Страница 1: Тест и обзор: AMD Ryzen 7 3700X и Ryzen 9 3900X

amdryzen93900xСегодня, наконец, настал тот день, когда AMD провела масштабную атаку. Архитектура Zen 2 позволила AMD догнать конкурента Intel. С процессорами Zen, Zen+ и платформой AM4 AMD готовила последние два года почву для прорыва. И теперь все готово. Посмотрим, как восьмиядерный процессор Ryzen 7 3700X и 12-ядерный Ryzen 9 3900X покажут себя по сравнению с конкурентами Intel.

Как теперь уже известно, у AMD были весьма амбициозные планы. Архитектура Zen была не разовым событием, с самого начала на ее основе были запланированы несколько поколений, каждое из которых преследовало свои цели с учетом ожидаемых технологий производства. Когда архитектура Zen 2 планировалась в 2015 году, целью был техпроцесс 7 нм. Но в то время еще не было понятно, получится на него перейти или нет. Zen 2 разрабатывалась как серверная архитектура с низкими тактовыми частотами, поэтому и дизайн у нее соответствующий. Что мы как раз увидим со вторым поколением процессоров EPYC в конце лета, которые будут предлагать до 64 ядра.

Но позднее AMD обнаружила, что процессоры могут работать на существенно более высоких частотах. Поэтому Zen 2 вполне хорошо подошла и для настольных процессоров Ryzen. Какой был альтернативный план, AMD не пояснила.

У процессоров Ryzen 3000 следует отметить три ключевых особенности.

Для архитектуры Zen 2 AMD выставила ряд целей, которые должны были увеличить IPC на 8-10%. Впрочем, в 2015 году было сложно представить, смогут ли они наверстать отставание от Intel. В конечном итоге удалось добиться 15%, причины следующие:

  • Фронтальная часть конвейера стала более сбалансированной
  • Кэш микроопераций увеличился - в нем можно хранить больше декодированных инструкций и повторно использовать
  • Было улучшено предсказание ветвлений
Обзор новых процессоров Ryzen
  Ядра/ потоки Базовая частота/Boost Кэш L3 Кэш L2 TDP Цена
Ryzen 9 3950X 16 / 32 3,5 / 4,7 ГГц 64 MB 8 MB 105 Вт 749 USD
Ryzen 9 3900X 12 / 24 3,8 / 4,6 ГГц 64 MB 6 MB 105 Вт 529 евро
Ryzen 7 3800X 8 / 16 3,9 / 4,5 ГГц 32 MB 4 MB 105 Вт 429 евро
Ryzen 7 3700X 8 / 16 3,6 / 4,4 ГГц 32 MB 4 MB 65 Вт 349 евро
Ryzen 5 3600X 6 / 12 3,8 / 4,4 ГГц 32 MB 3 MB 95 Вт 265 евро
Ryzen 5 3600 6 / 12 3,6 / 4,2 ГГц 32 MB 3 MB 65 Вт 209 евро
Ryzen 5 3400G 4 / 8 4,2 ГГц 65 Вт 159 евро
Ryzen 3 3200G 4 / 4 65 Вт 106 евро

На мероприятии Next Horizon Tech Day в начале июня были подтверждена информация о том, что процессор Ryzen с 16 ядрами все же появится. Он будет называться Ryzen 9 3950X, базовая частота составит 3,5 ГГц, в режиме Boost она будет увеличиваться до 4,7 ГГц. В результате мы получаем самый быстрый процессор Ryzen по частоте Boost. Тепловой пакет процессора составил те же 105 Вт. CPU Ryzen 9 3950X выйдет в сентябре. Все остальные процессоры, как и соответствующие материнские платы, появятся после 7 июля.

На тесты мы получили процессор Ryzen 9 3900X с 12 ядрами. Базовая частота составляет 3,8 ГГц, в режиме Boost мы получаем уровень "всего" 4,6 ГГц. Тепловой пакет (TDP) - 105 Вт. Процессор Ryzen 7 3800X относится к массовому рынку. Он предлагает восемь ядер на 3,9 ГГц или 4,5 ГГц, соответственно. Кристалл Valhalla здесь только один, поэтому кэш L3 уполовинен до 32 Мбайт. TDP составляет те же 105 Вт.

