Тестирование процессора AMD Ryzen 9 7950X для платформы АМ5

Первые процессоры Ryzen на базе архитектуры Zen компания AMD выпустила еще в 2017 году — именно они позволили им вернуться в борьбу на рынке процессоров, а не оставаться производителем бюджетных и менее производительных вариантов. За пять лет вышло уже несколько поколений Ryzen и все они были достаточно конкурентоспособными и предлагали как рост производительности, так и все большую функциональность — в том числе за счет освоения более продвинутых технологий производства. В целом, переход на новый техпроцесс у AMD занимает примерно два года, но не каждые два: Zen появился в начале 2017, затем Zen 2 вышли в середине 2019 с переходом с 14 нм на 7 нм, далее был Zen 3 в конце 2020, после чего наконец последовал Zen 4 ближе к концу 2022 — переход от 7 нм к 5 нм.

Соперничать с Intel все это время было непросто, тем более что конкуренты в прошлом году смогли выпустить сразу два новых семейства: Rocket Lake и Alder Lake, и последние были несколько более интересными, по сравнению с семейством Ryzen 5000, особенно по производительности в играх. Тем интереснее будет сравнение конца 2022 года, к которому обе компании выпустили новые процессоры для настольных ПК. Причем в этот раз некоторое преимущество должна перехватить AMD, предлагая не только улучшенную архитектуру и один из лучших на сегодня техпроцессов, но и новую платформу AM5 с поддержкой DDR5-памяти и PCIe 5.0.

Выхода нового поколения ждали все энтузиасты, это действительно полноценное обновление линейки настольных процессоров AMD, от которого многие ждали серьезного шага вперед. Конечно, выход первого поколения Ryzen ничто перебить не может в принципе, но в случае с Ryzen 7000 мы получаем полностью новую платформу с измененным процессорным разъемом Socket AM5, поддержкой нового типа памяти и шины PCIe пятой версии, а также более мелкими нововведениями. Шаг весьма серьезный, так как это еще и первая смена процессорного разъема для Ryzen — предыдущие поколения могли использовать старые системные платы, чем многие и пользовались при модернизации своих систем. Но кардинальная смена разъема стала необходима именно из-за столь обширных изменений в возможностях новой платформы, поддерживать которую AMD также планирует несколько лет.

Еще в конце августа компания раскрыла подробную информацию о новом семействе настольных процессоров Ryzen 7000, объявив первые четыре модели, предназначенные для ценовых сегментов от среднего до верхнего, а уже в конце сентября AMD выпустила их в продажу. По понятным причинам, до нашего рынка они шли еще какое-то время, и сегодня мы наконец-то ознакомимся с наиболее производительной моделью линейки — 16-ядерным Ryzen 9 7950X. Главным соперником для нее станет Core i9-13900K, вышедший на рынок чуть позже — эти модели являются флагманскими в линейках двух компаний, и по ним можно сделать определенные выводы, подходящие для остальных моделей соответствующих семейств.

Семейство процессоров Ryzen 7000

Вкратце рассмотрим выпущенные в первой волне модели процессоров, и начнем с топового Ryzen 9 7950X, который имеет 16 ядер новой микроархитектуры Zen 4, в которой нам было обещано улучшение как однопоточной, так и многопоточной производительности. В достижении первой цели Ryzen 9 7950X поможет высокая тактовая частота — при 4,5 ГГц базовой частоты, максимальная может достигать приличных 5,7 ГГц, что является рекордом на момент анонса этой модели. Но архитектура Zen 4 отличается вовсе не только увеличенной тактовой частотой, в ней есть много нового, в том числе повышенное количество исполняемых инструкций за такт (IPC) в среднем на 13%, появилась поддержка набора инструкций AVX-512, увеличен объем кэш-памяти и т. д. — так что Zen 4 берет далеко не только тактовой частотой.

Что касается многопоточности, то тут изменений меньше: всё те же 16 ядер и 32 потока, но AMD смогла улучшить характеристики своих новых процессоров при помощи архитектурных улучшений и возможности работы на повышенных частотах при увеличенном уровне энергопотребления. В том числе для последнего и понадобился сам переход на новую платформу с разъемом AM5 — она позволила повысить уровень TDP до 170 Вт в случае топовых моделей, включая Ryzen 9 7950X — это на 65 Вт больше, чем TDP для лучших моделей прошлой линейки Ryzen 5000. Так что от новинки мы ждем явных улучшений по всем показателям, пусть и с увеличением энергопотребления и тепловыделения.

Кроме топовой модели, в продажу поступили еще три: Ryzen 9 7900X, Ryzen 7 7700X и Ryzen 5 7600X, и вскоре мы рассмотрим младшие две, как наиболее доступные и достаточно мощные. Семейство процессоров Ryzen 7000 традиционно предлагает несколько основных моделей с 6, 8, 12 и 16 ядрами, первые два из которых используют два чиплета, а последние — три (два CCD и IOD). Поначалу AMD решила выйти с новым поколением в верхний ценовой сегмент, чтобы снять сливки, но совсем скоро последуют и более простые модели, имеющие чуть менее впечатляющие характеристики. А также и более производительные, заточенные под игры — их мы также обязательно рассмотрим по возможности.

Модель Ryzen 9 7900X имеет привычные 12 ядер и повышенный до 170 Вт уровень энергопотребления, а по сравнению с 7950X у него даже чуть выше базовая частота — 4,7 ГГц, а вот максимальный уровень снижен до 5,6 ГГц. Предназначенная для среднего ценового диапазона модель Ryzen 7 7700X может понравиться большому количеству пользователей, так как она неплохо сбалансирована по соотношению возможностей и цены — этот процессор имеет восемь ядер, базовую частоту в 4,5 ГГц и максимальную, достигаемую при активной работе лишь одного ядра — 5,4 ГГц. Неудивительно, что эта модель потребляет уже более привычные 105 Вт, так как кристаллов то в ней меньше. Ну и еще одна, (пока что) самая дешевая модель — Ryzen 5 7600X, имеет шесть ядер Zen 4, базовую частоту 4,7 ГГц и турбо-частоту в 5,3 ГГц. Уровень TDP для нее также установлен в 105 Вт. Для удобства основные характеристики сведены в таблицу (российских цен не существует, их определяет рынок, поэтому берем североамериканские):

Семейство процессоров AMD Ryzen 7000
Модель Ядер и
потоков
Базовая
частота, ГГц
Турбо-
частота, ГГц
L2-кэш,
МБ
L3-кэш,
МБ
TDP, Вт Цена, USD
Ryzen 9 7950X 16/32 4,5 5,7 16 64 170 699
Ryzen 9 7900X 12/24 4,7 5,6 12 64 170 549
Ryzen 7 7700X 8/16 4,5 5,4 8 32 105 399
Ryzen 5 7600X 6/12 4,7 5,3 6 32 105 299

По сравнению с предыдущей линейкой Ryzen 5000, все новые модели CPU имеют заметно более высокую рабочую частоту, как базовую (условно — многопоточную), так и турбо-частоту (условно — однопоточную), так что уже одно это должно обеспечить приличный рост производительности. А вот количество ядер в моделях для аналогичных ценовых сегментов не увеличилось, так что все приросты в многопоточном режиме будут обеспечены за счет архитектурных улучшений и увеличения частоты, при которой процессоры смогут работать. К слову, главный соперник ранее сделал некоторые архитектурные изменения в своих новых процессорах, которые дали ему потенциальное преимущество по многопоточной производительности, так что новым Ryzen может быть непросто в конкурентной борьбе.

Об архитектурных улучшениях мы еще поговорим во всех подробностях, а вот приросту частоты линейка Ryzen 7000 во многом обязана производству на более продвинутом 5-нанометровом техпроцессе TSMC по сравнению с 7-нанометровым для Ryzen 5000. Во многом именно это изменение и дало возможность повышения частот даже при том же уровне TDP, если брать схожие по характеристикам модели Ryzen 7 7700X и Ryzen 7 5800X, имеющие одинаковое количество ядер. А пиковая многопоточная производительность новых CPU будет выше за счет повышения TDP до 170 Вт у старших моделей, которые смогут поддерживать более высокую частоту, по сравнению с предыдущим поколением Ryzen.

Конечно, в этом же заключается и минус новых топовых моделей CPU — они потребляют больше аналогов из семейства Ryzen 5000. Соответственно, они требуют большего внимания к системе питания и охлаждения, которую нужно подбирать с учетом повысившегося уровня TDP. Тем более что уровень максимальной рабочей температуры для Ryzen 7000 при работе технологии повышения производительности Precision Boost Overdrive повышен до 95 °C, так что для достижения высокой производительности кулер для топовых CPU нужно подбирать соответствующий — об этом мы также еще поговорим.

Новая платформа и процессорный разъем AM5

Хотя наибольший интерес при анонсе нового поколения CPU обычно вызывают топовые модели процессоров и микроархитектурные изменения, в случае семейства Ryzen 7000 очень большой шаг совершила сама платформа в целом. Предыдущая AM4 существует шесть лет, и за прошедшее время очень многое изменилось, в том числе и в процессорах AMD, и назрели глобальные изменения. Основными улучшениями AM5 можно считать добавление поддержки быстрой памяти нового стандарта — DDR5, увеличение показателей максимального энергопотребления, важного при многопоточных нагрузках для топовых CPU, а также улучшенную поддержку дополнительных устройств, подключенных по шине PCIe и портам USB. Вот все эти изменения и подтолкнули AMD к переходу на новый процессорный разъем с увеличенным количеством контактов.

Заметна даже визуальная разница между AM4 и AM5, ведь сменилось расположение контактов, соединяющих процессор и системную плату. AMD перешли от корпусов PGA, имеющих на своем борту массив контактов, к LGA, имеющих контактные площадки, а новый разъем для таких процессоров содержит множество подпружиненных контактных ножек. Конкурент перешел на такое исполнение уже несколько лет назад, настало время и Ryzen. Плюсы и минусы перехода известны давно: LGA позволяет использовать большее количество контактов на той же площади — это важно для AM5, имеющего 1718 контактов, в отличие от 1331 контакта у AM4 — и это при том же размере упаковки процессора.

Также для производителя процессора хорошо, что нежные ножки с дорогого чипа переходят на обычно несколько менее дорогую (да еще и производящуюся сторонней компанией) системную плату. То есть, ремонтники теперь и в случае процессоров Ryzen будут исправлять не ножки на процессорах, а контактные площадки в разъемах на платах. Еще один плюс в том, что улучшился механизм закрепления процессора в разъеме, по сравнению с разъемами ZIF (нулевое усилие вставки), использовавшихся многие годы для CPU, процессоры в LGA теперь гораздо надежнее закреплены в разъеме, что тоже немаловажно. Наверняка многие читатели сталкивались с вытаскиванием Ryzen предыдущих семейств из разъема вместе с системами охлаждения, склеенными между собой термопастой — теперь это исключено.

Самое время поговорить о системах охлаждения — нужны ли новые модели, раз все изменилось? AMD утверждает, что несмотря на столь большие изменения в платформе, большинство кулеров для разъема AM4 подойдут и в случае нового процессорного разъема AM5, что является отличным ходом, так как модернизирующие свои системы могут сохранить и кулер, а не искать в спешке новую и явно редкую модель. Но тут есть один нюанс, как говорится... Системы охлаждения с AM4-совместимостью подходят для AM5 не все, а только те, которые используют родное крепление и заднюю подложку самой AMD, а не свои собственные крепления, как это часто бывает в продвинутых воздушных кулерах и системах жидкостного охлаждения. Но всё же, совместимые с AM5 кулеры есть, и это очень хорошо.

Большая часть контактов в новом AM5 ушла на питание процессора — платформа AM4 обеспечивала CPU мощностью до 105 Вт (максимально возможное значение — 142 Вт), и хотя это вполне преодолимый предел при разгоне, но для долговременной и надежной работы подобный вариант не подходит. Поэтому в AM5 реализовали значительно большую мощность, передаваемую процессору через разъем — при официальном значении для топовых моделей в 170 Вт, общее максимальное значение достигает 230 Вт, это более чем в полтора раза выше, чем у AM4. В AMD сразу решили выпустить топовые модели с максимальным потреблением — рассматриваемый сегодня Ryzen 9 7950X имеет уровень TDP в 170 Вт, и приличная доля прироста его производительности в многопоточных приложениях стала возможной именно из-за этого — предыдущие поколения упирались в максимальное потребление (если не отвязать его в настройках BIOS) и не могли раскрыть возможности всех ядер. И так как платформа AM5 спроектирована с учетом будущего выхода еще более мощных многоядерных процессоров в следующих поколениях Ryzen, то число ядер в будущем наверняка превысит нынешний максимум.

