемая памятьDDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200
Каналов памяти22222
TDP, Вт105105105105105
Стоимость на старте продаж, $799549749499499

Увеличив частоты для boost-режима на 200 МГц, разработчики провели корректировку номинальных характеристик на 100 МГц в сторону уменьшения, причем, это касается всего модельного ряда Ryzen 5000. К счастью, пользователи вряд ли столкнутся с таким режимом работы процессоров в повседневных задачах, а тем более в играх. Как отмечалось выше, новинки на старте продаж прибавили в цене около 50 долларов, и это при отсутствующей в комплекте поставки системы охлаждения! Все в точь как с серией Ryzen 3000XT. В такой ситуации пользователям придется подойти со всей ответственностью к выбору СО. AMD в легкой форме намекает на необходимость использования суперкулеров по типу Noctua NH-U12A или NH-D15S, или же необслуживаемых «водянок» с радиаторами 280/360 мм.

ПроцессорRyzen 7 5800XRyzen 5 5600XRyzen 7 3800XTRyzen 7 3800XRyzen 7 3700XRyzen 5 3600XTRyzen 5 3600XRyzen 5 3600
ЯдроVermeerVermeerMatisseMatisseMatisseMatisseMatisseMatisse
РазъёмAM4AM4AM4AM4AM4AM4AM4AM4
Техпроцесс, нм77777777
Число ядер (потоков)8 (16)6 (12)8 (16)8 (16)8 (16)6 (12)6 (12)6 (12)
Номинальная частота, ГГц3,83,73,93,93,63,83,83,6
Частота Turbo Boost, ГГц4,74,64,74,54,44,54,44,2
Разблокированный на повышение множитель++++++++
L1-кэш, Кбайт8x (32+32)6x (32+32)8x (32+32)8x (32+32)8x (32+32)6x (32+32)6x (32+32)6x (32+32)
L2-кэш, Кбайт8x 5126x 5128x 5128x 5128x 5126x 5126x 5126x 512
L3-кэш, Мбайт3232323232323232
Поддерживаемая памятьDDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200DDR4-3200
Каналов памяти22222222
TDP, Вт1056510510565959565
Стоимость на старте продаж, $449299399399329249249199

Более доступные представители Vermeer несут все те же новшества, что и старшие решения: сниженная базовая и увеличенные частоты boost-режима. Не забываем о прибавленной стоимости и восьмиядерник Ryzen 7 5800X уверенно приближается по этому показателю к процессорам прошлого поколения, но уже классом выше. Да и у Intel в этом ценовом диапазоне есть неплохие продукты с 10 ядрами. А ведь нам еще надо подумать о хорошей системе охлаждения! Кто испытывает теплые чувства к стоковым кулерам и желает немного сэкономить — для тех предусмотрена модель Ryzen 5 5600X с 12 исполняемыми потоками. Правда, и тут цена говорит не в пользу AMD. Будем надеяться, что она оправдана действительно высокой производительностью.

AMD Ryzen 9 5950X

К сожалению, узнать насколько хорош младший представитель новой линейки мы пока не сможем, зато можем прикоснуться к ультимативному геймингу, вернее, к CPU для него в лице Ryzen 9 5950X. Естественно, при таком количестве исполняемых потоков этот процессор годится не только для игр.

Итак, лишний раз упоминать о возможности работы старшего Vermeer на 5 ГГц, думаем, не стоит. Процессор действительно при однопоточной нагрузке способен ускоряться до 5050 МГц, в чем ему помогла необслуживаемая система водяного охлаждения с 360-мм радиатором и материнская плата ASUS ROG Crosshair VIII Formula, 21 градус по Цельсию в помещении и открытый стенд. При других условиях, возможно, наш экземпляр был бы уже не таким прытким. Слабая многопоточная нагрузка, например, архивирование, снижает частоту до 4200–4225 МГц на все 16 ядер, при этом температура Ryzen 9 5950X не превышает 65 °C.

Если же в качестве кулера использовать кастомную систему водяного охлаждения, то вполне можно довольствоваться показателями на уровне 4625–4650 МГц, что весьма неплохо.

А вот переход к весьма серьезным нагрузкам приводит к еще большим снижениям частот, вплоть до 3850 МГц, собранная СВО лишь отодвигает эту планку на 50 МГц вверх.

Активация PBO в настройках материнской платы, убирающая все лимиты, позволит держать частоту процессора при многопоточной нагрузке на уровне 4475 МГц с необслуживаемой «водянкой», а с кастомной СВО — 4500 МГц с всплесками до 4525 МГц. Но это уже сродни разгону и более детально работу CPU в таком режиме мы обязательно изучим в наших будущих материалах.

Животрепещущий вопрос относительно работы памяти на эффективной частоте 4000 МГц в режиме 1:1, увы, остался без ответа. Обещания AMD не подтвердились, новинка смогла без проблем работать с шиной Infinity Fabric лишь на 1900 МГц, не выше. Возможно, нам попался такой экземпляр, ведь и обещания акцентировали внимание на удачности процессора. Но, по словам наших коллег, пока никому еще не удалось заставить работать IF на 1933 МГц. Что же, будем надеяться, что секрет повышенной частоты будет вскоре раскрыт.

Что касается оверклокинга, то после того, как производители все уже разогнали на заводе, приходится довольствоваться хоть чем-то, а иногда он попросту лишен смысла, так как достигнуть показателей максимального boost-режима при обычном охлаждении нереально.

Воспользовавшись контуром водяного охлаждения, нам удалось разогнать Ryzen 9 5950X до 4800 МГц по двум блокам CCD с корректировкой VID на уровне 1,327–1,33 В. При таких настройках процессор работал на пределе, разогревался до 75 градусов в 7-Zip и запросто уходил за 80 °С в Cinebench и подобных бенчмарках.

К счастью, в играх этот показатель не превышал 65 °C, но для режима 24/7 стоит все же снизить уровень разгона до 4750–4775 МГц, что прибавит лишнюю стабильность системе.

AMD Ryzen 9 5900X

Следующий наш подопечный — «самый лучший игровой процессор», а именно Ryzen 9 5900X! Тут поспорить с AMD будет сложно, учитывая, что новичок при авторазгоне достигает 4950 МГц в однопоточной нагрузке.

Естественно, такие показатели были достигнуты в наших условиях. При слабой многопоточной нагрузке без проблем можно будет наблюдать частоты уровня 4600–4625 МГц, хотя и возможны просадки до 4425 МГц, что все равно весьма достойный результат!

При этом, несмотря на наличие «всего лишь» 12 ядер, процессор стал горячее по сравнению со старшей моделью и 70 °C под простой «водянкой» для него норма. Кастомная СВО снизит этот показатель еще на 5 градусов.

Переход к более сложным расчетам, например, рендерингу, корректирует частоту на уровне 4225–4250 МГц, улучшение охлаждения позволяют отодвинуть эту планку на 50 МГц.

С самой максимальной нагрузкой дела обстоят несколько хуже — процессор в таком режиме уже работает на 4175–4200 МГц, что все равно намного лучше, чем у предшественника Ryzen 9 3900X, который снижал частоту до 3925–3950 МГц.

Разгон Ryzen 9 5900X оказался аналогичным — 4800 МГц на все ядра, но VID уже не превышал 1,32 В, иначе процессор перегревался и уходил в защиту. Остальные показатели также были на уровне Ryzen 9 5950X.

Работа с Infinity Fabric на 2000 МГц для этого экземпляра пока под вопросом, тестирование идет полным ходом, но о 1966 МГц вполне можно говорить. Более подробно мы сможем рассказать несколько позже.