Процессор Ryzen 7 3700X - более экономичен, его мы как раз сегодня и тестируем. Тактовые частоты составляют 3,6 и 4,4 ГГц, соответственно, объем кэша идентичен Ryzen 7 3800X. У данной модели AMD уменьшила TDP до 65 Вт. Ryzen 5 3600X - первая модель с шестью ядрами на тактовых частотах 3,8 и 4,4 ГГц, соответственно. Кэш L2 уменьшен до 3 Мбайт, поскольку активны только шесть ядер. Кэш L3 идентичен - 32 Мбайт. Ryzen 5 3600X дает больше пространства по маневру, поскольку тепловой пакет составляет 95 Вт.

Процессор Ryzen 5 3600 относится к начальному уровню. Он предлагает шесть ядер на частотах от 3,67 или 4,2 ГГц, соответственно - то есть чуть меньше 3600X. Тепловой пакет составляет 65 Вт. Позднее наверняка выйдут процессоры Ryzen 3. На данный момент официально объявлены шесть процессоров, пять доступны с сегодняшнего дня.

Все процессоры опираются на платформу AM4, вернее, на одноименный сокет. Подробности были раскрыты AMD на Computex. Среди прочего, процессоры Ryzen третьего поколения предлагают 24 линии PCI Express 4.0. Четыре зарезервированы для подключения чипсета. Остаются 16+4 линий для видеокарты и других устройств, таких как SSD. Официально поддерживается память DDR4-3200, однако память с CPU третьего поколения может работать в разгоне и на более высоких частотах по сравнению с предыдущим поколением.

Чипсет производится по 14-нм техпроцессу и имеет ту же структуру, что и кристалл ввода/вывода в составе процессоров. В результате AMD может выпускать чип для использования в разных сценариях. Но кристалл ввода/вывода CPU все же производится по 12-нм техпроцессу и играет основную роль в работе с компонентами, если можно так выразиться. В чипсете же используется 14-нм кристалл ввода/вывода. И некоторые компоненты, такие как контроллеры памяти, в чипсете просто не задействованы.

Ниже представлены различия в размере кристаллов и числе транзисторов поколений Zen.

Сравнение техпроцесса

Площадь кристаллаЧисло транзисторов
Zen (Zeppelin) 212 мм²4,8 млрд.
Zen+ (Zeppelin) 212 мм²4,8 млрд.
CCD 74 мм²3,9 млрд.
IOD 125 мм²2,09 млрд.
Zen 2 (Valhalla) 2x CCD+IOD

199 мм²

5,99 млрд.

Выше сравнивался кристалл с восемью ядрами. В случае Zen и Zen+ используются кристаллы Zeppelin. Площадь составляет 212 мм², число транзисторов - 4,8 млрд.

Кристалл CCD (Core Complex Die) на архитектуре Zen 2 имеет размер 74 мм² и содержит 3,9 млрд. транзисторов. Также в упаковке присутствует кристалл IOD (I/O die) площадью 125 мм² с 2,09 млрд. транзисторов. Поэтому для процессоров Ryzen 5 или Ryzen 7 с восемью или шестью ядрами мы получаем суммарную площадь 199 мм² и 5,99 млрд. транзисторов. Кристаллы на архитектуре Zen 2 чуть меньше, но в паре с IOD мы получаем более чем на миллиард транзисторов больше. У процессоров Ryzen 9 с 12 или 16 ядрами суммарная площадь составляет 273 мм², число транзисторов - 9,89 млрд.

Конечно, будут и дальнейшие расширения. Процессор EPYC с восемью CCD и IOD (если он будет идентичен для серверных процессоров) соответствует площади 717 мм² и 33,29 млрд. транзисторов. Для сравнения: процессор Cascade-Lake SP с 28 ядрами занимает площадь 694 мм² и содержит порядка 8 млрд. транзисторов.

Что такое Thermal Design Power?

Мы уже много раз упоминали термин Thermal Design Power (TDP) или тепловой пакет, поэтому стоит пояснить его значение применительно к процессорам Ryzen. TDP - не синоним энергопотребления процессора. TDP процессоров AMD рассчитывается по следующей формуле:

TDP (Вт) = (tCase (°C) - tAmbient(°C)) / (HSF Θca)

  • tCase – это максимальная температура на кристалле/распределителе тепла, которой может достигать процессор для максимальной производительности
  • tAmbient - максимальная температура воздуха, который может получать вентилятор кулера HSF (Heat Sink Fan) для максимальной производительности
  • HSF Θca задается в °C/Вт и соответствует минимально необходимой производительности кулера по отведению тепла.

Для Ryzen 9 3900X формула выглядит следующим образом:

(61,8 °C - 42 °C) / 0,189 °C/Вт = 104,76 Вт

AMD определила значение HSF Θca 0,189 как оптимальное по результатам многочисленных тестов.