По понятным причинам все это ведет и к ужесточению требований к системе охлаждения. Для топовых процессоров моделей Ryzen 9 7900X и 7950X, имеющих по два кристалла CCD и 12-16 ядер, AMD рекомендует применять системы водяного охлаждения с 240 мм радиаторами или больше. Воздушные кулеры подойдут разве что для процессоров с меньшим количеством ядер и потреблением в 105 Вт — как у предыдущих Ryzen для разъема AM4. Конечно, можно поставить хороший воздушный кулер и на 7950X, но это должен быть действительно достойная модель — с производительными вентиляторами и объемным радиатором — далеко не все из них справятся с охлаждением новых топовых процессоров AMD, как показывает практика.

При росте максимального энергопотребления и тепловыделения, в AMD больше внимания обратили на технологии управления энергопотреблением, которые повышают потребление только при необходимости. Для этого используются технологии из мобильных версий Ryzen 6000, к примеру — Scalable Voltage Interface 3 (SVI3), более точно и быстро управляющий напряжением, которое требуется процессором. Это высокоскоростной двунаправленный протокол между CPU и регуляторами напряжения, позволяющий процессору лучше управлять большим числом фаз VRM на системных платах, а также отслеживать их состояние, передачу питания и температуру, что позволяет менять характеристики управления питанием быстрее и агрессивнее. У новых процессоров также есть большее количество состояний питания, в которых они могут находиться, что позволяет использовать VRM в оптимальном режиме — вроде отключения некоторых фаз, питающих процессор, если они не нужны, это повышает энергоэффективность и снижает потребление при низкой вычислительной нагрузке.

Питание к процессору с разъемом AM5 поставляется по трем регулируемым шинам питания, а не по двум, как в случае AM4. Вычислительные и графическое ядра имеют общую шину, есть отдельная шина для питания остальной части кристалла ввода-вывода IOD, и третья шина — VDD, обеспечивающая питание соединений GMI/Infinity Fabric и другие мелкие блоки. Есть также фиксированные шины для памяти, 3,3 В и т. д.

Поддержка PCIe 5.0 и периферии

Поддержка возможностей ввода-вывода в виде портов и шин — это еще одна сфера, на которую потратили дополнительные контакты AM5. Хотя у AM4 и так немалые возможности по системе ввода-вывода (24 линии PCIe, три дисплея и четыре порта USB 3.1 Gen 1 — они же Superspeed USB), AMD решили увеличить количество поддерживаемых устройств ввода-вывода, предлагаемое новой платформой. Процессоры для разъема AM5 обеспечивают работу уже 28 линий PCIe и, что куда важнее, поддерживаются линии PCIe 5.0, удваивающие пропускную способность до 4 ГБ/с на линию (общая пропускная способность PCIe составляет 112 ГБ/с в каждом направлении). Дополнительные линии PCIe предназначены для NVMe-накопителей — они обеспечивают второе подключение PCIe x4 для второго NVMe-накопителя, но можно использовать их и для слота PCIe 5.0 x4, если появится такая необходимость. В остальном, почти как у AM4 — 16 линий PCIe для слота(ов) PCIe и 4 линий для подключения чипсета.

Обновленный разъем с большим количеством контактов имеет поддержку четырех портов USB 3.1 Gen 1 и одного порта USB 2, три из портов USB 3 можно использовать в виде разъемов USB Type-C, а в AM4 используются только Type-A. Так что процессоры AM5 управляют тремя портами USB 3.1 Type-C, одним портом USB 3.1 Type-A и портом USB 2. А вот в поддержке SATA произошло даже некоторое ухудшение характеристик — процессоры AM4 сами по себе поддерживают сочетание накопителей NVMe и SATA, а вот у процессоров AM5 нет встроенной поддержки SATA и ее нужно обеспечивать при помощи чипсета.

Интересно, что хотя инженеры AMD сделали поддержку PCIe 5.0 в процессорах, существующие чипсеты ограничены поддержкой PCIe 4.0 и не используют возможности CPU по удвоенной пропускной способности связи между процессором и чипсетом. По сравнению с версией 4.0, новая 5.0 накладывает более строгие требования к целостности сигнала и поэтому реализация PCIe 5.0 обходится производителям дороже. Да и не нужна пока что настолько высокая пропускная способность, и поэтому, хотя процессоры AM5 поддерживают PCIe 5.0, но в основном будет использоваться PCIe 4.0 даже в топовых решениях.

Поддержка PCIe 5.0 имеет смысл для будущих NVMe-накопителей и видеокарт следующих поколений. Появление первых ожидается в ближайшие месяцы, они теоретически могут превысить скорость передачи данных выше ограничений PCIe 4.0. Что же касается видеокарт, то их придется ждать заметно дольше — вышедшие недавно первые видеокарты серий AMD Radeon RX 7000 и Nvidia GeForce RTX 40 новую версию PCIe 5.0 не поддерживают, как и немногочисленные модели видеокарт компании Intel. Так что вполне можно пересидеть на 4.0 еще пару-тройку лет.

Произошли некоторые изменения и в поддержке дисплеев платформой AM5 — если AM4 поддерживает подключение до трех дисплеев, то новая платформа способна выводить изображение уже на четыре монитора. AM5 предлагает один выделенный выход (его обычно делают в виде порта HDMI) и еще три выхода, доступные через три порта USB Type-C — в виде альтернативного режима DisplayPort. А уж производители системных плат сами решают, как им реализовать эти порты USB-C — в виде физических портов USB-C или как выходы DisplayPort. Также в AM5 реализована интересная технология гибридной графики из мобильных решений, когда видеовыходы работают и от встроенной графики и от дискретной видеокарты — примерно как в ноутбуках, где технология используются для отключения более мощного дискретного GPU при отсутствии большой нагрузки.

Чипсеты новой платформы: X670 и B650

Для поддержки новой платформы AM5 и обеспечения своих процессоров системными платами, компания AMD сразу представила и четыре новых чипсета, разработанных компанией ASMedia, которая также вела работы и над предыдущими чипсетами для процессоров Ryzen. Ну, почти четыре: это B650 и X670, а также их «экстремальные» варианты B650E и X670E. Топовый чипсет X670E имеет поддержку PCIe 5.0 для графического слота и NVMe-накопителей, а обычный X670 лишен поддержки PCIe 5.0 для графики в пользу более привычного PCIe 4.0. На практике этого не почувствовать никак, по крайней мере пока что, до появления соответствующих видеокарт, поэтому чипсеты можно считать условно одинаковыми. Но экстремальные нацелены на перспективу.

Семейство чипсетов
  X670E X670 B650E B650
PCIe от CPU на графику 5.0 4.0
(5.0 опция)
5.0 4.0
(5.0 опция)
PCIe от CPU на NVMe минимум один PCIe 5.0
Всего линий PCIe от CPU 24
Всего линий PCIe от чипсета 12 × PCIe 4.0 и 8 × PCIe 3.0 8 × PCIe 4.0 и 4 × PCIe 3.0
USB порты 10 Гбит/с 4 от CPU и 12 от чипсета или
4 от CPU и 8(10) от чипсета и 2(1) чипсетный 20 Гбит/с
4 от CPU и 6 от чипсета или
4 от CPU и 4 от чипсета и 1 чипсетный 20 Гбит/с

Обе версии чипсетов обеспечивают достаточно большое количество PCIe-линий и USB-портов, чипсеты B650 имеют чуть меньшую функциональность по PCIe и USB, зато системные платы на их основе стоят заметно дешевле. Интересно, что и у менее дорогого чипсета также есть свой экстремальный вариант B650E — с тем же отличием в виде PCIe 5.0 и для графического разъема и для NVMe-накопителя, а у обычной версии для графики используется PCIe 4.0. Во время запуска продаж были доступны только системные платы на чипсете X670, а B650 появились позднее — в октябре.

Чипсет B650 предлагает восемь линий PCIe 4.0, которые могут быть направлены на обслуживанием слотов PCIe или дополнительных периферийный устройств, вроде сетевых адаптеров, связь между чипсетом и CPU также версии 4.0. В этом явное улучшение по сравнению с чипсетом B550, который во всех случаях был ограничен PCIe 3.0 — даже при том, что процессоры семейств Ryzen 3000 и 5000 поддерживали PCIe 4.0. Так что B650 обеспечивает большую общую пропускную способность для работы периферийных устройств, по сравнению с предшественником.

Схема чипсета B650(E)

Поддерживаются и четыре линии PCIe 3.0, которые используются вместе с портами SATA, так что можно использовать их как четыре линии PCIe или как две линии и два порта SATA, ну или в виде сразу четырех портов SATA. Выделенные порты SATA на новых чипсетах исчезли совсем, и системным платам всегда приходится использовать линии PCIe для работы таких портов, и в случае B650 получается на пару портов SATA меньше, так как максимальное количество портов SATA для него равно четырем — но такое ухудшение характеристик явно продиктовано увеличением популярности NVMe-накопителей.

А вот портов USB 3.1 Gen 1 (Superspeed USB) на системных платах теперь больше, чем раньше. Чипсет предлагает фиксированные четыре порта USB 3.1 со скоростью 10 Гбит/с, а еще один дополнительный порт можно настроить или в виде одного 20 Гбит/с или как два порта 10 Гбит/с — все порты USB 3 тут способны работать со скоростью как минимум 10 Гбит/с. Дополнительно чипсет поддерживает еще шесть портов USB 2.0, служащих для подключения периферийных устройств, не требующих высоких скоростей передачи данных.

Компания AMD предъявляет некоторые требования к производителям системных плат на базе своей новой платформы — платы на основе B650 и X670 должны поддерживать как минимум одно PCIe 5.0 x4 соединение для накопителя — хотя новые процессоры способны поддерживать и два таких устройства на этой скорости, но производители системных плат решают, нужно ли им это при возросшей сложности маршрутизации PCIe новой версии. Для плат, которые используют экстремальные версии чипсетов, также требуется поддержка PCIe 5.0 хотя бы в одном слоте PCIe — для подключения видеокарт будущего. Обычные версии чипсетов этого не требуют, но производители плат в теории могут сделать поддержку новой версии, не оставляя преимуществ экстремальным версиям. Но это — на усмотрение производителя системной платы, так как чем больше слотов PCIe 5.0 они реализуют, тем выше будет себестоимость.

Схема чипсета X670(E)

Забавно, что чипсет модели X670 обеспечивает почти ровно вдвое большее количество портов и линий PCIe, по сравнению с B650. Он официально состоит из пары чипов, один из которых подключается к CPU по четырем линиям PCIe 4.0, а второй чип подключается к первому по другому соединению PCIe 4.0 x4. К экстремальной версии X670E предъявляются те же требования к PCIe 5.0, что и у B650E — экстремальные платы предлагают подключение PCIe 5.0 как минимум для одного слота PCIe x16, а платы X670 поставляются с разъемами PCIe 4.0.

За счет двух чипов удваивается количество портов и прочих каналов ввода-вывода, в сумме обеспечивается до 12 линий PCIe 4.0 (четыре канала используются для соединения между чипами) и еще 8 линий PCIe 3.0, которые можно использовать и в виде портов SATA. С USB-портами то же самое — их тут 8 штук USB 2.0 и столько же USB 3.1 (10 Гбит/с), также производители системных плат могут выбрать один из вариантов дополнительных портов: два 20 Гбит/с, четыре 10 Гбит/с или один 20 Гбит/с и пара 10 Гбит/с.

Все линии ввода-вывода делят пропускную способность общего соединения PCIe 4.0 x4, по которому они подключены к процессору, и она у X670 не выше, чем у B650, что в теории может ограничивать скорость при подключении большого количества производительных потребителей, зато обеспечивается большая гибкость, ведь можно подключить большее количество периферийных устройств со сравнительно невысокими требованиями. Интересно, что разделение чипсета на два чипа и последовательное их подключение позволяет разместить набор микросхем на плате оптимально, распределив систему ввода-вывода по всей печатной плате, а не в одной куче. А подключение двух чипов к CPU по независимым линиям потребовало бы еще четыре линии PCIe, которые лучше использовать для дополнительного NVMe-накопителя, например.