Тестовый стенд

В состав стенда с процессорами вошли:

  • материнская плата: ASUS ROG Crosshair VIII Formula (UEFI 2311);
  • система охлаждения №1: ASUS ROG Strix LC 360 RGB;
  • система охлаждения №2: EK-Supremacy EVO + Swiftech MCP350 + EK-DDC X-TOP + Koolance TNK-501 + Bitspower Leviathan XF 360 + 3x EK-Vardar EVO RGB 120mm;
  • термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
  • память: G.Skill Trident Z Neo F4-3600C16D-16GTZN;
  • видеокарта: ASUS TUF-RTX3080-O10G-Gaming;
  • накопитель №1: Kingston KC600 512GB;
  • накопитель №2: Corsair Force MP600 Gen4 PCIe x4 2TB;
  • корпус: Cooler Master Test Bench v1.0;
  • блок питания: ASUS ROG-STRIX-1000G;
  • операционная система: Windows 10 Pro x64 (2004);
  • драйверы: AMD 2.10.13.408, Nvidia GeForce 456.71.

Система была собрана на открытом стенде. Для режима «из коробки» использовалась СО ASUS ROG Strix LC 360 RGB с настроенными оборотами вентиляторов на уровне 28%/40°C, 50%/40°C и 100%/50°C, помпа при этом всегда функционировала на 100%. При разгоне использовалась кастомная СВО, помпа и вентиляторы которой работали всегда на скорости 100%. Подсветка и лишние контроллеры на материнской плате отключались. NVMe-накопитель с собственным радиатором подключался через переходник к слоту PCI-E x16@4, операционная система устанавливалась на Kingston KC600 512GB. Все обновления для ОС, доступные в Центре Обновления Windows, были инсталлированы. Сторонние антивирусные продукты не привлекались, тонкие настройки системы не производились, размер файла подкачки определялся системой самостоятельно. Память функционировала на частоте 3600 МГц с таймингами 16-16-16-36-1Т в режиме по дефолту и 3800 МГц с 16-16-16-34-1Т и полным ее тюнингом при разгоне процессоров, при этом напряжение на модулях было выставлено на уровне 1,435 В, а на SoC — 1,131 В для Ryzen 9 5950X и 1,125 В для Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 3900X. Видеокарта работала со штатными частотами, лишь скорость вентиляторов в игровых приложениях увеличивалась до 90% при помощи MSI Afterburner, что позволяло нивелировать перегрев карты во время тестирования.

В качестве тестового ПО использовались такие программы:

  • AIDA64 v6.30.5500;
  • CPU-Z 1.94.0;
  • Cinebench R20;
  • Geekbench 5;
  • 7-Zip 19.00;
  • HWBot x265 Benchmark 2.2.0;
  • 3DMark.

Результаты тестирования

Как и указывалось выше, глобально контроллер памяти каких-либо изменений не претерпел и в Ryzen 5000 он перекочевал из старой серии, но реорганизация кластеров CCX позволила снизить латентность почти на 10 нс.

Cinebench демонстрирует рост производительности однопоточных вычислений на 20 процентов, тогда как переход к большему числу задействованных потоков — лишь на 17%. Разгон, естественно, снижает мощность одного ядра, но позволяет неплохо поднять производительность при многопоточных вычислениях, особенно для Ryzen 9 5950X.

Аналогичная картина наблюдается в Geekbench 5, но в отличие от предыдущего теста, здесь разгон позволяет при многопоточных вычислениях обойти старшую модель, работающую в номинале.

При обработке видео высокой четкости все также без изменений, рост производительности почти до 20 процентов, но при разгоне старичок так и не смог сравняться со своим приемником, тогда как последний практически дышит в затылок Ryzen 9 5950X. Но разгон творит чудеса не только с 12-ядерниками.

В архивировании новая архитектура уже сбавляет обороты, но с разгоном она масштабируется намного лучше, чем Zen 2.

3DMark уже не внушает столь много оптимизма, как предыдущие приложения, хотя в подтесте CPU и наблюдается 6% превосходство Zen 3 — в реальности все опять упрется в видеокарту.

Энергопотребление

Несмотря на возросшие частоты, Vermeer потребляет даже меньше при многопоточных вычислениях, чем представитель серии Ryzen 3000, а старшая модель вообще экономичнее Ryzen 9 5900X. При разгоне все строго наоборот, но надо учитывать, что и производительность новинок выше. Для более точных цифр не забываем отнимать около 20 ватт в режиме оверклокинга, так как помпа вносит свою лепту в общее энергопотребление системы.

А вот в игровом тесте вообще без разницы, какой используется процессор и есть ли разгон в принципе.

С тестированием процессоров в игровых приложениях можно ознакомиться уже в следующем материале.

Выводы

Компания AMD провела серьезную работу над ошибками и выпустила действительно мощные решения, которые вправе взять эстафету у своих предшественников в лице Ryzen 3000. Новая серия помимо все того же большого количества ядер предлагает пользователям возросшие частоты, что может стать решающим фактором при выборе процессора — теперь 5 ГГц есть не только у Intel. Увеличилась производительность в однопоточных вычислениях, что непременно сказалось и на возможностях при максимальной нагрузке, при этом они даже экономичнее, чем продукты прошлого поколения. Кроме того, инженерам удалось снизить латентность контроллера памяти, что также может сказаться на производительности в некоторых приложениях. Вырос разгонный потенциал и при соответствующем охлаждении можно добиться от новинок неплохих результатов. Естественно за все это придется заплатить — все модели увеличились в цене на 50 долларов. Стоит ли такая переплата своих денег пока сказать сложно, ибо основываться необходимо при сравнении с конкурентами. Но, как-то только будет закончено наше тестирование — мы поставим точку в этом извечном вопросе «что лучше?».

Сравнение Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X с Intel Core i9-10900K в следующем материале.

Тестирование процессоров AMD Ryzen 5 5600X и Ryzen 9 5900X: новая микроархитектура Zen3 и все та же платформа АМ4

Оглавление

Летом прошлого года мы тестировали первых представителей микроархитектуры AMD Zen2 — процессоры Ryzen 7 3700X и Ryzen 9 3900X. Результаты новинок многих шокировали (некоторые до сих пор отойти не могут): внезапно оказалось, что новые Ryzen ни в чем не уступают Intel Core уже и в равных условиях: ядро к ядру. Мало того — и с «равными» начались сложности, поскольку новая чиплетная компоновка позволила компании упаковать под крышку процессора для массовой платформы уже и 12 или 16 ядер, что ранее было присуще лишь HEDT-решениям (немалую часть которых в итоге новые Ryzen 9 и вынесли с рынка вперед ногами). К этому добавилась еще и поддержка PCIe 4.0 — впервые на рынке. И, естественно, все эти чудеса были бы просто невозможны без нового техпроцесса: нанометры, конечно, давно уже у всех свои собственные, так что напрямую их сравнивать не стоит, однако новые «7 нм» TSMC существенно превосходили «12/14 нм» GlobalFoundries и не уступали «14 нм» Intel. Со всеми вытекающими. В общем, настольный Zen2 оказался революцией, причем даже не одной, а несколькими: и в плане микроархитектуры, и по периферийным возможностям, и с производственной точки зрения новые процессоры радикально отличались от предыдущих.

Сегодня же мы встречаем Zen3. AMD поменяла номер — то есть речь идет явно о серьезных изменениях, а не о мелкой шлифовке, типа перехода с Zen на Zen+. При этом, на первый взгляд, «революции» кончились — процессоры имеют ту же компоновку, что и предыдущее семейство. Более того — в них все тот же чип ввода-вывода (IOD), что и ранее, так что и периферийные возможности, и контроллер памяти остались старыми. Все изменения сконцентрированы в CCD-кристаллах, содержащих процессорные ядра и кэш-память. Но производятся они все по тому же техпроцессу, что и ранее. Да и все количественные характеристики ядер остались теми же, что и ранее. Немного повысилась разве что максимальная тактовая частота, но этого можно и не заметить на фоне абсолютных значений.

Не слишком ли AMD оптимистична в нумерации? Ведь не только кодовое имя микроархитектуры поменялось (его все равно не все знают) — новые модели образуют семейство Ryzen 5000, что существенно отличается от 3000 для процессоров на базе Zen2 или APU линейки 4000 с процессорной частью той же микроархитектуры (попутно устранен бардак с системой наименований CPU и APU, за что компании в любом случае отдельное персональное спасибо). На деле основания, чтобы считать изменения существенными, есть. Подробное их изложение — отдельная тема. Здесь мы затронем ее лишь вкратце — для лучшего понимания тестовой части.

Во-первых, все издания уже обошла цифра в 19% — на столько Zen3, по данным компании, эффективнее, чем Zen2 по количеству исполняемых за такт инструкций. На самом деле, все немного сложнее — этот результат получен компанией для восьмиядерных моделей, работающих на фиксированной частоте 4 ГГц, причем касается смеси из 25 программ. 14 из которых — вообще игры, причем в 1080p, и нет никаких подробностей о том, в каких именно условиях получен прирост от 11% до 39%. Также нашлось место и чистой синтетике (или даже ее отдельным специфическим компонентам: например 3D Mark API Overhead Feature Test), но и она продемонстрировала разброс от 9 до 29%. Стимулов же включать совсем «неудачные» сценарии у AMD по вполне понятным причинам не было, но и они тоже вполне возможны. Что самое смешное, что в своих же материалах компания приводит случаи, когда замена Ryzen 9 3900XT на 5900Х дает лишь 5% производительности. Поэтому не стоит надеяться, что все везде, всюду и на всех моделях в реальных условиях ускорится именно на 19% или около того. Медленнее точно не станет — в этом можно быть уверенным. В конкретных случаях может быть и намного больше озвученного. Но для разных семейств процессоров по-разному.

Во-вторых, есть и одно принципиальное изменение: компания наконец-то отказалась от четырехъядерных CCX. По сути, это рудимент разработки первых Zen — тогда в AMD старались сделать хороший четырехъядерный процессор. Но к тому моменту, когда доделали, в таком виде он актуальность практически утратил, поэтому основной упор был сделан на продвижение моделей с шестью и восемью ядрами, которые приходилось «собирать» из двух CCX. Один встречался разве что в APU, но даже четырехъядерные настольные «чистые» процессоры использовали кристаллы от «старших» модели, так что имели «разделенные» на два блока ядра и кэш-память третьего уровня (исключения из этого правила можно пересчитать по пальцам одной руки).

В свое время такой подход позволил компании быстро перескочить с четырехъядерного дизайна на многоядерный, но сразу стал рудиментом. Причем бесполезным — все равно все кристаллы восьмиядерные. А на производительности он временами сказывался отрицательно. При разработке Zen2 отказаться от него не получилось (и без того слишком много революций на одно обновление) — теперь вышло. А теперь возвращаемся к предыдущему пункту — «подъем» IPC компания приводит как раз для восьмиядерных моделей, где эффект и от этой инновации должен быть максимальным. Но, говоря о выросшей игровой производительности, «считает» его дважды — и входящим в те 19%, и отдельно упоминает.

Поэтому делать какие-то априорные предположения на базе теоретических характеристик — занятие неблагодарное. Лучше просто взять и измерить производительность на практике — чем мы сейчас и займемся.

Участники тестирования

AMD Ryzen 5 5600XAMD Ryzen 9 5900X
Название ядраVermeerVermeer
Технология производства7/12 нм7/12 нм
Частота ядра, ГГц3,7/4,63,7/4,8
Количество ядер/потоков6/1212/24
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ192/192384/384
Кэш L2, КБ6×51212×512
Кэш L3, МиБ3264
Оперативная память2×DDR4-32002×DDR4-3200
TDP, Вт65105
Количество линий PCIe 4.02020
Интегрированный GPUнетнет

Так получилось, что первыми до нас добрались модели на шестиядерных чиплетах — слишком уж разные, чтобы «сводить» их в рамках одного тестирования. Хотя на самом деле и это решаемо. Поскольку цены новинок выше, чем у условных «прямых предшественников», определенная свобода в выборе таковых есть. Тем более, что особой популярности «летняя» ХТ-линейка не снискала, да и была она все равно не полной, так что сравнивать будем не с ней.

AMD Ryzen 5 3600AMD Ryzen 7 3700XAMD Ryzen 9 3900XAMD Ryzen 9 3950X
Название ядраMatisseMatisseMatisseMatisse
Технология производства7/12 нм7/12 нм7/12 нм7/12 нм
Частота ядра, ГГц3,6/4,23,6/4,43,8/4,63,5/4,7
Количество ядер/потоков6/128/1612/2416/32
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ192/192256/256384/384512/512
Кэш L2, КБ6×5128×51212×51216×512
Кэш L3, МиБ32326464
Оперативная память2×DDR4-32002×DDR4-32002×DDR4-32002×DDR4-3200
TDP, Вт6565105105
Количество линий PCIe 4.020202020
Интегрированный GPUнетнетнетнет

Но можем взять для сравнения Ryzen 5 3600 и Ryzen 7 3700X. Формально — младшие в своих линейках и недорогие. Только ведь и Ryzen 5 5600X по-своему тоже недорогой — это на данный момент самый дешевый Zen3. Вот и сравним его с самым дешевым шестиядерным же Zen2 и аналогичным восьмиядерником. Первый-то обогнать дело не хитрое — а вот попробуй сделать такое при меньшем количестве ядер. Ну, а с Ryzen 9 и вовсе особых вариантов нет — просто 3900Х и 3950Х. Опять же превосходство 5900Х над первым сомнений не вызывает, а вот сравнение со вторым намного интереснее.

Тем более, подходить к вопросу нужно именно с этой стороны и по причине разных цен в разных поколениях. Они, напомним, формально увеличились, так что $299 за Ryzen 5 5600X — это ближе к $329 за Ryzen 7 3700X, чем к $249 за Ryzen 5 3600XT. Не говоря уже о том, что процессоры «первой волны» зачастую можно приобрести и дешевле рекомендованных цен, а любые новинки первое время в рознице продаются существенно дороже положенного. Собственно, отсюда и недовольство части пользователей тем, что серия 5000 стоит дороже условных аналогов из семейства 3000. Насколько такая наценка оправдана — стоит проверить. Вполне возможно, что именно в случае «шестиядерных» моделей это можно считать снижением цен, а не их увеличением — если производительность окажется на уровне «восьмиядерных». А вот последние — новый уровень производительности для самых требовательных покупателей, готовых его оплачивать. Хочется сэкономить? Тогда есть смысл ограничиться моделями предыдущего семейства — возможно, это окажется дешевле (особенно первые месяцы) и не медленнее (или непринципиально медленнее).