Поддержка DDR5-памяти и профили разгона AMD EXPO

Одна из самых важных особенностей новой платформы AM5 — поддержка DDR5-памяти, которая обеспечивает заметный прирост пропускной способности. В свое время AM4 была первой платформой с поддержкой DDR4, а AM5 сделала еще один шаг вперед. Причем, шаг уверенный — платформа поддерживает только этот тип памяти, без обратной совместимости с DDR4, в отличие от решений конкурента, которые поддерживают в процессорах 12-го поколения память сразу двух стандартов: DDR4 и DDR5. В таком решении есть и плюсы и минусы, на первом этапе отсутствие поддержки распространенной и более дешевой памяти увеличивает общую стоимость системы AM5 по сравнению с несуществующим аналогом с памятью DDR4. С другой стороны, такой подход упрощает и платформу и выбор для пользователей, тем более что AMD планирует поддерживать ее до 2025 года. Кроме этого, так как AMD осуществила переход на DDR5-память позже Intel, планки этого стандарта успели получить более широкое распространение и несколько подешеветь.

Платформа AM5 и процессоры AMD Ryzen 7000 для настольных ПК поддерживают официальные скорости модулей памяти до DDR5-5200 в конфигурации с одним модулем DIMM на канал, а вот при двух модулях на канал максимальная частота снижается до DDR5-3600. Так что, как и с платформой Intel Alder Lake, желательно ограничиваться установкой одного модуля на канал для максимальной производительности, иначе потери пропускной способности будут слишком велики — а это главное преимущество нового типа памяти. Если же важны надежность и целостность данных, то Ryzen 7000 поддерживает память с коррекцией ошибок ECC.

Кроме стандартных скоростей JEDEC, процессоры серии Ryzen 7000 поддерживают и разгон памяти, и вот как раз тут произошли некоторые важные изменения. На процессорах семейства Ryzen 5000, идеальный разгон памяти получался при синхронизации тактовой частоты внутренней шины, контроллера памяти и частоты памяти на одинаковой частоте. Так что выбор режима DDR4-3600 оказался золотой серединой для старой платформы, так как при превышении частоты памяти остальные составляющие могли работать уже не синхронно.

В случае с Ryzen 7000 получилось слегка смягчить требования — новые процессоры обеспечивают лучшую производительность и в том случае, если тактовая частота внутренней шины не синхронизирована с частотой контроллера памяти. А в большинстве случаев можно просто выставить для этой частоты автоматическое значение, и все будет работать хорошо, хотя от синхронизации частот памяти и контроллера никто не освободил, и они должны быть идентичны для достижения высокой производительности.

Когда для тактовой частоты внутренней шины Infinity Fabric установлено значение «Авто», то это обычно соответствует частоте 2000 МГц, а тактовая частота памяти и контроллера памяти может меняться в пределах от 2400 МГц до 3000 МГц, в зависимости от возможностей используемой памяти. И достичь лучшей производительности можно при частоте Infinity Fabric в 2000 МГц, удерживая тактовую частоту памяти и контроллера не выше 3000 МГц, иначе частота контроллера упадет сразу вдвое. Так что идеальной скоростью памяти в случае AM5 является DDR5-6000, что дает сочетание достаточно высокой пропускной способности и относительно низких задержек.

Если же есть необходимость в более высокой ПСП, то вполне можно заставить память работать и на более высоких скоростях, но задержки из-за рассинхронизации возрастут, что плохо скажется на общей производительности в большинстве случаев. А для большинства пользователей все это вообще не важно, достаточно будет просто купить комплект памяти с заводским разгоном и заданным профилем производительности — к слову, AMD внедрила собственный стандарт для этого, он называется EXPO и работает аналогично XMP конкурента. Добавить особо нечего, все работает нормально — если вам не нужны частоты сверх DDR5-6000, с которыми могут возникнуть некоторые проблемы.

Ядро ввода-вывода с интегрированной графикой

Как и пара предыдущих поколений настольных процессоров Ryzen, новая серия использует чиплетную компоновку — процессоры состоят из нескольких кристаллов, соединенных на одной подложке. Процессоры серии Ryzen 7000 состоят из кристалла ввода-вывода (IOD) и одного-двух кристаллов с вычислительными ядрами (CCD) и связанной с ними кэш-памятью трех уровней, их количество зависит от числа ядер в CPU. По функциональности кристалл IOD отвечает за реализацию новых возможностей платформы AM5, связывая весь чип вместе, объединяя возможности кристаллов с вычислительными ядрами и дополняя их общими блоками. IOD содержит логику, связанную с обеспечением работы линий PCIe 5.0, встроенный контроллер DDR5-памяти и интегрированное графическое ядро на базе графической архитектуры RDNA 2.

По сравнению с IOD в Ryzen 3000 и 5000, было улучшено практически всё, даже USB-контроллеры и возможности шины Infinity Fabric. Кроме этого, более сложный новый IOD решили производить при помощи более продвинутого 6-нанометрового техпроцесса TSMC, который не слишком сильно отстает от 5-нанометрового процесса, используемого при производстве вычислительных чиплетов. Это позволяет улучшить общую энергоэффективность CPU, ведь предыдущие версии IOD производились на 14/12-нанометровых техпроцессах GlobalFoundries, которые на несколько поколений старше.

Переход на более продвинутое производство дает несколько преимуществ, главным из которых является большая плотность транзисторов, а значит и более сложный кристалл — это и позволило AMD встроить в него еще и графическое ядро. Новый IOD стал довольно сложным, вместив 1,31 миллиардов транзисторов, а сама по себе чиплетная компоновка позволяет снизить общую себестоимость производства, по сравнению с большим монолитным кристаллом, переводя часть логики не требующей самого лучшего техпроцесса на более выгодное производство — и несколько небольших чиплетов обходятся дешевле одного большого кристалла.

Еще одним важным улучшением, связанным с IOD, является внутренняя шина Infinity Fabric (IF), соединяющая чиплеты: IOD и CCD. При проектировании процессоров серии Ryzen 7000 была проведена дополнительная работа по снижению энергозатрат на передачу данных по IF и повышению общей энергоэффективности. Инженеры AMD решили оставить ту же пропускную способность IF, что и в предыдущем поколении, сузили ширину канала вдвое, но удвоив при этом частоту работы. Казалось бы, что это застой, но инженеры AMD говорят, что пропускная способность, обеспечиваемая каналами IF в Ryzen 7000, вполне достаточна для новых процессоров даже с учетом возросшей при переходе на DDR5 пропускной способности памяти.

Такое решение позволило экономить энергию, хотя более высокие частоты обычно ассоциируются с большими энергозатратами. Но новый техпроцесс позволил им использовать высокочастотную IF при более низком напряжении. Также, каналы IF в Ryzen 7000 поддерживают несколько состояний питания, а не только могут быть включены или выключены, как в Ryzen 5000 и ранних сериях, что дает AMD возможность сэкономить еще больше энергии при меньшей нагрузке на шину, когда она может работать не на полной частоте.

Наибольшую часть кристалла IOD занимает встроенная графика, которая не встречалась ранее в высокопроизводительных настольных процессорах AMD. Теперь же, ядро современной графической архитектуры RDNA 2 с поддержкой трассировки лучей появилось в новых CPU компании. Пусть это ядро и не слишком мощное, оно внедрено для того, чтобы интегрированная графика была во всем наборе процессоров компании. Встроенное видеоядро и не бывает мощным, а с двумя вычислительными блоками CU (один двойной вычислительный блок архитектуры RDNA 2), это в шесть раз меньше, чем у топовых мобильных APU Ryzen или в дискретной видеокарте модели Radeon RX 6400. Такая конфигурация GPU явно не рассчитана на то, чтобы заменять серьезные видеокарты, но при этом она нормально работает в офисных нагрузках и обеспечивает высокую функциональность, пусть и в сочетании с весьма низкой 3D-производительностью.

Вопрос производительности этого видеоядра в играх мы рассмотрим в отдельном материале, а смысл встроенной в CPU графики в том, чтобы была именно базовая реализация современной графики во всех выпускаемых компанией процессорах. Два блока CU на частоте до 2,2 ГГц — это очень мало для продвинутых современных игр, но вполне достаточно для офисной работы и интернет-серфинга. Включение графического ядра в состав делает верхние модели новой линейки Ryzen подходящими для простой работы на настольных компьютерах без необходимости установки дискретного GPU, который точно стоит больше, чем условно бесплатная встроенная графика.

Кроме очень небыстрой обработки 3D-графики, хоть и весьма продвинутой функционально, встроенное видеоядро в Ryzen 7000 обеспечивает функции декодирования и кодирования видеоданных и вывода визуальной информации на дисплеи. В перечень поддерживаемых функций входит декодирование видео в форматах AV1, HEVC и H.264, а также кодирование видео в форматах HEVC и H.264. Важно еще и то, что эти блоки обработки видео доступны и при использовании дискретной графики, так как встроенное ядро AMD не отключается в таком случае, поэтому все системы на основе процессоров Ryzen 7000 обеспечивают неплохой набор по функциям обработки видеоданных вне зависимости от установленной дополнительно видеокарты.

Весьма важна и поддержка вывода на дисплеи в максимально высоких разрешениях. Дисплейный блок в Ryzen 7000 позволяет выводить данные на четыре дисплея с разрешением 4K при частоте обновления 60 Гц. Поддерживается вывод по разъему HDMI 2.1 с максимальной скоростью передачи данных 48 Гбит/с и DisplayPort 2.0 UHBR10 со скоростью передачи данных до 40 Гбит/с, чего нет даже у некоторых современных топовых видеокарт, не будем показывать пальцем в сторону одной «зеленой» калифорнийской компании. Производители системных плат сами решают, как им использовать эти возможности, в виде портов DisplayPort или через USB-C. Все они также могут использоваться и в качестве видеовыходов для дискретных видеокарт в гибридном режиме. В общем, у процессоров компании AMD по встроенной графике есть некоторое преимущество над конкурентами из стана Intel, так как они внедрили более новую графическую архитектуру и предлагают современные функции, вроде декодирования видео в формате AV1.

Улучшенная микроархитектура Zen 4

Хотя важнейшими для AMD целями при разработке Ryzen 7000 была модернизация всей платформы до современных требований: увеличение пикового потребления и добавление поддержки PCIe 5.0 и DDR5, сами по себе вычислительные ядра Zen 4 также не были забыты. Хотя больших изменений в микроархитектуре и не произошло, они запланированы в Zen 5, которой ждать не так уж долго, к слову — уже в 2024 году (если ничего в мире не изменится). Ну а пока что в Zen 4 просто усовершенствовали уже имеющееся в Zen 3, используя преимущества 5-нанометрового техпроцесса TSMC для повышения производительности и эффективности. Ведь по данным тайваньского производителя, их 5-нанометровый техпроцесс способен на 20% улучшить тактовую частоту или на 40% снизить потребление кристаллов по сравнению с 7-нанометровым.

И хотя количество транзисторов в восьмиядерном чиплете CCD выросло в полтора раза по сравнению с Ryzen 5000, за счет нового техпроцесса кристалл получился даже чуть меньше по площади — 70 мм² по сравнению с 80 мм² у Ryzen 5000. Но и в архитектуре Zen 4 все же произошло несколько изменений, которые позволили процессорам компании AMD увеличить количество исполняемых за такт инструкций (IPC) на 13%, по данным самой компании. А вместе с остальными улучшениями, направленными на достижение высокой тактовой частоты как в однопоточных, так и в многопоточных нагрузках, это позволило повысить производительность еще больше.

Компания AMD умело воспользовалась преимуществом современного 5-нанометрового техпроцесса TSMC, который является сейчас наиболее продвинутым среди массовых технологий полупроводникового производства. Как и другие клиенты тайваньской TSMC, они получили значительные преимущества от возросшей плотности транзисторов и улучшенной энергоэффективности при переходе с 7 нм на 5 нм, в то время как главный конкурент далек до массового производства по своим техпроцессам схожего класса. Да и техпроцесс 6 нм, по которому произведен новый кристалл IOD, также получил значительные преимущества по эффективности и плотности транзисторов, по сравнению с предшествующими CPU компании. Неудивительно, что все процессоры серии Ryzen 7000 получили преимущество в энергоэффективности по сравнению с Ryzen 5000, и нагляднее всего это видно по сравнению топовых моделей соответствующих линеек.

По данным самой AMD, новая модель CPU эффективнее справляется с работой при разных значениях ограничения питания, от 65 Вт до 170 Вт (хотя для Ryzen 9 5950X последнее значение и выходит за рамки номинального потребления, но достичь его можно). Одной из главный целей при создании нового семейства было обеспечение большей мощности в пике для Ryzen 7000, чтобы они могли поддерживать более высокую частоту вычислительных ядер в многопоточных нагрузках, вроде рендеринга, который мы и наблюдаем на слайде компании в виде многопоточного теста Cinebench R23. По этим данным, наблюдается прирост энергоэффективности и при более низких значениях потребления энергии — при максимальном потреблении в 88 Вт (номинальном 65 Вт) новая модель Ryzen 9 7950X обеспечивает прирост производительности сразу на 75% относительно Ryzen 9 5950X.