Intel Core i5-10600KIntel Core i7-10700KIntel Core i9-10900K
Название ядраComet LakeComet LakeComet Lake
Технология производства14 нм14 нм14 нм
Частота ядра, ГГц4,1/4,83,8/5,13,7/5,3
Количество ядер/потоков6/128/1610/20
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ192/192256/256320/320
Кэш L2, КБ6×2568×25610×256
Кэш L3, МиБ121620
Оперативная память2×DDR4-29332×DDR4-29332×DDR4-2933
TDP, Вт125125125
Количество линий PCIe 3.0161616
Интегрированный GPUUHD Graphics 630UHD Graphics 630UHD Graphics 630

Что же касается процессоров Intel, то мы просто и волюнтаристски взяли тройку старших моделей в линейках Core i5, i7 и i9. На самом деле, подошли бы любые, поскольку нужны они сегодня лишь в качестве ориентиров. Причина проста: для любителей пресловутого философского сочетания «цена / производительность» (причем в вырожденном виде — когда берется цена процессора и производительность системы на нем) модели для LGA1200, равно как и LGA1151 интереса не представляют. Но они по-прежнему продаются в больших количествах, поскольку есть и другие критерии — и объективные, и еще больше субъективных. Раз обновление ассортимента AMD затрагивает только процессоры, но не платформу в целом — и первые-то в основном остаются на месте, не говоря уже про вторые (среди которых иногда встречаются и по-настоящему забавные, вплоть до «есть хороший и дорогой кулер с креплением только под LGA115x — не хочу его менять при апгрейде»). Поэтому утверждать, что между непосредственно процессорами обеих компаний есть прямая конкуренция в чистом виде (то есть основанная только лишь на их технических и потребительских характеристиках), было бы излишне самонадеянным. На практике все сложнее. Но любые улучшения продукции любого из вендоров, безусловно, немного смещают баланс в его пользу, и к увеличению производительности (даже безотносительно цены) это тоже относится. Поэтому совсем без сравнения не обойтись, но и пытаться как-то загнать его участников в какие-то рамки бессмысленно. Разве что абстрактно-инженерные — типа количества ядер.

Прочее окружение традиционно: видеокарта AMD Radeon Vega 56, SATA SSD и 16 ГБ памяти DDR4. Тактовая частота памяти максимальная по спецификации процессоров. Технологии Intel Multi-Core Enhance и AMD Precision Boost Overdrive отключены — для второй это свойственно по умолчанию, а вот первую многие платы норовят втихую включить. Вот они уже наряду с частотой памяти на производительность влияют, а их использование требования к плате и чипсету делают более конкретными, но в штатном режиме никаких проблем нет. Да и само по себе включение МСЕ без разгона увеличивает производительность Core i9-10900K лишь на 3% при росте энергопотребления на 5%, в чем мы уже убеждались. Поэтому практического смысла, на наш взгляд подобные технологии все равно не имеют. Другое дело — ручной разгон, но тут уж все индивидуально. И зависит как от техники, так и от личного везения.

Методика тестирования

Методика тестирования подробно описана в отдельной статье, а результаты всех тестов доступны в отдельной таблице в формате Microsoft Excel. Непосредственно в статьях же мы используем обработанные результаты: нормированные относительно референсной системы (Intel Core i5-9600K с 16 ГБ памяти, видеокартой AMD Radeon Vega 56 и SATA SSD) и сгруппированные по сферам применения компьютера. Соответственно, на всех диаграммах, относящихся к приложениям, безразмерные баллы, так что здесь везде «больше — лучше». А игровые тесты с этого года мы окончательно переводим в опциональный статус (причины чего разобраны подробно в описании тестовой методики), так что по ним будут только специализированные материалы. В основной линейке — только пара «процессорозависимых» игр в невысоком разрешении и среднем качестве — синтетично, конечно, но приближенные к реальности условия для тестирования процессоров не годятся, поскольку в таковых от них ничего не зависит.

iXBT Application Benchmark 2020

Обновление ассортимента Intel исправило ситуацию, когда Ryzen 5 конкурировали с Core i7, хотя стоили дешевле Core i5, да и выше положение дел было аналогичным. Однако установившееся равновесие было весьма шатким — фактически старший Core i5 лишь догнал младший Ryzen 5 («временные» модели без SMT типа 3500/3500Х так и не были легализованы, так что их можно не учитывать), да и в паре «старший Core i7 / младший Ryzen 7» получилось также. Причем это лишь равенство по производительности — ценовой паритет не восстановился. Причины чего были не раз объяснены — фактически это все те же процессоры с той же архитектурой и техпроцессом. Новая платформа по состоянию на сегодняшний год — лишь девальвация торговых марок внутри Core с соответствующей уценкой, но никаких инноваций. У AMD — в очередной раз именно они, так что равновесие снова нарушилось. Не до состояния прошлогоднего погрома, но по сути, новые Ryzen 5 лишь немного отстают от старых Ryzen 7 (прирост производительности каждого ядра оказался лишь немногим ниже эффекта от разного их количества) — а с некоторыми Core i7 уже могут конкурировать на равных. Например, i7-10700F — который как раз близок к 5600Х по рекомендованной цене и тоже лишен видеоядра сравнительно с 10700K/10700KF имеет сниженные частоты и более «зажатый» теплопакет, так что и производительность должна быть более низкой. А учитывая, что реальные розничные цены на процессоры под LGA1200 пока еще выше рекомендованных в среднем процентов на 20, ценовая политика AMD еще более понятна. Хотя, конечно, компания все меньше и меньше похожа на «защитника обездоленных», но это объяснимо — так ей выглядеть приходилось лишь пока в ассортименте были только процессоры, которые можно было продавать исключительно дешево. Новые линейки такой проблемы лишены прямо со старта.

Особенно интересно сравнение выглядит «этажом выше» — тут масштабируемость «по ядрам» была на практике куда более слабой, чем в «однопроцессорных» линейках. 5900Х же «подрос» относительно 3900Х в той же степени, что и 5600Х к 3600 — и этого уже достаточно, чтобы обогнать былого флагмана линейки в виде 3950Х! В этой связи любопытно будет, разумеется, посмотреть на 5950Х. А почему летняя ХТ-линейка закончилась на 3900ХТ — тоже понятно: компания уже «знала» как будет работать Zen3, так что делать «калифа на час» ей было не интересно. Прямой конкуренции с процессорами Intel в этом сегменте вовсе нет — десятиядерный 10900K и ранее отставал от Ryzen 9. Сейчас он формально стал стоить дешевле того же 5900Х, а фактически компания выставила на него рекомендованную цену на уровне текущей реальной 10900K (какое коварство!) со всеми вытекающими. Включая и свободу ценового маневра при необходимости.

Фактически ничего не изменилось. Разве что можно проводить четкие параллели, что шесть «новых» ядер равны восьми «старым». Поэтому мы с нетерпением ожидаем появления на руках восьми «новых» — в т. ч. и в сдвоенной конфигурации. Тем более, что Intel в этой группе ранее можно было иногда присудить победу «по очкам» (т. е. без учета цен), так что понятно, что именно над такими нагрузками оптимизаторы у AMD работали наиболее активно.

Что верно и здесь. «По очкам» Core были впереди — так что лишь 3950Х мог «вырвать» формальную победу, но лишь небольшую и при существенно более высокой цене. Модификация микроархитектуры оказалась куда более эффективным мероприятием, чем наращивание количества ядер. Поэтому, кстати, возможность «прогнать» эти тесты на Ryzen 7 5800X мы ждем вообще с максимальным нетерпением — он может оказаться попросту лучшим выбором для работы с видео. Не самым быстрым — а оптимальным с учетом цены. А самые быстрые тут Ryzen 9 — уже без каких-либо оговорок.

«Удар на добивание» в чистом виде. Мы уже отмечали, что в этой группе программ и шесть ядер-то «с запасом», поэтому определяющим является их качество, а не количество. Та самая «однопоточная производительность» о невозможности которой так долго говорили меньшевики до выхода Zen2 делала лидерами разные Core — и количеством ядер тут ничего исправить было нельзя. В прошлом году роли радикально поменялись. А Zen3 — новый шаг на том же пути. Не менее результативный.

Противоположный случай — когда количество ядер сложно скомпенсировать их качеством. Хотя новинки пытаются это сделать — и небезуспешно. Но прирост производительности в каждой паре отличается — для «младших» линеек он явно больше, чем для «старшей». Хотя по большому счету так и должно быть — в «младшей» заодно сыграло и изменение компоновки: речь теперь идет о полностью монолитном дизайне с единой кэш-памятью (до последней же FineReader очень охоч). В «старшей» исчезает разделение внутри чиплета — но два чиплета остаются на месте, что сказывается. С другой стороны, в очередной раз вспоминается анекдот про похороны преферансиста: и так хватило. Да и для «младших» вообще актуальнее — в их случае еще можно говорить о какой-то прямой конкуренции «ядро в ядро», а у Ryzen 9 изначально есть фора в их количестве. Поэтому какое-то сравнение возможно лишь с Core i9 для LGA2066 — но не LGA1200: эта платформа в подобных сценариях априори аутсайдер.

Что забавно, в этих программах результаты сильнее улучшились как раз у старших моделей, хотя мы готовы были увидеть обратное — по описанным выше причинам. Но вообще все больше усиливается ощущение, что переделкой ядер тут большого эффекта не добьешься. Укрупнением ССХ, как видим, тоже. Хотя надо еще модели на восьмиядерных чиплетах протестировать — в их случае «открытия» вполне возможны. Но в предыдущем семействе было заметно, как производительность менялась практически скачками — вместе с емкостью L3. И в новом — пока подобное. Т. е. в первую очередь критична система памяти и задержки при доступе к ней. А с ними все как и ранее не слишком гладко. С другой стороны, сила солому ломит — Ryzen 9 и ранее все равно выходили на первые позиции, да и Ryzen 5 держались на уровне «своих» конкурентов. Теперь и их обходят. А что там с новыми Ryzen 7 — как уже сказано, нужно проверить. Возможно, что теперь-то «зазор» между семействами увеличится до тех

11%, что мы видели в паре Ryzen 3 3100/3300X — предпосылки к чему появились.

И в этой группе программ посмотреть на обновленный Ryzen 7 тоже будет интересно, поскольку кое в чем она похожа на предыдущую. А чем-то — на пред-предыдущую. Для Ryzen 5 же, равно как и для «младшего» Ryzen 9, дела здесь хорошо складывались и ранее, а теперь стало еще лучше, вплоть до прекрасного 🙂

В общем и целом, мы получили. нечто похожее на 19%, которые сама компания «намерила» для новой микроархитектуры. Не в точности, поскольку задачи поставить всех испытуемых в совсем равные синтетичные условия не было, да и сценарии у нас, мягко говоря, сильно отличаются (хотя пара приложений и пересекается) — но похоже на то. А такое улучшение сказывается всегда и везде — в отличие от экстенсивных методов, так что внутри «своего» ассортимента новые модели спокойно «убивают» предшественников более высокого ранга, так что повышение цен вполне оправданное. Ну и межфирменная конкуренция возвращается в какой-то степени к состоянию начала года. Не полностью, а частично — но близко к тому.

Энергопотребление и энергоэффективность

Что еще больше радует, новые процессоры AMD получились не только быстрее старых, но и экономичнее. Для Ryzen 5 это выражено в меньшей степени — а вот Ryzen 9 перестали быть «конкурентами» Core i9 в этом качестве, «опустившись» ближе к Core i7.

Соответственно, и энергоэффективность выросла. Причем окончательное слово еще не сказано — понятно, что лучшие чиплеты идут на «полные» конфигурации, а шестиядерные модели вынуждены «обходиться» чем попроще — в т. ч. и частичным браком. С другой стороны, за год и в количестве последнего могли быть изменения: недаром же сейчас компания готова «выкатить» 16-ядерную модель сразу, а не с задержкой на несколько месяцев.

Как уже было сказано в описании методики, сохранять «классический подход» к тестированию игровой производительности не имеет смысла — поскольку видеокарты давно уже определяют не только ее, но и существенным образом влияют на стоимость системы, «танцевать» нужно исключительно от них. И от самих игр — тоже: в современных условиях фиксация игрового набора на длительное время не имеет смысла, поскольку с очередным обновлением может измениться буквально все. Но краткую проверку в (пусть и) относительно синтетичных условиях мы проводить будем — воспользовавшись парой игр в «процессорозависимом» режиме.

Впрочем, и здесь есть на что посмотреть. Например, лидерство в «танчиках» или резкий прыжок Ryzen 5 в F1 2017. Старшую же модель явно что-то «держит». Хотя ничего аномального — компания, конечно, на рост игровой производительности делает серьезный акцент, но даже сама в своих материалах приводит примеры игр, в которых Ryzen 9 работает медленнее, чем Core i9-10900K. Или где новые процессоры стали быстрее старых всего процентов на 5. В общем, все сильно зависит от конкретных приложений, настроек, видеокарт и т. п. Поэтому после того, как у нас на руках «соберутся» все модели, мы планируем детальное изучение данного вопроса. Именно его и никакого более — для тех, кто желает разобраться досконально. Хотя понятно, что заниматься этим можно только из любви к искусству — на деле какие-то серьезные претензии можно было предъявлять только к Zen/Zen+. Да и относилось это разве что к такой специфической области, как Full HD-гейминг на 100+ FPS с топовой видеокартой. В более-менее приближенных к реальности ситуациях все очень быстро «упиралось» в видеокарту — даже с такими моделями. С прошлого года в основном и эта «проблема» отпала. Сейчас тоже улучшения есть — не везде и разные по величине, но водятся. По крайней мере, это можно утверждать точно: проверено.

Итого

Новая микроархитектура AMD является существенным шагом вперед — но эволюционным, а не революционным. Это можно расценивать двояко. С одной стороны, не случилось ничего принципиально нового — все тот же техпроцесс, все та же чиплетная компоновка в настольных моделях, все тот же набор периферийных интерфейсов. Просто компания устранила некоторые найденные узкие места — в т. ч. и ставший уже архаикой четырехъядерный «базовый блок» (который в своей время позволил разработать масштабируемую архитектуру, но быстро начал мешать многоядерным моделям — как раз самым интересным). В результате новые процессоры просто быстрее и экономичнее старых. Не так уж много — но и не так уж мало. Тем более, что чуть ранее в этом году AMD навела порядок с чипсетами для АМ4, что повысило привлекательность платформы в целом. Покупателям Zen2 год назад приходилось разрываться между полной функциональностью самих процессоров, которую можно было получить лишь при покупке новых плат на базе Х570 (стоивших дороже младших Ryzen 5) — и желанием сэкономить, реализующимся лишь при выборе «старых» чипсетов 300-й и 400-й линеек, в немалой степени устаревших еще на момент появления. Сейчас на рынке есть достаточное количество плат на А520 и В550 на любой вкус и кошелек, гарантированно совместимых и с Zen3. Но и любителей апгрейда не забыли — несмотря на первоначальные планы, в конечном итоге компания обещала поработать и над «прикручиванием» новых процессоров к B450 и X470. Понятно, что не для всех моделей плат это получится, а бета-версии прошивок в любом случае нужно будет использовать на свой страх и риск, но и такое решение намного лучше, чем ничего. Особо мнительные же пользователи смогут ограничиться сохранившимися в ассортименте, но продолжающими дешеветь Zen2. В этом плане сохранение все той же платформы стоит, скорее, приветствовать — нежели наоборот. Тем более, что и добавлять к ней по большому счету пока нечего. Равно как и используемый техпроцесс остается актуальным — некоторые (не будем показывать пальцем) до сих пор разработки шестилетней давности активно используют и все равно что-то путное нередко получается.