Так получается потому, что старый кристалл IOD имеет относительно высокое энергопотребление сам по себе, и вычислительным ядрам остается меньше энергии, чем в случае нового Ryzen. Поэтому Ryzen 9 5950X намного существеннее новинки снижает тактовую частоту при низких значениях общего TDP. Повышение уровня потребления до 142 (105) Вт, которое является максимальным значением для Ryzen 9 5950X, приводит к снижению разницы в производительности, но она все же остается на уровне 37%. А дальнейший рост потребления до 230 Вт (уровень Ryzen 9 7950X, старая модель CPU потребляет в этом случае уже выше своего номинала) приводит почти к той же разнице в скорости рендеринга.

В общем, даже при меньших уровнях потребления, процессоры на основе Zen 4 весьма энергоэффективны, в том числе при сравнении с Zen 3, не говоря о высоких значениях TDP, на которые старая архитектура неспособна. Поэтому весьма вероятно, что младшие модели на основе Zen 4, не говоря уже о будущих мобильных процессорах, могут стать весьма интересными именно в плане высокой энергоэффективности — когда для них это станет главной задачей, а не как в случае с Ryzen 9 7950X, где все нацелено на достижение максимальной производительности — вероятно, с определенным ущербом для всего остального.

Каким образом достигли этого? Большая часть ответа заключается в увеличении тактовой частоты, что всегда работает в случае процессоров — и AMD и Intel в топовых продуктах стараются выжать максимально возможную частоту, и тут на стороне AMD как раз сыграл 5-нанометровый техпроцесс TSMC, обеспечивший неслабый прирост до значений выше 5 ГГц. Верхние модели процессоров Ryzen 7000 имеют максимальные турбо-частоты до 5,7 ГГц, и даже самый медленный из объявленных в первую волну Ryzen 5 7600X разгоняется до 5,3 ГГц. А использование второй версии технологии оптимизации производительности Precision Boost Overdrive 2 позволяет поднять эту планку еще примерно на 100 МГц. По сравнению с процессорами предыдущего поколения, это прирост на 15%, и в сочетании с улучшенной IPC, итоговая производительность выросла очень заметно. Кроме явного влияния 5-нанометрового техпроцесса, помогли оптимизации именно под конкретный техпроцесс TSMC — компании хорошо поработали вместе, чтобы получить более высокие частоты от новых Ryzen.

Хорошо, 15% общего прироста производительности получилось от тактовой частоты, а за счет чего образовались дополнительные 13% в темпе исполнения инструкций? Прирост IPC в этот раз не был таким большим, как в случае с Zen 3 и Zen 2, но это понятно — больше внимания было уделено платформе, а усовершенствование микроархитектуры оставлено на Zen 5. Но темп исполнения все равно вырос на 13% в нескольких тестах AMD, даже без масштабной переделки исполнительных блоков, лишь с небольшими улучшениями.

Схема планировщика и конвейера исполнения по сравнению с Zen 3 не изменилась, планировщик в Zen 3 и так был значительно обновлен по сравнению с Zen 2. Скорее всего, AMD решила увеличить тактовую частоту, а не увеличивать производительность планировщика на такт, ведь производительность хорошо масштабируется тактовой частотой. Инженеры компании определили, что могут получить больший общий прирост производительности при более высоких тактовых частотах, по сравнению с увеличением IPC при помощи улучшений планировщика.

Судя по данным самой компании, полученным на фиксированной частоте в 4 ГГц, новое поколение микроархитектуры получило этот прирост от изменений в конвейере, L2-кэше, блоках предсказания ветвлений и блоках загрузки/сохранения. Но радикальных изменений в Zen 4 нет, особенно в конвейере и его стадиях, а улучшения во многом связаны с увеличением размеров кэшей и буферов — AMD в своих материалах об этом прямо пишет.

Было улучшено предсказание ветвлений — это часто улучшают в CPU для значительного прироста производительности с учетом выигрыша от правильного прогнозирования. Точное предсказание ветвлений снижает лишнюю работу, улучшая производительность и энергоэффективность. И по мере увеличения возможностей переупорядочивания инструкций в процессорах, точность предсказания ветвлений становится еще более важной, так как работа, стоящая в очереди при неправильно предсказанном ветвлении, просто бесполезна.

У процессоров архитектур Zen есть два уровня предсказаний — компромисс между скоростью и точностью: более скоростной L1 и более точный L2, который переопределяет первого, если прогнозы не совпадают. В Zen 4 не изменились возможности предсказателей первого уровня, но был улучшен предсказатель L2 — он может распознавать длинные шаблоны и имеет достаточно памяти, чтобы работать хорошо даже при большом количестве ветвлений. Сам по себе блок все так же прогнозирует по два ветвления за цикл, но в Zen 4 увеличился буфер ветвлений L1 (на 50%) и L2 (порядка 10%) и улучшение эффективности предсказаний повысилось за счет использования более длинной истории ветвления.

Аналогично Zen 3, в четвертой версии архитектуры имеется двухуровневый целевой буфер ветвления (BTB) с большим и быстрым первым уровнем. L1 этого буфера в Zen 3 может отслеживать 1024 ветви, обрабатывая их с задержкой в 1 цикл, а L1 BTB в Zen 4 сохранил задержку в 1 цикл, увеличив пропускную способность — в зависимости от плотности ветвления, он может отслеживать до 3072 ветвей. В общем, Zen 4 явно имеет лучшие возможности по отслеживанию ветвлений, по сравнению с предыдущей архитектурой, но это не назвать радикальным изменением.

Более значительные улучшения получил кэш операций, он стал больше на 68% и может выдавать до девяти макроопераций за цикл (в Zen 3 было шесть). Так что если предсказатель ветвлений работает хорошо и очередь микроопераций может потреблять дополнительные инструкции, из кэша операций можно получить в полтора раза больше операций. Кроме повышения производительности, это также сказывается и на улучшении энергоэффективности, так как использование кэшированных операций требует меньше энергии, чем декодирование не кэшированных.

В исполнительной части конвейера Zen 4 не произошло особых изменений, по-прежнему можно планировать 10 целочисленных операций и 6 операций с плавающей запятой за такт. И все основные коэффициенты задержки остались прежними: три цикла для операций FADD и FMUL, и четыре цикла для FMA.

Зато были сделаны улучшения в кэшах и буферах. Буфер переупорядочивания стал на 25% больше и имеет глубину в 320 инструкций, что дало более широкие возможности по повышению производительности за счет внеочередного исполнения. Регистровые файлы для целочисленных операций и операций с плавающей запятой были увеличены примерно на 20% — до 224 и 192 регистров соответственно — они вмещают большее количество инструкций, находящихся в процессе выполнения.

Единственным большим архитектурным изменением является поддержка инструкций AVX-512, которая впервые появилась в процессорах архитектуры Zen 4. AMD решила добавить поддержку этих инструкций, что стало значительным обновлением общего набора инструкций. AVX-512 — это последняя версия продвинутых векторных расширений, разработанная компанией Intel, она является важным дополнением к набору AVX. Кроме увеличения ширины вектора до 512 бит, набор был дополнен рядом типов данных и новых функций, в том числе инструкции, полезные при работе с нейросетями, вроде поддержки типа данных bfloat16 и поднабор инструкций VNNI для глубокого обучения.

Забавно, что поддержка набора инструкций AVX-512 была добавлена компанией Intel в поколениях Ice Lake и Rocket Lake, но затем удалена из Alder Lake (13-е поколение) так как гибридная структура вычислительных ядер этого поколения подразумевает поддержку всеми ядрами идентичного набора инструкций, а эффективные ядра Gracemont используют в своей основе еще Atom, которые этой поддержкой не обладают, хотя производительные ядра в тех же процессорах поддерживают эти инструкции. Получается, что в плане поддержки AVX-512 процессоры AMD не просто догнали продукцию Intel, но и обогнали конкурентов.

Но и у AMD тоже не все так просто — они не стали реализовывать поддержку AVX-512 большими затратами, а реализовали ее поверх 256-битной SIMD — хотя процессоры AMD и могут выполнять инструкции AVX-512, они делают это не за один цикл 256-битных SIMD-блоков, а за два, так что на деле векторная производительность с Zen 3 не увеличилась. Но так как инструкции AVX-512 в некоторых случаях дают возможность повышения производительности за счет снижения накладных расходов на выборку и управление, то обеспечивается некоторый прирост скорости, по сравнению с реализацией того же кода на AVX2. Так что иногда можно получить прирост производительности и без удвоения ширины вектора. Зато более узкий SIMD позволил не идти по пути процессоров Intel, которые в режиме AVX-512 требуют снижения тактовой частоты, чтобы оставаться в рамках ограничения потребления. А при смешанных нагрузках (векторные и последовательные инструкции по очереди) это даже может дать некоторое преимущество.

Компания AMD не впервые применяет поддержку длинных векторов, декодируя их в две микрооперации. Bulldozer поддерживал AVX, разбивая 256-битные операции на две 128-битные микрооперации, и K8 делал то же самое, разбивая 128-битные операции SSE на две 64-битные операции. Такая стратегия позволила сделать поддержку нового набора инструкций с небольшими накладными расходами, хотя производительность и не вырастала как при полноценной организации. Но в Zen 4 сделано чуть иначе — каждая инструкция AVX-512 занимает одну запись в буферах выполнения out-of-order, а разбивается инструкция в конвейере на две 256-битные половины как можно позже. Такой подход несколько дороже по площади кристалла и потребляемой мощности, так как ширина векторных регистров была увеличена до 512 бит, но он должен обеспечить более высокую производительность.

В общем, производительность векторных вычислений практически не изменилась со времен архитектуры Zen 2, которая первой обеспечивала полноценное выполнение AVX: Zen 2, 3 и 4 имеют два 256-битных блока FMA и четыре 256-битных ALU, в итоге Zen 4 и так имеет конкурентоспособную векторную пропускную способность, что мы проверим в тестах далее. Реализация AVX-512 компанией AMD использует уже существующие вычислительные мощности, а дополнительная площадь кристалла используется только там, где это существенно сказывается на производительности — например, в расширении векторных регистров до 512 бит. В отличие от Intel, без изменений оставлена пропускная способность L1D- и L2-кэша, так что решение AMD будет в невыгодной ситуации, если код с AVX-512 инструкциями поместится в кэш вычислительного ядра, но и такой реализации AVX-512 должно быть достаточно, чтобы превзойти последние модели CPU конкурента, у которых поддержка AVX-512 отсутствует.

Если продолжать беседу об улучшениях вычислительных блоков Zen 4, то можно упомянуть изменения в блоках загрузки и сохранения, которые также получили увеличенные буферы, очередь загрузки стала больше на 22%. Но одно из наиболее важных изменений произошло с кэшем второго уровня. В новой архитектуре L2-кэш был удвоен в размере — с 512 КБ до 1 МБ на каждое вычислительное ядро. Как всегда, больший объем L2-кэша предназначен для повышения производительности на такт за счет хранения часто используемых данных близко (с низкими задержками) к вычислительным ядрам, а не в L3-кэше или медленной оперативной памяти. Объем третьего уровня кэш-памяти остался неизменным и составляет 32 МБ для восьмиядерного блока CCX.

Из-за увеличения объема L2-кэша немного ухудшились задержки — стало 14 тактов вместо 12 тактов в Zen 3. Латентность L3-кэша также чуть выросла — до 50 тактов, по сравнению с 46 у предыдущей версии микроархитектуры. Но все это перекрывается более высокой тактовой частотой Ryzen 7000 по сравнению с предыдущим семейством.

Можно сделать вывод, что каких-то серьезных изменений в микроархитектуре Zen 4 нет, а увеличение объемов кэшей и буферов — просто привычный способ повышения производительности архитектуры за счет улучшения эффективности проверенной и уже имеющейся структуры при помощи ускорения доступа к данным. Главное, что переход на 5-нанометровый техпроцесс позволил не только поднять тактовую частоту, что улучшило производительность даже при небольших архитектурных изменениях, но и повысить транзисторный бюджет новых CPU, который AMD потратила на увеличение кэшей, что также положительно сказалось на итоговой скорости. Работа над полностью новой микроархитектурой Zen 5 в компании AMD идет, а сейчас настало время узнать, насколько хорош Ryzen 9 7950X в тестах и оправдались ли наши ожидания.

Тестирование производительности

Тестовые системы и условия

  • Процессоры:
    • AMD Ryzen 9 7950X (16 ядер/32 потока, 4,5—5,7 ГГц)
    • AMD Ryzen 9 5950X (16 ядер/32 потока, 3,4—4,9 ГГц)
    • Intel Core i9-13900K (8P+16E ядер/32 потока, 3,0—5,8 ГГц)
    • Intel Core i9-12900K (8P+8E ядер/24 потока, 3,5—5,2 ГГц)
  • Система охлаждения: AeroCool Mirage L360 (СЖО 3×120 мм, 2300/1800 об/мин)
  • Системные платы:
    • Gigabyte X670 Aorus Elite AX (AM5, AMD X670)
    • ASRock X570 Taichi Razer Edition (AM4, AMD X570)
    • ASUS ROG Maximus Z790 Hero (LGA1700, Intel Z790)
  • Оперативная память:
    • 32 ГБ (2×16 ГБ) DDR5-5200 CL40 G.Skill Ripjaws S5 (F5-5200U4040A16GX2-RS5W)
    • 32 ГБ (2×16 ГБ) DDR4-3600 CL18 Thermaltake ToughRAM RGB (R009D416GX2-3600C18A)
  • Видеокарта: Sapphire Radeon RX 6800 XT (16 ГБ)
  • Накопитель: Kingston KC2000 SSD 2 ТБ (SKC2000M8/2000G)
  • Блок питания: Corsair RM750 (80 Plus Gold, 750 Вт)
  • Операционная система: Microsoft Windows 11 Pro (22H2)

Для тестирования процессоров мы взяли имеющиеся в наличии высокопроизводительные системные платы для каждой платформы и снабдили их достаточным объемом оперативной памяти, работающей на оптимальной частоте или близкой к ней — в зависимости от имеющихся в наличии модулей памяти, опять же. Для тестирования процессора Ryzen 9 7950X и моделей Intel пары последних поколений мы использовали память DDR5-5200, а единственный процессор с поддержкой DDR4 довольствовался тем же объемом памяти DDR4-3600.

Так как интересно сравнить не только два топовых процессора последних поколений AMD и Intel, мы также добавили к ним процессоры, которые были флагманами компаний до обновления текущих семейств: Ryzen 9 5950X и Core i9-12900K. Настройки памяти брались из XMP/EXPO-профилей, а ограничения процессоров по потреблению энергии — в соответствии с их спецификациями (а не настройкам производителей системных плат, которые могут отличаться).

Видеокарту компании AMD прошлого поколения выбрали потому, что новых Radeon RX 7900 у нас еще нет, а Radeon RX 6800 XT имеет достаточную производительность и обеспечивает несколько бо́льшую скорость рендеринга в условиях низких разрешений по сравнению с конкурентами производства Nvidia. Впрочем, это больше важно для игровых тестов, которые мы решили вынести за рамки текущего материала, который и так получился слишком большим.

Синтетические тесты

Производительность памяти и системы кэширования

По понятным причинам пропускная способность памяти с Ryzen 9 7950X получается заметно выше, чем в процессорах AMD прошлого поколения — все-таки это главное преимущество DDR5-памяти. А вот до лучшего из процессоров Intel новинка все же не дотянула — похоже, что эффективность контроллера DDR5-памяти у AMD несколько ниже, чем у конкурента. В этом можно убедиться по результатам тестов памяти и кэша из пакета AIDA64, в котором измеряется пропускная способность и задержки всех компонент подсистемы памяти. Напомним, что для процессоров с поддержкой DDR5 использовались равные условия — режим DDR5-5200.

Ryzen 9 7950X
Ryzen 9 5950X
Core i9-13900K

Как видите, преимущество нового CPU над Ryzen 9 5950X и ощутимое, но при разнице в типах памяти это легко объяснимо. А вот Core i9-13900K все же обходит по пропускной способности сегодняшнюю новинку — новый процессор Ryzen 9 7950X с поддержкой DDR5-памяти проигрывает сопернику в пиковой пропускной способности и при чтении (особенно), и при записи и при копировании данных. А вот по задержкам особой разницы нет, они у Core i9-13900K и Ryzen 9 7950X близки и объяснимо выше, чем у старого Ryzen 9.

AIDA64, тест пропускной способности памяти
  RAM Read RAM Write RAM Copy
Ryzen 9 7950X 65940 70283 61148
Ryzen 9 5950X 53626 52426 47444
Core i9-13900K 82597 72864 74307
Core i9-12900K 81197 73633 72911

Процессоры архитектуры Zen 4 перешли на DDR5-память, что значительно увеличивает пиковую пропускную способность подсистемы памяти — если при использовании Ryzen 9 5950X с DDR4-3600 получается чуть более 50 ГБ/с пропускной способности при чтении (менее 90% теоретической пропускной способности), то Ryzen 9 7950X с DDR5-5200 показывает скорость лишь около 66 ГБ/с — хотя это заметное увеличение ПСП на 23%, но эффективная пропускная способность памяти невелика, что видно по сравнению с 81-82 ГБ/с при чтении у процессоров Intel с такой же памятью. Вероятно, новый контроллер памяти DDR5 сам по себе менее эффективен, по сравнению с уже давно проверенным DDR4, но Zen 4 в любом случае имеет преимущество по пропускной способности по сравнению с предыдущими поколениями Zen благодаря новой памяти.

Но этого мало, так как в течение нескольких последних десятков лет рост вычислительной мощности значительно опережал увеличение производительности памяти, и поэтому процессоры использовали все более сложные кэши, чтобы обеспечить повышение производительности и не упираться в возможности памяти. Сейчас процессоры Intel и AMD используют трехуровневую схему кэширования: каждое ядро получает небольшую кэш-память L1 и собственную же кэш-память второго уровня побольше, чтобы избавиться от высокой задержки L3. Последний уровень кэша имеет размер в несколько мегабайт и используется сразу несколькими ядрами. В их случае важны и задержки и пропускная способность.

AIDA64, тест задержек
  L1 Latency L2 Latency L3 Latency RAM Latency
Ryzen 9 7950X 0,7 2,6 9,4 75,8
Ryzen 9 5950X 0,8 2,5 11,6 62,3
Core i9-13900K 0,9 3,7 14,8 78,7
Core i9-12900K 1,0 3,5 17,9 76,0

Подсистема кэширования Zen 4 похожа на ту, что применяется в Zen 3, наибольшим изменением является удвоение размера L2-кэша до 1 МБ за счет двух циклов задержки, что также увеличивает задержку L3-кэша на два цикла. Но это сглаживается высокой тактовой частотой Zen 4. В итоге получается очень низкая задержка L1D-кэша — всего 0,7 нс, да и L2-кэш имеет такую же задержку, что и L2 в предыдущем поколении Zen — и это при удвоенном его объеме. Также в Zen 4 снизили задержку L3-кэша до 9 нс — с высокой тактовой частотой Zen 4 эта задержка вернулась к значениям Zen 2, но с большей емкостью. Задержка памяти составляет разумные 75,8 нс — впрочем, это сильно зависит от конкретных параметров DDR5-памяти, и настройки памяти для разных платформ трудно сопоставить, даже если они поддерживают один и тот же тип памяти. Но задержки памяти на AMD и Intel получились близкими.

Кроме задержек доступа к кэшам, важна и пропускная способность, особенно для векторизованного кода. Несмотря на добавление поддержки AVX-512, инженеры AMD не внесли существенных изменений в основные кэши, их пропускная способность осталась такой же, как в Zen 3 и Zen 2 и улучшения по пропускной способности L1- и L2-кэша сводятся к увеличению тактовой частоты в Zen 4. А вот увеличение объема L2-кэша должно снизить требования к пропускной способности общего L3-кэша. Пропускная способность L3 несколько улучшилась — вероятно, был увеличен размер очереди между L2 и L3, чтобы нивелировать задержку. Вот тест пропускной способности всех уровней кэш-памяти из AIDA64

AIDA64, пропускная способность кэш-памяти
  L1 Read L1 Write L1 Copy L2 Read L2 Write L2 Copy L3 Read L3 Write L3 Copy
Ryzen 9 7950X 5174 2715 5367 2684 2560 2537 1698 1719 1660
Ryzen 9 5950X 3974 2177 4436 2200 2078 2154 1066 1150 1092
Core i9-13900K 5823 4222 8411 1480 646 1048 1765 630 991
Core i9-12900K 4296 3112 5125 1230 541 984 998 464 756

Можно с уверенностью сказать, что кэш-память Ryzen 9 7950X на всех уровнях явно стала быстрее, чем у Ryzen 9 5950X, и особенно это заметно по L3-кэшу. Первые же два уровня попросту воспользовались увеличенной рабочей частотой нового CPU, поэтому и быстрее. Конкурент в лице Core i9-13900K имеет заметно более быстрый L1-кэш, но уступает по пропускной способности L2 и L3.

Задержки от ядра к ядру

Количество вычислительных ядер в современных процессорах постоянно растет, им требуется взаимодействовать друг с другом, и при большом количестве ядер во многих CPU время доступа одного ядра к данным из другого уже не является единым. Мы говорим не только о чиплетных компоновках с понятными ограничениями, даже в монолитных кристаллах ядра зачастую использовали разные внутренние цепи передачи данных с разными задержками для дальних и ближних ядер. Особенно важны такие задержки в многопроцессорных системах, но и в однопроцессорных они также играют определенную роль.

Даже настольные процессоры сейчас могут иметь различные задержки доступа к разным ядрам, не говоря о Threadripper первого поколения, к примеру, в котором было четыре кристалла по 8 потоков — и каждый с разной задержкой от ядра к ядру в зависимости от того, на этом же кристалле он или на другом. Тест задержек между ядрами MicroBenchX наглядно показывает, как расположены группы ядер в процессорах Ryzen (Core i9-13900K тут приведен скорее для иллюстрации монокристального подхода).

Ryzen 9 7950X
Ryzen 9 5950X
Core i9-13900K

По сравнению с задержками в Zen 3 (5950X), новый процессор архитектуры Zen 4 (7950X) очень слабо отличается от предшественника — оба процессора используют по два 8-ядерных чиплета, что хотя и лучше, чем четыре CCX в 16-ядерном Ryzen 9 3950X архитектуры Zen 2, но это все равно два отдельных кристалла. Задержки между разными ядрами в разных частях CCD составляют около 75-80 нс, и это лишь небольшое улучшение задержек CCX по сравнению с тем, что мы видели в Zen 3, хотя и далекое до идеала.

Даже удивительно, насколько схожи задержки между ядрами в Ryzen 9 7950X по сравнению с Ryzen 9 5950X — несмотря на то, что CCD-кристаллы используют новый 5-нанометровый техпроцесс и IOD применяется другой и с немного измененной внутренней шиной данных. И хотя задержки между ядрами в пределах одного чиплета невелики, при соединении с ядрами из другого чиплета они увеличиваются в разы, что может настораживать. Но по процессорам предыдущей серии Ryzen 5000 мы знаем, что на снижении общей производительности этот недостаток почти не сказывается в подавляющем большинстве случаев.

Количество инструкций за такт — IPC

Ну и раз компания AMD заявила об улучшении вычислительной производительности на такт на 13% (по их внутренним тестам), мы решили проверить это в еще одном тесте MicroBenchX, который для корректных измерений требует работы CPU на фиксированной частоте (а современные процессоры этого не любят), поэтому мы фиксировали работу всех ядер тестовых процессоров на уровне 4 ГГц — на подобную частоту способны все представленные модели, включая эффективные ядра в Core i9-13900K. Разделим длинную диаграмму на две части и рассмотрим сначала тесты без AVX-512.

Как хорошо видно на диаграмме, особого улучшения именно в темпе инструкций исполняемых за такт в Zen 4 по сравнению с Zen 3 не видно — точно нет даже 10% в среднем. Да, в ряде случаев наблюдаются приросты порядка 15% и даже 25%, но лишь в единичных подтестах, вроде And Integer 64, Div AVX256 Float, Div SSE128 Float, Mix Integer Float, Copy Dep Integer 64 и Xor Integer 64 — в основном целочисленные и пара делений с плавающей запятой. Но в основном разница не превышает пары-тройки процентов, а в среднем это всего лишь 6%.

Так что получается, AMD всех обманула? Почему у нас не получился прирост в 19% даже близко? Вполне вероятно, что под аббревиатурой IPC в своих слайдах компания AMD понимает не темп в количестве исполняемых инструкций за такт, а просто общую производительность CPU на фиксированной частоте, и сравнивает разные модели с учетом как их микроархитектурных изменений, так и с влиянием увеличенных кэшей и буферов. Более высокоуровневую оценку по сравнению с темпом исполнения инструкций. В таком случае этот тест оценивает несколько иное, но и 6% для IPC в его привычном понимании — это уже неплохо, если говорить именно о среднем темпе исполнения инструкций за такт.