Вообще говоря, с точки зрения потребителя подобные эволюционные изменения обычно в наибольшей степени и полезны. Не нужно ничего срочно менять, не нужно переоценивать старые ценности, нет необходимости чего-то ждать. Платформа — есть, память, периферия и системные платы — есть, причем уже давно лежат в магазинах в широком ассортименте. Просто расширился сам по себе ассортимент процессоров — к хорошим моделям добавились еще более интересные. Архитектурно в первом приближении они аналогичны «хорошим», специфических программных оптимизаций тоже ждать не нужно. Причем и процессоры предыдущего поколения тоже никуда не исчезают, так что если новые по каким-то причинам не устраивают (например, из-за цены), то можно продолжать приобретать старые модели. А можно и заранее запланировать апгрейд (как некоторые любят): купить сегодня недорогую систему на базе Ryzen 5 3600 или даже Ryzen 3 3100 и «держать в уме» производительность Ryzen 9 5000, зная, что уж на такой-то процессор в перспективе перейти точно получится более ничего не меняя. С любой точки зрения — одни плюсы.

Обзор AMD Ryzen 5900X: «красные» снова на коне

Новые процессоры AMD который год радуют геймеров. Возвращение активной конкуренции между «красными» и «синими» не только заставило Intel выпускать что-то новое, но и снизило цены на рынке. Появление Zen 3 обещает решить последние проблемы архитектуры Zen и положить конец доминированию Intel в играх. Проверим?

Долгий путь к совершенству

Прежде чем говорить о новых процессорах и изменениях в микроархитектуре, придётся рассказать о проблемах прошлого поколения. Начнём с конкурента «красных». Процессоры Intel 10-й серии мало отличаются от Intel Core 6-го поколения: со времён появления Skylake «синие» наращивали производительность количественно, а не качественно. Добавили ядра, повысили мегагерцы, в третий раз оптимизировали техпроцесс. и попутно поменяли пару раз системный сокет, ведь пользователь должен платить за новинки. При этом, по сути, система не изменилась — те же ядра, PCI-E 3.0 и DDR4. Спасибо, что хотя бы перестали выдавать четырёхъядерники за вершину эволюции процессоростроения.

Правда, благодарить за это стоит AMD.

Появление первых версий Ryzen дало народу производительный и сравнительно недорогой восьмиядерник на консьюмерском сокете. Конечно, были недоработки, но от каждой обнаруженной проблемы AMD методично избавлялась в последующих обновлениях линейки. В итоге к 2020 году чуть более высокие fps в киберспортивных дисциплинах и гейминг в Full HD — едва ли не единственные сценарии использования десктопов, где Intel демонстрировала заметное преимущество над AMD.

Причины изменений в микроархитектуре

С игровым быстродействием всё неоднозначно. В случае хорошо оптимизированных ААА-релизов, поддерживающих многопоточный рендеринг, Ryzen и Intel Core выдавали сопоставимый средний fps. Тем не менее просадки фреймрейта, если они случались, были заметнее на «красной» платформе. Всё дело в чиплетной многоядерности, которую AMD выбрала для упрощения проектирования и производства процессоров на новой архитектуре. Например, восьмиядерник состоял из пары 4-ядерных модулей, а двенадцатиядерник — из трёх.

Второй проблемой игровой производительности стали максимальные частоты в одноядерном режиме. Процессоры AMD не могли угнаться за Intel. Чипы Ryzen было практически невозможно разогнать по максимальным частотам, куда охотнее система поднимала минимальные, равномерно распределяя нагрузку на все ядра. С рабочими приложениями подобный подход работал на ура — многопоточная нагрузка получала заметный прирост. Аналоги Intel, напротив, легко выдавали свыше 5 ГГц в одноядерном режиме. А значит, плохо оптимизированные задачи и старые или криво написанные игровые движки лучше работали именно на «синей» платформе.

Изменения и нововведения в Zen 3

Проблема с четырёхъядерными модулями, они же CCX (Core Complex), оказалась простой. Каждый такой блок обладал собственной кэш-памятью третьего уровня. Если вычислениям в одном CCX требовались результаты другого CCX, процессор хранил дубликат данных сразу в двух четырёхъядерных модулях, тратил драгоценные такты на копирование этой информации из одного блока в другой и так далее. Когда CPU был загружен на 100% чем-то серьёзным, например рендерингом видео или архивацией файлов, подобные недостатки практически не влияли на качество работы — результат вычислений нужен был не здесь и сейчас, а для чего-то большего. В играх же подобные задержки вызывали неприятные просадки fps.

Сейчас ситуацию решили радикально. Поскольку самый ходовой вариант — шестиядерники и восьмиядерники, один блок теперь содержит не 4, а 8 ядер и 32 МБ общего L3-кэша. При таком раскладе в большинстве случаев проблема данных в чужом сегменте памяти просто не возникнет: у мейнстримовых процессоров будет стоять один большой CCX. Да, у флагманских Ryzen 9 пара таких блоков, но это всё равно лучше, чем 3 или 4 модуля.

Чуть менее заметные по спецификациям, но тоже важные изменения произошли внутри структуры ядер.

В Zen 3 улучшили один из важнейших элементов процессора х86-64: так называемый предсказатель ветвлений — блок, который на основе статистики делает предположения по следующим вычислениям. Причём выполняет их, не дожидаясь момента, когда они потребуются. Вероятность предсказания высокая (больше 90%), так что зачастую чип не простаивает в ожидании задач, программы функционируют быстрее, пользователь счастлив. Ошибки же в предсказании приводят к сбросу всех результатов и повторным вычислениям, что сильно замедляет выполнение расчётов. Поэтому улучшение даже на десятые доли процента повышает коэффициент загрузки железа.

Попутно оптимизировали работу математической части CPU: избавились от обнаруженных за годы эксплуатации архитектуры Zen «бутылочных горлышек» — увеличили число исполняемых операций за такт там, где это требовалось, снизили задержки, улучшили операции по чтению/записи и тому подобное. Если сравнивать с процессором прошлого поколения, эти изменения дают огромный прирост: около 19% на той же тактовой частоте.

Но Zen 3 способен на большее. Потому что AMD разобралась с главными проблемами однопоточных вычислений — максимальной тактовой частотой и авторазгоном.

Современные чипы давно не работают на фиксированных гигагерцах. Для достижения наилучшей производительности в разных условиях система динамически перераспределяет питание и ресурсы внутри процессора, чтобы обеспечить и высокие частоты, и приемлемые температуры при пиковой нагрузке.

Инженеры Zen 2 пытались сыграть на этом свойстве, внедрив в CPU несколько точек мониторинга температуры и добавив функцию Precision Boost Overdrive. В теории она должна по-умному разгонять процессор, основываясь не только на показателях нагрузки, но и на тепловыделении различных зон внутри кристалла. Чуда не случилось: процессоры нагревались, как печки, зато быстродействие не повышалось. Поэтому про технологию забыли. До выхода Zen 3.

В Ryzen 5000 увеличили число точек мониторинга температуры и напряжений.

Система научилась не только кипятить процессор ради сомнительного прироста мегагерц, но и реально повышать частоты на лету — порой даже выше, чем заявлено в boost-спецификациях. С достойным охлаждением, разумеется.

В итоге модели Zen 3 оказываются до 30% шустрее на фоне предшественников с тем же количеством ядер. На бумаге. Так ли это на практике? Давайте выяснять. Для наиболее эффектного сравнения мы взяли два процессора буквально одного уровня: прошлогодний Ryzen 9 3900X (12 ядер, 24 потока) и свежий Ryzen 9 5900X (12 ядер, 24 потока). Сопоставлять производительность старого и нового Ryzen 7 в подобном исследовании несколько нечестно: у новой модели всего один CCX вместо двух у старой, поэтому мы бы не увидели, насколько эффективны улучшения в межкристальном взаимодействии. Здесь же всё сравнимо — оба процессора модульные. Итак, демостенд.

Процессоры AMD Ryzen 9 3900X
AMD Ryzen 9 5900X Материнская плата Gigabyte X570 AORUS Xtreme Оперативная память 32 GB DDR4 @ 3333 МГц CL17 Система охлаждения Супербашня Scythe Fuma Rev.B
Необслуживаемая СВО Aerocool Mirage L360 Накопитель NVMe SSD Samsung 970 Pro 2 TB Видеокарта GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition Блок питания BeQuiet DarkPower 850W Корпус Aerocool Quartz Pro

Начнём с простого — синтетических тестов. Увидеть полную нагрузку на процессоре можно разными способами, но лучше воспользоваться Cinebench R20. Трассировка лучей на CPU позволяет загрузить его на 100% как в мультипотоке, так и в однопоточном режиме — так можем сравнить прирост производительности во всех сценариях. Оба процессора функционируют на штатных частотах без разгона, СВО работает с выставленными на 60% оборотами вентиляторов и 100-процентной мощностью помпы.

Ryzen 9 3900X
Scythe Fuma Rev.B 6884 multi-core
509 single-core Ryzen 9 3900X
Aerocool Mirage L360 6890 multi-core
507 single-core Ryzen 9 5900X
Scythe Fuma Rev.B 8180 multi-core
626 single-core Ryzen 9 5900X
Aerocool Mirage L360 8389 multi-core
633 single-core

Второй бенчмарк — популярный архиватор 7z. Его тестовая нагрузка — тяжелейшее испытание для чипа: загружены все ядра разом, работает мультипоточность, энергопотребление системы предельное. Температуры взлетают моментально. Однако новый процессор не просто показывает больший счёт, но и не настолько сильно сбрасывает рабочие частоты.

Ryzen 9 3900X
Aerocool Mirage L360 Compressing 84 428 MIPS
Decompressing 128 166 MIPS Ryzen 9 5900X
Aerocool Mirage L360 Compressing 111 506 MIPS
Decompressing 168 241 MIPS

Наконец, проверим общую производительность системы с помощью утилиты 3D Mark TimeSpy. У неё есть выделенный CPU-бенчмарк и нагрузки, связанные с графикой. Так мы узнаем, оказывает ли влияние более мощный чип на скорость видеокарты, ну и получим отдельные цифры для процессорного теста.

Ryzen 9 3900X
Aerocool Mirage L360 14 028 балла
14 349 GPU
11 941 CPU Ryzen 9 5900X
Aerocool Mirage L360 14 464 балла
14 653 GPU
13 567 CPU

Изначально оба чипа тестировались с воздушным охлаждением Scythe Fuma Rev.B. Это отличная супербашня, результаты Ryzen 3000 с ней и с «водянкой» не отличаются. А вот Ryzen 5000 на «воздухе» хоть и оказался заметно быстрее предшественника, но не выдавал обещанных баллов в однопоточном режиме. Выяснилось, что Fuma Rev.B «оптимизирована» под Intel: имеет выпуклое основание.

Замена на «водянку» Mirage L360 от Aerocool моментально поставила всё на свои места — результат бенчмарка вырос, Ryzen 5000 сразу показал цифры, заявленные AMD на презентации.

Отсюда можно сделать вывод: увеличение энергоэффективности Zen 3 столь высоко, что в однопоточном режиме важна не просто максимальная теплоёмкость системы охлаждения, а качество контакта термораспределителя.

Логика следующая: при одинаковом прогреве всех ядер процессора до средней температуры неравномерный прижим радиатора к крышке не играет значительной роли. В случае же локального нагрева конкретного участка CPU важно как можно скорее отвести тепло от этой точки. Плоское основание кулера, обладающее хорошим контактом по всей площади крышки процессора, позволяет сделать это быстрее. А значит, процессор сможет достичь больших частот. Вот почему с «водянкой» штатный boost был на 50 МГц выше заявленного с завода, а на «кривом», но мощном воздухе не дотягивал до обещанных 4,9 ГГц — порой расхождение составляло 200-250 МГц.

Прирост производительности в реальных задачах

В качестве симуляции реальной нагрузки мы выбрали компиляцию игрового движка UE4 из исходных кодов. Вполне подходящий сценарий для 12-ядерного монстра. Для всех случаев выполняли по 3 прогона с минутной паузой между ними и очисткой результата компиляции. Разброс от замера к замеру составил менее 5 секунд, так что импровизированный бенчмарк можно назвать репрезентативным. В таблицу попал средний результат.

Ryzen 9 3900X
Aerocool Mirage L360 Сборка UE 4.0 — 19 минут 48 секунд Ryzen 9 5900X
Aerocool Mirage L360 Сборка UE 4.0 — 17 минут 11 секунд

Геймерскую производительность, как правило, тестируют в двух вариантах: однопользовательском и киберспортивном. Вряд ли кто-то будет покупать 12-ядерный чип для заруб в CS: GO и Apex Legends. Но поскольку AMD заявляет о превосходстве над Intel, грех не проверить. В обычных условиях также испытаем высокое разрешение на наилучших и средних настройках графики.

В случае максимальных пресетов мы проверим, как обстоят дела с просадками fps у 3900Х и современных моделей Intel. То есть так узнаем, повлияли ли изменения в микроархитектуре на главную проблему игровых сборок на Ryzen. Cредние же настройки (с упором на нагрузку CPU, а не видеокарты) в высоком разрешении потребуют большое число команд на отрисовку от процессора. Таким образом мы сравним чистую производительность новинки в играх на фоне предшественника — здесь уже должен увеличиться не минимальный, а средний fps.

Игры в FULL HD (1080p)
(среднее по 4 тайтлам) R9 5900X — 185 fps средний, 120 fps 1% худших кадров
R9 3900X — 135 fps средний, 97 fps 1% худших кадров
i9 10900K — 160 fps средний, 110 fps 1% худших кадров Игры в WQHD (1440p)
(среднее по 8 тайтлам) R9 5900X — 140 fps средний, 103 fps 1% худших кадров
R9 3900X — 120 fps средний, 86 fps 1% худших кадров
i9 10900K — 130 fps средний, 98 fps 1% худших кадров Игры в 4K (2160p)
(среднее по 8 тайтлам) R9 5900X — 128 fps средний, 101 fps 1% худших кадров
R9 3900X — 117 fps средний, 80 fps 1% худших кадров
i9 10900K — 121 fps средний, 90 fps 1% худших кадров

Результаты в таблице говорят сами за себя. Объединение ядер в более крупные кластеры, а также внутренние улучшения позволили процессорам серии Ryzen 5000 не только исправить ситуацию, но и лишить сборки на Intel последнего козыря.

Итоги

AMD Ryzen 5900X — потрясающий пример того, как многолетняя усердная работа может превратить аутсайдера в лидера рынка. Несколько лет назад все смеялись над «фуфыксами» и шутили про электровафельницу из процессоров FX 8350. А сегодня уже иронизируют над Intel. Процессорам 10-й серии нечего противопоставить новым AMD, кроме цены. У них нет поддержки современного PCI-Express, они проигрывают в энергоэффективности. А теперь ещё и уступают новинкам в однопоточном режиме. У Intel остаётся единственный выход — демпинговать.


AMD Ryzen 9 5900X — лучший 12-ядерник на рынке. С адекватной ценой, превосходной производительностью и поддержкой трендовых технологий. Конкурентов у чипа на рынке нет. Знаете, куда можно приложить мощь 12 ядер? Бегом заказывать!

[Обзор] AMD Ryzen 9 5900X — 12-ядерный монстр из “красного” стана

И как ему живется в дешевой B550-материнской плате

Немного больше недели назад ко мне прибыл процессор AMD Ryzen 9 5900X, и с того момента он находился в моем компьютере. Условия тестирования у этого “камня” из-за меня не самые лучшие, ведь установлен он в относительно дешевую материнскую плату Biostar B550 GTQ, фазы питания на которой выступают категорически против любых попыток повышения лимита потребления. К тому же охлаждается процессор относительно недорогим воздушным охлаждением Thermalright Macho Rev.B, а не “водянкой”. “Будет жарко” — подумал я изначально. “Нет” — ответил мне Ryzen, и за все время тестов температуру выше 81 градуса на нем я не видел.