Что же касается сравнения с конкурентом, то у процессоров AMD и Intel есть свои явные сильные и слабые стороны, которые хорошо видно на диаграмме, но в среднем, как ни странно, разница между AMD Ryzen 9 7950X и Intel Core i9-13900K оказалась даже меньше, чем между парой процессоров AMD — всего лишь 3%. Это говорит о мощной конкуренции на рынке x86-процессоров и о том, что довольно большой вклад в общую производительность составляет именно тактовая частота CPU, что мы обычно и видим на практике.

Осталось только посмотреть на темп исполнения инструкций AVX-512, но сравнивать новый процессор AMD тут придется лишь со стареньким Core i9-11900K — все остальные процессоры Intel не поддерживают этот набор инструкций — ими же разработанный.

Особенно добавить тут нечего — Ryzen 9 7950X отлично смотрится на фоне Core i9-11900K. Так что получается, не так уж плох подход AMD с их «умеренной» реализацией поддержки AVX-512? Есть одно но — сравниваем то мы их новый CPU с процессором конкурента, который вышел почти два года назад и использовал техпроцесс 14 нм. Наверняка более новые модели процессоров Intel с поддержкой AVX-512 предложили бы более высокий темп исполнения этих инструкций. По крайней мере, по остальным инструкциям тот же 13900K быстрее 11900K в среднем на 17%. Но на нет и суда нет, поддержки AVX-512 все новые процессоры Intel лишены и это явное преимущество линейки AMD.

Синтетические тесты Sandra

Чисто синтетические тесты производительности из пакетов вроде Sandra и AIDA64 также могут быть интересны для оценки низкоуровневой производительности в специализированных задачах, хотя они и претендуют на некоторую универсальность.

Sandra, синтетические тесты CPU
  CPU Overall CPU Crypto CPU Scientific Neural Network High Precision
Ryzen 9 7950X 26 34,3 96,1 22,3
Ryzen 9 5950X 17,1 22,3 56,5 13,6
Core i9-13900K 21,7 40,7 88,3 19,2
Core i9-12900K 16,8 32 81,5 15,4

Первая группа тестов показывает относительную производительность в разных задачах и некий общий счет (CPU Overall), вычисленный из всех результатов. И по нему Ryzen 9 7950X четко занимает первое место, обойдя своего предшественника более чем на 50%, а соперника в виде 13900K — почти на 20%. Результат очень сильный, но по отдельным подтестам видно, что в некоторых случаях новый Ryzen проигрывал конкуренту Intel — в криптографическом тесте, например. Но в остальных подтестах преимущество новинки AMD было впечатляющим, особенно в мультимедийных:

Sandra, мультимедийные тесты CPU
  CPU Multi-media, Mpix/s CPU Image Processing, Mpix/s
Ryzen 9 7950X 3769 2550
Ryzen 9 5950X 2653 1206
Core i9-13900K 2500 1611
Core i9-12900K 1818 1160

Эти тесты показывают вычислительную производительность при обработке медиаданных, и тут конкурентов у Ryzen 9 7950X просто нет — преимущество над 5950X дошло до более чем двукратного, а лучший процессор Intel отстал более чем на 50%. Но не забываем, что это чисто синтетические тесты с определенной специализацией. Вероятно, они лучше подходят для процессоров AMD, ведь даже Ryzen 9 5950X выступил весьма неплохо. Рассмотрим тесты из еще одного универсального пакета.

Синтетические тесты AIDA64

Это также чисто синтетические тесты, которые показывают производительность в задачах с определенной специализацией. Например, CPU Queen использует целочисленные операции при решении классической шахматной задачи, а AES — скорость шифрования по одноименному криптографическому алгоритму:

AIDA64, синтетические тесты CPU
  CPU Queen CPU AES
Ryzen 9 7950X 204598 381168
Ryzen 9 5950X 160590 278900
Core i9-13900K 159727 298714
Core i9-12900K 116837 206969

В первой паре тестов видим явное преимущество нового процессора AMD — добавление DDR5-памяти, увеличение тактовой частоты и энергопотребления сделало Ryzen 9 7950X явным лидером многих тестов, включая эту пару — новинка быстрее Ryzen 9 5950X до 27%-35%. Да и Core i9-13900K тут показал результаты лишь на уровне предыдущей модели Ryzen.

AIDA64, синтетические тесты CPU
  CPU Photoworxx CPU Zlib CPU SHA3
Ryzen 9 7950X 42233 2458 11026
Ryzen 9 5950X 20443 1725 7132
Core i9-13900K 47943 2470 9096
Core i9-12900K 48280 1614 6005

Первые два теста очередной диаграммы также используют целочисленные операции для вычислений над изображениями и при сжатии информации, а SHA3 — еще один криптографический алгоритм. И вот тут уже процессоры Intel смотрятся заметно сильнее — особенно в тесте обработки изображений. Новый Ryzen 9 7950X явно сильнее предшественника, его преимущество в случае того же теста оказалось более чем двукратным.

AIDA64, синтетические тесты CPU
  FPU Julia FPU Mandel FPU SinJulia FP32 Raytrace FP64 Raytrace
Ryzen 9 7950X 258887 136333 33315 63480 34092
Ryzen 9 5950X 200288 110480 25648 33106 17504
Core i9-13900K 179604 89936 19928 36395 19816
Core i9-12900K 132533 66803 14654 27899 15152

Третья и самая многочисленная пачка тестов из AIDA64 включает тесты производительности операций с плавающей запятой, включая инструкции всех вариантов SSE и AVX/AVX2. Результаты процессоров AMD в этих тестах всегда были сравнительно высокими, и даже Ryzen 9 5950X показывает производительность чаще всего лучше, чем у Core i9-13900K, ну а новый Ryzen так и вовсе стал явным лидером этих синтетических тестов, его преимущество над конкурентом Intel составило от 45% до 75%. Предшественника же новинка обогнала на 23%-30%, но в случае тестов трассировки лучей преимущество вплотную приближается к двукратному.

Бенчмарк CPU-Z

Еще один синтетический тест, который мы решили включить в этот раздел — ближе всего он к тестам рендеринга и по нему также очень удобно сравнивать однопоточную и многопоточную производительность процессоров. В случае Ryzen 9 7950X использовался вариант теста AVX-512, который позволил немного увеличить производительность по сравнению с остальными CPU.

CPU-Z, однопоточная нагрузка
  1T 1T AVX2/AVX512
Ryzen 9 7950X 268 1039
Ryzen 9 5950X 230 781
Core i9-13900K 289 1336
Core i9-12900K 259 1190

По пиковой однопоточной производительности всегда были сильны процессоры Intel, это подтверждается и результатами теста CPU-Z — Core i9-13900K быстрее нового Ryzen 9 7950X в таких условиях, что с использованием AVX (более чем на 20%!), что без этих инструкций. По сравнению же с предшествующим Ryzen 9 5950X, новый процессор AMD оказался на 33% быстрее в однопотоке с применением AVX — это ожидаемый результат. Но нас больше интересует многопоточная нагрузка, которая должна быть усилена в новой модели процессора:

CPU-Z, многопоточная нагрузка
  MT MT AVX2/AVX512
Ryzen 9 7950X 5313 20203
Ryzen 9 5950X 4313 14200
Core i9-13900K 5192 17334
Core i9-12900K 3484 13548

И в этом случае мы видим очень сильный результат — если в обычном тесте без AVX-инструкций преимущество новинки не так уж велико: 2% над конкурентом и 23% над предшественником, то более производительный вариант теста принес 23% преимущества над самым новым Core i9 и целых 42% — над Ryzen 9 5950X — это мощная заявка на сильные результаты и в других многопоточных тестах нашего материала.

Общие тесты

Давайте перейдем к менее синтетическим тестам, которые измеряют производительность систем в нескольких типах прикладных задач, заодно и выводят некое усредненное значение, показывающее общую производительность, вроде пакета PCMark 10. У такого подхода есть и плюсы (простота оценки по единому значению для целого направления ПО) и минусы (стараются охватить слишком многое и делают это неидеально), но чаще всего процессоры в нем все же тестируются.

PCMark 10 Extended
  Overall Essentials Productivity DCC Gaming
Ryzen 9 7950X 13895 12102 12343 18886 38085
Ryzen 9 5950X 12410 10686 10240 16939 35000
Core i9-13900K 14036 12786 12623 18356 34971
Core i9-12900K 13770 12248 11635 18906 36060

Новая модель Ryzen 9 7950X в этом тесте показывает не такие уж сильные результаты — изменения в архитектуре, увеличение тактовой частоты и использование нового типа быстрой DDR5-памяти сделали новый CPU лишь до 20% быстрее предшествующей модели, да и не во всех типах задач. Показатели производительности при офисной работе и нагрузках при обработке цифрового контента показывают несколько меньший прирост порядка 12%-13%, а в игровом тесте преимущество и того меньше. С другой стороны, прирост скорости в этих тестах позволил Ryzen 9 7950X быть примерно наравне с его основным конкурентом в виде Core i9-13900К, даже несмотря на то что последний имеет преимущество в количестве вычислительных ядер и максимальной тактовой частоте. Вероятно, чистого упора в вычислительную производительность в PCMark просто нет.

Второй общий тест производительности, который мы рассмотрим — 3DMark CPU Profile, относящийся больше к игровой производительности. В этом подтесте Ryzen 9 7950X обгоняет предшественника не так заметно — на 18% в однопоточном режиме и на 23% — в многопоточном. Так получилось во многом из-за роста теплового пакета в процессорах для платформы AM5, благодаря чему Ryzen 9 7950X удерживает более высокую частоту при нагрузке на все ядра, а Ryzen 9 5950X ее скидывает заметно больше именно при многопоточной нагрузке — даже при том, что мы сняли предел энергопотребления в 105 Вт для него. Преимущество новинки достаточно весомое, хотя и не максимальное среди (полу)синтетических тестов.

3DMark 10 CPU Profile
  1T MT
Ryzen 9 7950X 1113 16515
Ryzen 9 5950X 943 13400
Core i9-13900K 1250 16974
Core i9-12900K 1108 11985

А вот Core i9-13900K быстрее новинки и в том случае, когда нагрузка лежит на одном ядре и когда распределена на все имеющиеся. И если в последнем случае разница между лучшими CPU двух производителей составляет жалкие 3%, которыми можно пренебречь, то в однопотоке это уже 11%, что весьма немало. Частично это объясняется тем, что 16 одинаковых мощных ядер эффективнее в многопотоке, по сравнению с даже большим количеством ядер, но часть из которых менее производительна. А то, что однопоточная нагрузка до сих пор лучше исполняется на процессорах Intel уже в нескольких тестах — тревожный звоночек перед игровыми тестами.

3DMark 10 CPU Benchmarks
  Time Spy Extreme CPU Time Spy CPU Night Raid CPU Sky Diver Physics
Ryzen 9 7950X 12648 15933 14732 54007
Ryzen 9 5950X 9585 12897 12288 40902
Core i9-13900K 13402 21698 23377 62751
Core i9-12900K 9270 19118 20822 35561

Еще пачка процессорных тестов из 3DMark — чаще всего это физические расчеты, умеющие использовать многопоточность, но с разной степенью эффективности. Преимущество новинки над Ryzen 9 5950X составило от 20% до 32%, а вот Core i9-13900K оказался явно быстрее лучшего представителя нового семейства процессоров AMD. Пока что все указывает на то, что в игровой нагрузке лидером останется лучший CPU Intel.

JetStream 2.0 Web Benchmark
  Score
Ryzen 9 7950X 318,2
Ryzen 9 5950X 245,5
Core i9-13900K 345,3
Core i9-12900K 319,4

И последний тест, который мы не приткнули в другие разделы — браузерный бенчмарк JetStream 2.0, измеряющий производительность кода на JavaScript и WebAssembly. Для тестов мы использовали обновленную версию Microsoft Edge на движке Chromium. В этом тесте явно хуже всех справился с задачей Ryzen 9 предыдущего поколения, а новая модель 7950X оказалась быстрее на 30%. Ну а конкурирующий Core i9-13900K, в свою очередь, опередил новинку на 8%.

Рендеринг

Тесты рендеринга являются одними из самых сложных для современных процессоров из-за многопоточного характера нагрузки при трассировке лучей — современные процессоры при этом стараются поддерживать максимально возможную частоту, могут потреблять много энергии и сильно нагреваться. Недостатки системы охлаждения или питания (недостаточно качественная системная плата или блок питания) лучше всего проявляются как раз в таких тестах. Очень часто в процессе приходится поддерживать стабильную температуру внешней среды, чтобы сравнение было справедливым, так как в этих тестах топовые CPU быстро достигают максимально возможной температуры и могут начать сбрасывать частоты. Иногда приходится запускать эти тесты по несколько раз, охлаждая CPU между прогонами.