И тут можно было бы подумать, что, вероятно, процессор просто урезал рабочие частоты дабы не перегреваться, но не тут-то было. За время включенного на 20-разовый повтор Cinebench R20 частота буста на все ядра составляла на старте 4310 МГц, а затем к концу проседала ближе к 4200 МГц. То есть да, троттлинг из-за температуры явно есть, но не настолько сильный, насколько ожидаешь от не самого лучшего охлаждения на 12-ядерном процессоре. Пиковое потребление R9 5900X, к слову, составляет 142 Вт, оно ограничено заводским лимитом. В однопоточном тесте процессор бустит ядро до 4,650 МГц.

В таком состоянии процессор набирает 8110 баллов в Cinebench R20, но хочется ведь больше, да? Потому я сначала потратил около часа на ковыряние с Ryzen Master и поиск оптимальных значений частоты на все ядра и напряжения. Итогом стали 4350 МГц при 1,15 В. В таких условиях температуры на процессоре проседают уже до 70 в пике, а потребление не превышает 110 Вт. Результат в Cinebench вырос на 271 балл в многопотоке, но просел в однопоточном тестировании. Итог приемлемый, но не идеальный для нашего сценария.

Также полностью стабильными оказались 4,5 ГГц при 1,225 В, но это все еще приводит к занижению однопоточной производительности. Дальнейшее повышение частот и напряжения уже выводит процессор за 142 Вт лимита потребления, а мой кулер и подсистема питания материнской платы этому не сильно рады. Потому я сразу перешел к наиболее интересному варианту увеличения производительности из всех (на самом деле есть еще один, CTR, но он по какой-то причине просто отказался определять процессор сколько бы я ни пытался его переубедить), и это Precision Boost Overdrive 2. PBO2 является фирменной фичей AMD и работает только на материнских платах с чипсетами 500 серии и процессорами Ryzen 5000, а это значит, что все звезды сошлись и пора проверить ее в действии. Настройки проведены максимально ленивые. Я отключил увеличение лимита потребления (PBO Limits — off), дабы процессор не пытался бустить себя к космическим значениям и, соответственно, греться сильнее, а затем оптимизацию кривой для всех ядер выставил в негативный режим на максимальное значение в 30. И тут лучше сразу увидеть результаты этих ленивых настроек.

Ядра бустятся до 4,5-4,53 ГГц вместо стоковых 4,3 ГГц, а однопоток и вовсе скачет между 4,9 и 4,95 ГГц. При этом в многопотоке температуры, потребление и напряжение на ядрах не изменились относительно стока, а вот однопоток стал прохладнее и кушает почти на 10 Вт меньше стока при значительно большей частоте. В таких условиях удалось добиться результатов стокового процессора под СЖО, что предлагаю считать успехом. В итоге именно с таким вариантом проводились все дальнейшие тесты.

Итак, AMD Ryzen 9 5900X представляет собой 12-ядерного 24-поточного монстра из семейства процессоров на архитектуре Zen3, которая построена на 7-нм техпроцессе TSMC. Релиз семейства Ryzen 5000 состоялся еще в конце прошлого года, но до меня один из представителей оного, как видите, доехал немного позже. К слову, возможно это и к лучшему. Сейчас нормализовалась ситуация на рынке процессоров и вы уже можете купить по рекомендованной стоимости Ryzen 5 5600X, 7 5800X и, собственно, по близкой к рекомендованной Ryzen 9 5900X. R9 5950X, к сожалению, все еще не очень досягаем.

Архитектура7 нм, AMD Zen 3
Ядра/потоки12/24
Кэш L2/L36 мб/64 мб
TDP105 Вт
Максимальная температура90 градусов

И раз я уже рассказал о потреблении и температурах, то до конца поделюсь характеристиками тестового стенда и перейдем к тестам.

  • Процессор: AMD Ryzen 9 5900X 4,5/4,9 ГГц.
  • Охлаждение процессора: Thermalright Macho Rev.B.
  • Материнская плата: Biostar B550 GTQ.
  • Оперативная память: 4х8 Гб 3600 МГц CL18.
  • Видеокарта: взятая у друга ASUS ROG Strix RTX 3080.
  • Блок питания: XPG Core Reactor 850.
  • SSD под системой: WD Green m.2 240 Гб.
  • SSD под играми: Samsung 860 EVO 500 Гб.
  • Корпус: Corsair 220T Airflow с пятью вертушками Noctua NF-P12.
  • Монитор: Viewsonic PG270.

Начнем, как водится, с бенчмарков. Cinebench R20 вы уже видели выше, потому в альбоме ниже прилагаю скриншоты от R23, теста памяти и кэша AIDA 64, CPU-Z, Corona и Geekbench 5.

И, разумеется, игры. Тем более что AMD на презентации Ryzen 5000 делали на них особый упор. К слову, все игры тестируются исключительно в 1440p и 2160p. Причина тому одна, покупать такого монстра для 1080p-монитора будет довольно странным вложением.

В Battlefield V (ультра, DX12, DXR, DLSS) получаем 130 кадров в секунду среднего и 97 1% при 1440p, а также 80 среднего и 62 1% при 2160p. Упор в видеокарту.

В Cyberpunk 2077 (ультра, RT ultra, DLSS качество) в 1440p получаем 60 кадров среднего и 51 1%. В 4K — уже 32 среднего и 28 1%, а потому переключаем DLSS в производительность если хотим больше кадров, но в данном обзоре в этом нет смысла, ведь упор все равно будет в видеокарту.

Call of Duty Warzone (ультра, DXR on) в 1440p получаем 120 кадров среднего и 101 1%, а в 4K включаем DLSS на “качество” и получаем 94 среднего фреймрейта и 74 1%. Упор в видеокарту.

DOOM Eternal радует 240 кадрами в секунду среднего и 180 1% при 1440p-разрешении и 164/131 при 4K. Упор в видеокарту.

Red Dead Redemption 2 тоже упирается в видеокарту. В 1440p это происходит при 107 кадрах в секунду среднего фреймрейта и 77 1%, а в 4K при 74 и 60 соответственно.

Выводы

AMD Ryzen 9 5900X — отличный процессор, который обеспечивает феноменальную производительность, сохраняя при этом относительно холодный рассудок (в играх больше 68 градусов не было) и не нуждаясь в дополнительной электростанции у дома (142 Вт лимита, а в играх и вовсе в районе 90 Вт). Мой сценарий тестирования с бюджетной материнской платой и бюджетным охлаждением не выглядит особо реалистичным, но даже в такой ситуации процессор держит частоты выше, чем заявлено самой компанией AMD на постоянной основе.

Единственное, что хочется отметить, так это избыточность 12 ядер в играх на данный момент. Возможно, в будущем и появятся игры, которые способны нагрузить такое чудовище, а также видеокарты, которые не будут при этом бутылочным горлышком для процессора, но этот день еще не настал.

Хотелось бы, конечно, протестировать этот процессор в паре с видеокартой AMD RX 6900 XT, но достать таковую не удалось, да и слишком богатых друзей, что могли бы позволить себе подобное приобретение сейчас, у меня не нашлось.

В общем и целом, к приобретению Ryzen 9 5900X я могу смело рекомендовать, но настаиваю на том, что для игр он очень избыточен и в чисто игровую сборку разумнее будет приобрести R7 5800X.


источники:

http://www.ixbt.com/platform/amd-ryzen-5-5600x-ryzen-9-5900x-am4-test.html

http://4pda.to/2020/12/06/379091/

http://www.goha.ru/obzor-amd-ryzen-9-5900x-12-yadernyj-monstr-iz-krasnogo-stana-xRWynX