Компания AMD часто использует бенчмарк Cinebench для сравнения производительности своих процессоров с решениями конкурента — подобные нагрузки при рендеринге лучше исполняются при большем количестве ядер и потоков, чем и отличались ранние Ryzen, по сравнению с конкурирующими CPU. Вот и сейчас, хотя конкурент по количеству ядер (пусть и неравноценных) догнал и местами даже обогнал AMD, именно процессор Ryzen 9 7950X первым набрал 48000 очков в многопоточном тесте Cinebench R23 при частоте 6,45 ГГц для всех ядер и охлаждении жидким азотом. Но наше тестирование не включает возможности разгона, поэтому и значения будут не столь впечатляющими.

Cinebench R23
  1T MT
Ryzen 9 7950X 2030 37760
Ryzen 9 5950X 1580 27900
Core i9-13900K 2190 39420
Core i9-12900K 2010 27050

Первый же тест рендеринга показал преимущество нового процессора архитектуры Zen 4 над моделью предыдущего поколения — в однопоточном режиме оно было на уровне 28%, а в многопоточном — 35%. В целом, вполне соответствует обещаниям компании AMD, которая как раз и использовала в том числе и Cinebench для оценки роста относительной производительности Ryzen 9 7950X.

Но есть и небольшая ложечка дегтя — Core i9-13900K в этом тесте оказался быстрее и в однопоточном и в многопоточном вариантах теста — первое неудивительно потому, что процессоры Intel всегда сильнее в случае нагрузки с одним потоком, а второе объясняется большим количеством ядер у конкурента, пусть они и не все имеют одинаковые возможности, но это оправдывается, как видно. Правда, процессор Intel потреблял при этом заметно больше энергии — с этим мы разбираемся ближе к концу нашего материала, а сейчас речь только о производительности.

Blender 3.3
  monster junkshop classroom
Ryzen 9 7950X 296,3 175,6 140,2
Ryzen 9 5950X 211,1 131,5 98,8
Core i9-13900K 284,2 168,5 131,1
Core i9-12900K 193,6 113,2 90,2

Три тестовые сцены в Blender показывают несколько отличающиеся друг от друга результаты, но в целом все понятно — преимущество над Ryzen 9 5950X составило 34%-42%, а конкурент в этот раз был повержен — новый Ryzen 9 7950X оказался быстрее пусть и не на слишком впечатляющие 4%-7%, но все же быстрее — при разнице в количестве вычислительных ядер эта победа дорогого стоит. Интересно, что наибольшая разница между протестированными процессорами наблюдается в случае самой сложной сцены — classroom.

Corona 1.3
  Time
Ryzen 9 7950X 36
Ryzen 9 5950X 46
Core i9-13900K 36
Core i9-12900K 55

Еще один тест рендеринга — Corona, он измеряет время, затрачиваемое на отрисовку одного кадра. Два лучших представителя AMD и Intel показали идентичный результат, а вот предшествующая модель Ryzen 9 5950X отстала от рассматриваемой сегодня на 28% — это несколько меньше, чем в предыдущих тестах, но тоже вполне в рамках хорошего шага для CPU нового поколения. Интересно, что Core i9-12900K в этом тесте отстал от остальных процессоров довольно сильно.

VRay 5.02
  Score
Ryzen 9 7950X 28870
Ryzen 9 5950X 21200
Core i9-13900K 27040
Core i9-12900K 18590

Ну и последний бенчмарк с 3D-рендерингом на сегодня — VRay, он измеряет скорость отрисовки изображений для трех сцен. И в целом, его результаты повторяют то, что мы видели в предыдущих тестах раздела — прошлые поколения Core и Ryzen очень далеки от современных, новый 7950X быстрее старого 5950X на 36% (снова близко к заявлениям AMD), да и лучший процессор Intel также уступил новинке порядка 7% — при большем количестве вычислительных ядер.

Работа с фото и видео

Очередной тестовый раздел рассматривает сразу несколько программ для обработки медиаданных — фотографий и видеороликов. Это уже вполне практические задачи, вроде экспорта сотни изображений высокого разрешения в формате RAW объемом около 3 ГБ в Adobe Lightroom Classic — подобными задачами на постоянной основе занимается большинство серьезных фотографов.

Adobe Lightroom Classic 11.5
  Time
Ryzen 9 7950X 19
Ryzen 9 5950X 24
Core i9-13900K 17
Core i9-12900K 22

В этот раз мы получили неожиданный результат: похоже, в этом ПО процессоры Intel явно быстрее соперников из стана AMD. Core i9-12900K лучше справляется с задачей, чем Ryzen 9 5950X, поэтому неудивителен и проигрыш Ryzen 9 7950X его прямому конкуренту — Core i9-13900K. Хотя разница в обоих случаях составляет лишь две секунды, это 12% в случае последней пары. Ну а по сравнению с Ryzen предыдущего поколения, новый оказался на четверть быстрее — тоже маловато. Похоже, что вычислительная производительность в Adobe Lightroom не играет решающей роли. Что будет в видеоредакторе этой же компании?

Adobe Premiere Pro 2022
  Full HD 4K
Ryzen 9 7950X 68 142
Ryzen 9 5950X 86 204
Core i9-13900K 63 130
Core i9-12900K 77 157

Мы проверили рендеринг не слишком сложного проекта в форматы Full HD и 4K — многие сталкиваются с этой задачей при подготовке смонтированного ролика для стриминговых видеосервисов, так что ситуация жизненная. И снова мы видим явное преимущество по производительности процессоров Intel и в этом пакете Adobe. 12900K быстрее чем 5950X, а новый Ryzen 9 7950X уступает Core i9-13900K около 8%-9%. Не смертельно, но все же уступает. А вот над предыдущей топовой моделью Ryzen 9 преимущество получилось очень серьезным — как AMD и обещала.

Handbrake 1.5.1
  FPS Time
Ryzen 9 7950X 16,8 206
Ryzen 9 5950X 12,6 274
Core i9-13900K 17,2 200
Core i9-12900K 15,2 227

Следующий тест Handbrake — это пакет для конвертирования видеоданных в другие форматы. Мы использовали входной ролик формата H.264 и перекодировали его в формат H.265 — тоже довольно нередкая задача, встающая перед пользователями. Новый Ryzen 9 7950X показал результат, близкий к Core i9-13900K, а вот предшественника он опередил примерно на треть, что также очень близко к нашим ожиданиям.

SVT-AV1
  FPS Time
Ryzen 9 7950X 4,0 63,5
Ryzen 9 5950X 3,6 69,4
Core i9-13900K 5,7 44,2
Core i9-12900K 4,9 50,7

И второй тест перекодирования видеоданных — SVT-AV1, но уже кодирующий видеоданные в формат AV1 — относительно новый открытый стандарт. В этом случае сравнительные результаты у новинки получились заметно скромнее — конкурирующему Core i9-13900K она проиграла очень сильно — более 40%! И даже над предшественником преимущество совсем не такое, какое мы ожидали — 11%. Возможно, дело в конкретном некорректно скомпилированном проекте.

Topaz Video Enhance AI 2.6.4
  sec/frame
Ryzen 9 7950X 1,7
Ryzen 9 5950X 4,3
Core i9-13900K 2,3
Core i9-12900K 3,4

Ну и последний тест раздела — Topaz Video Enhance AI — улучшение качества видео с использованием возможностей искусственного интеллекта. Очень тяжелая вычислительная задача использует высококачественное увеличение разрешения по алгоритму Artemis High Quality с Full HD до 4K. И вот тут новый Ryzen 9 7950X раскрывает все свои возможности, используя AVX-512, вероятнее всего. Если преимущество над Core i9-13900K еще как-то можно назвать ожидаемым — 35%, то 2,5-кратное превосходство над Ryzen 9 5950X очень впечатляет!

Криптографические тесты

Еще один важный раздел тестирования производительности процессоров — криптографические задачи. Современные CPU умеют осуществлять шифрование больших объемов информации буквально на лету, и некоторые даже имеют поддержку специальных инструкций для распространенных алгоритмов, таких как AES. Первый тест — John The Ripper — свободное ПО для восстановления паролей по хешам, умеющее пользоваться всеми возможностями современных процессоров.

John The Ripper 1.9.0
  MD5 DES Blowfish
Ryzen 9 7950X 2892000 287641 45728
Ryzen 9 5950X 2191000 225087 37746
Core i9-13900K 2048000 199186 48797
Core i9-12900K 1405000 142412 32553

Наглядно видно, что преимущество новинки над предшествующим Ryzen 9 5950X составляет 21%-32% в зависимости от метода шифрования — это хороший результат для такого теста. Что касается сравнения с конкурирующим CPU Intel, то Ryzen 9 7950X заметно впереди в паре первых подтестов — преимущество порядка 40%-45%, но конкретно в случае алгоритма Blowfish соперник смог незначительно опередить новинку компании AMD.

VeraCrypt 1.25.9
  AES Twofish
Ryzen 9 7950X 24,5 7,8
Ryzen 9 5950X 16,2 6,2
Core i9-13900K 28,6 7,6
Core i9-12900K 27,4 5,1

VeraCrypt — программное обеспечение для шифрования на лету, использующее разные алгоритмы шифрования данных и умеющее использовать аппаратное ускорение шифрования на CPU. В тестах мы использовали буфер объемом 1 гигабайт и получили преимущество нового Ryzen 9 над старой моделью в более чем 50% для AES и более 25% для Twofish. Что касается сравнения с конкурирующим Core i9-13900K, то процессор (кстати, также и модель предыдущего поколения) Intel оказался заметно быстрее новинки AMD в первом тесте и чуть-чуть проиграл ей во втором.

cpuminer-opt 3.20.2 (x25x)
  SSE2 AVX AVX2/AVX512
Ryzen 9 7950X 575 720 1188
Ryzen 9 5950X 456 548 780
Core i9-13900K 648 865 1180
Core i9-12900K 460 587 840

Третий и последний криптографический тест — cpuminer-opt. Да, это программа для майнинга на процессорах, но она также использует криптографические вычисления и очень хорошо оптимизирована для исполнения на современных CPU. Для тестов мы выбрали алгоритм x25x, используемый в некоторых криптовалютах и для сравнения брали лучший результат из нескольких оптимизированных вариантов майнера, использующих наборы инструкций: SSE2, AVX2, AVX-512, а также аппаратную поддержку AES и SHA.

В результате новый Ryzen 9 7950X опередил предшествующую ему модель прошлого поколения от 26% (при использовании SSE2) до 52% (AVX2/AVX512 + SHA/VAES). Core i9-13900K лучше справился с задачей в режимах SSE2 и AVX, а в самом главном два конкурирующих процессора AMD и Intel показали практически равные результаты — при всем отличии этих процессоров по поддержке наборов инструкций и количеству исполнительных ядер.

Сжатие и распаковка

Сжатие и распаковка данных в архивах известна большинству пользователей, как и наиболее яркие представители продвинутых современных архиваторов, одним из которых долгие годы является WinRAR. Мы воспользовались встроенным бенчмарком в архиватор, который измеряет максимальную скорость сжатия данных.

WinRAR 6.11 Benchmark
  KB/s
Ryzen 9 7950X 54803
Ryzen 9 5950X 39502
Core i9-13900K 52523
Core i9-12900K 38345

Результаты WinRAR показали, что новый Ryzen 9 7950X быстрее процессора предыдущего поколения аж на 39% (выше ожиданий и данных AMD), в этом наверняка виновата более производительная DDR5-память, но и улучшенная система кэширования и повышенная тактовая частота также приложили руку к общему делу. Конкурирующий процессор Intel Core i9-13900K отстал совсем немного, но все же номинальная победа осталась за процессором AMD.

7-zip 22.01 Benchmark
  Compress Decompress
Ryzen 9 7950X 172,1 264,2
Ryzen 9 5950X 88,9 218,1
Core i9-13900K 162,6 223,3
Core i9-12900K 120,6 144,5

Второй архиватор 7-zip может быть и чуть менее популярен, но зато интересен поддержкой более эффективного и требовательного метода сжатия. В его случае отличным результатам Ryzen 9 7950X точно помогла DDR5-память и остальные улучшения Zen 4. Да, распаковка данных ускорилась всего на 21%, но зато скорость сжатия по сравнению с Ryzen 9 5950X повысилась чуть ли не вдвое! И по этому параметру процессор AMD наконец-то стал лучшим, обойдя Core i9-13900K почти на 6%. К тому же, и скорость распаковки у новинки выше — на впечатляющие 18%. Большое количество ядер, работающих на высокой частоте, а также быстрая кэш-память большого объема сделали свое дело.

Математические тесты

Этот раздел будет довольно скудным — к условно математическим задачам мы отнесли Y-Cruncher — программу для вычисления числа Пи. Особенный интерес для нас вызывает поддержка этой программой набора инструкций AVX-512, а также оптимизация этого ПО конкретно под Zen 4 в последней версии, которую мы и использовали. Проверяем, как это у них получилось:

Y-Cruncher 0.7.10
  1T MT
Ryzen 9 7950X 171,4 21,9
Ryzen 9 5950X 263,1 28,6
Core i9-13900K 194,8 22,5
Core i9-12900K 216,1 25,7

Мы протестировали вычисление миллиарда знаков числа Пи в однопоточном и многопоточном режимах. Ryzen 9 7950X с первой задачей справился в полтора раза быстрее, чем Ryzen 9 5950X, и на 14% быстрее конкурирующего Core i9-13900K. Это очень впечатляет, но куда интереснее многопоточный режим — преимущество снизилось до 31% и 3%, соответственно. С Ryzen все понятно, и разница близка к ожидаемой, а процессор Intel просто имеет очень большое количество вычислительных ядер.

MATLAB R2022b Benchmark
  LU FFT ODE Sparse 2D 3D
Ryzen 9 7950X 0,17 0,11 0,18 0,54 0,16 0,15
Ryzen 9 5950X 0,36 0,18 0,26 0,63 0,22 0,19
Core i9-13900K 0,21 0,14 0,15 0,17 0,22 0,19
Core i9-12900K 0,24 0,15 0,18 0,2 0,18 0,15

Встроенный бенчмарк в MATLAB сложно считать показательным тестом, так как он устарел и проходит на современных CPU слишком уж быстро, а его результаты сильно плавают от одного прогона к другому. Но все же он показывает, что Ryzen 9 7950X ускорился по сравнению с предшественником в среднем примерно на 37%, а вот сравнивать его результаты с Core i9-13900K сложно — уж слишком велико преимущество процессора Intel в одном из тестов. Лучше посмотрите результаты раздела научных расчетов из нашей тестовой методики 2020 года.

iXBT Application Benchmark 2020

В качестве дополнительных тестов мы прогнали и более привычный для вас тестовый набор из методики тестирования образца 2020 года, которая известна вам уже несколько лет. В ней применяются реальные приложения, лишь частично пересекающиеся с теми тестами, результаты которых вы видели в этом материале ранее.

Подробный анализ этих результатов оставим за читателем, отметим лишь несколько самых любопытных моментов. Во-первых, сразу же бросается в глаза попарно близкие результаты процессоров разных поколений AMD и Intel — они четко распределились на диаграмме: 12900K с 5950X и 13900K с 7950X — это еще раз доказывает высокую конкуренцию на рынке настольных x86-совместимых процессоров. Две компании доходят до схожих результатов своими путями и оказываются весьма близки друг к другу.

Но есть и разница. К примеру, в научных расчетах чуть лучше выступают процессоры Intel, и сегодняшняя новинка проигрывает Core i9-13900K в этом наборе тестов. То же самое касается задач архивирования данных — несмотря на то, что в предыдущих тестах Ryzen 9 7950X и Core i9-13900K были близки, в тестовом наборе iXBT 2020 лучшим оказался процессор Intel. В среднем же топовые процессоры AMD и Intel весьма близки, что и подводит к главному выводу — нужно смотреть на конкретные задачи, а не на усредненные значения по набору тестов.

Ведь сравнительная производительность Ryzen 9 7950X в различных приложениях сильно зависит от характера задачи. Новинка иногда показывает не слишком большой прирост по сравнению с предшественником, а иногда опережает его настолько сильно, что мы даже не можем сходу объяснить причины. В среднем новый CPU быстрее 16-ядерного предшественника на AM4 более чем на 30%, как и обещала AMD, а вот что касается Core i9-13900K, то с ним сравнить сложнее — в каких-то приложениях лучше топовый процессор AMD, а в других первенствует продукт Intel, средняя разница между ними не превышает нескольких процентов. Есть случаи, вроде Topaz Video Enhance AI, когда поддержка набора инструкций AVX-512 дает новому Ryzen 9 подавляющее преимущество вообще перед всеми остальными моделями CPU. Также очень большой прирост производительности отмечается в приложениях рендеринга и кодирования видеоданных.

А вот исследование игровой производительности, как и производительность интегрированной графики мы оставляем на отдельный материал — уж слишком большой получается эта статья. Сейчас же откроем лишь то, что Ryzen 9 5950X в нашем игровом наборе оказался медленнее примерно на 10%, а вот конкурент в виде Core i9-13900K — быстрее в среднем на 6%. Но в играх то же самое, что и с ПО — есть как игровые проекты, в которых преимущество остается за Intel, так и обратные случаи, где Ryzen выступает явно сильнее лучшего процессора конкурирующей компании. Что касается интегрированной графики, то даже сама AMD говорит, что она не годится для серьезных игр, а может просто выводить несложное 2D/3D и кодировать/декодировать видеоданные. Как офисное решение оно годится, но не более того — это примерно уровень конкурирующего Core i9-13900K. Впрочем, мы все равно исследуем производительность интегрированной графики в играх, просто чуть позже.

Энергопотребление и температура

Оценка энергопотребления современных процессоров стала непростым и в целом довольно странным занятием, так как сейчас сложно что-то уверенно сказать лишь по показателям потребления процессоров, установленным производителями. Пиковое энергопотребление процессоров обычно определяется расчетной тепловой мощностью — TDP (ну или PL1), и раньше эти значения действительно означали именно пиковое энергопотребление CPU. Более того — иногда это и сейчас так же, но точно не в случае топовых моделей, в которых реализованы многочисленные функции повышения частот с разными названиями. Они позволяют выходить за пределы номинального энергопотребления, чаще всего на какое-то время, но иногда и неограниченно. И то, насколько далеко может зайти процессор за установленное производителем значение, зависит сразу от нескольких факторов: ограничитель потребления в турборежиме (PL2), изменяемых пределов пиковой частоты, температурных характеристик и так далее. И эти турборежимы могут доходить до потребления энергии, превышающего номинальные значения TDP вдвое и даже более. При этом, у AMD и Intel еще и разные определения лимитов потребления, отличающаяся работа турборежимов и лимитов, да и управляют всем этим процессоры разных производителей несколько иначе.

Судя по результатам наших тестов по пиковому потреблению, Ryzen 9 7950X способен на максимальное потребление порядка 210 Вт — что почти на четверть выше, чем значение TDP в 170 Вт, установленное для него. Ограничение Power Package Tracking для системных плат AM5 при использовании с процессорами семейства Ryzen 7000, имеющими TDP в 170 Вт, должно составлять 230 Вт — почти так и получилось, недобрали совсем немного. Однако при большем потреблении энергии по сравнению с аналогичной моделью на архитектуре Zen 3, топовый процессор серии Ryzen 7000 отличается заметно более высокой рабочей частотой вычислительных ядер — как в многопоточном режиме, так при работе одного ядра.

В практических задачах с однопоточной загрузкой новый процессор Ryzen 9 7950X работает на частоте 5,7 ГГц или 5,6 ГГц — в зависимости от задачи, но чаще всего максимальная частота в таких случаях составляет 5,6 ГГц, плюс 100 МГц наблюдаются редко. При средней нагрузке на четыре-восемь ядер частота падает до 5,4-5,5 ГГц и далее до 5,1-5,2. Минимальная же частота при многопоточной нагрузке составляет порядка 5,0 ГГц, а изредка она даже может падать до 4,6-4,8 ГГц — в случае крайне тяжелой синтетической многопоточной нагрузки, вроде бенчмарков с рендерингом и синтетических вычислительных тестов.

Также в случае Zen 4 интересно то, что ядра из разных чиплетов CCD часто работают на отличающихся частотах — один из кристаллов считается главным, его ядра способны работать на более высокой частоте и при распределении нагрузки используются первыми. Ядра же второго чиплета CCD подключаются, лишь когда потоков становится слишком много для восьми ядер первого, и частоты ядер условно вторичного CCD будут ниже на пару сотен мегагерц. Это просто особенность работы новых процессоров Ryzen 7000, кто-то сравнивает такой подход с разделением на высокопроизводительные и энергоэффективные ядра, как сделано в мобильных системах-на-чипе и в процессорах Intel, но это не совсем корректно — ведь разные CCD просто отличаются по максимальным достигаемым частотам, оставаясь идентичными во всем остальном.

Энергопотребление
  В простое Игра Максимум
Ryzen 9 7950X 14 123 210
Ryzen 9 5950X 25 117 202
Core i9-13900K 14 165 290
Core i9-12900K 13 130 235

Рассмотрим данные энергопотребления отдельно процессоров в трех разных сценариях — простой, игра и режим максимального потребления, в котором для создания нагрузки использовались Cinebench и Y-Cruncher. А в игровом режиме запускалась игра Hitman 3 с тестовой сценой Dartmoor, которая нагружает как видеокарту, так и центральный процессор системы.

Результаты показывают, что при серьезной многопоточной нагрузке процессор Ryzen 9 7950X способен потреблять до 210 Вт, немного не доходя до максимально возможного потребления в 230 Вт. Интересно, что Ryzen 9 предыдущего поколения заметно сильнее превзошел свое значение TDP в режиме со снятым ограничением по питанию — он потреблял чуть ли не столько же, сколько и новинка. О процессорах Intel и не говорим — Core i9-13900K в таком требовательном режиме потребляет уже под 300 Вт, что ставит его энергоэффективность под вопрос — с учетом примерно равной с Ryzen 9 7950X производительностью в большинстве задач.

А вот в игровом режиме потребление всех процессоров заметно ниже — даже такая ресурсоемкая для CPU игра, как Hitman 3, не может заставить их потреблять больше 120—165 Вт — то есть потребление падает почти вдвое относительно максимального. При этом новый Ryzen 9 7950X потребляет лишь чуть больше старого Ryzen 9 5950X, но обеспечивает бо́льшую производительность, а конкурент новинки в лице Core i9-13900K снова явно выделяется худшей энергоэффективностью, став самым потребляющим CPU в игровых условиях.

Что касается ограничений, то в задачах рендеринга вроде Cinebench процессор Ryzen 9 7950X всегда упирается именно в предел по температуре, ведь по потреблению остается запас 20-30 Вт. В играх ситуация сильно проще, особенно если речь идет о реалистичной нагрузке при высоком разрешении рендеринга, когда мощный многоядерный CPU не загружается даже на треть своих возможностей. И даже в процессороемких играх потребление остается в пределах 120—140 Вт, а температура ядер далека от верхней границы — 60-70 градусов максимум, а чаще даже меньше. Его предшественник — Ryzen 9 5950X — потребляет при такой же нагрузке примерно столько же энергии и греется даже чуть меньше, но при этом и обеспечивает меньшую игровую производительность.

Температурный режим
  В простое Игра Максимум
Ryzen 9 7950X 37 63 95
Ryzen 9 5950X 33 61 81
Core i9-13900K 31 68 100
Core i9-12900K 30 65 100

В простое температуры всех процессоров близки, хотя новый Ryzen 9 7950X нагревается чуть больше остальных. В играх проблем не будет — все процессоры греются умеренно, а вот режим максимальной многопоточной нагрузки сразу же ставит свежие топовые процессоры на колени — они всегда упираются в температурный предел: 95 градусов для AMD Ryzen и 100 для Intel Core. И, несмотря на то, что для старших Ryzen рекомендуется использовать системы жидкостного охлаждения с радиаторами от 240 мм, это не поможет избавиться от упора в 95 градусный предел — мы использовали трехсекционную СВО с тремя мощными вентиляторами (360 мм), но даже производительные кастомные водянки не справляются с задачей держать температуру ниже этого значения. Во многом потому, что основная проблема не в рассеивании тепла с радиатора, а в снятии его с крышки и кристаллов процессора.

Частично проблемы с мгновенным нагревом до 95 градусов в самых тяжелых приложениях обусловлены не самой удачной теплорассеивающей крышкой новых Ryzen 7000 — они слишком толстые (вероятно, так получилось из-за желания обеспечить совместимость старых кулеров с Socket AM5) и явно имеют меньшую общую площадь, по сравнению с Ryzen 5000. Все это осложняет теплоотвод и с высокими температурами топовых Ryzen нового поколения просто ничего не поделать. Ryzen 9 7950X по сравнению с предшественником из-за роста максимального потребления и недостатков теплорассеивающей крышки греться стал заметно больше и происходит это быстрее. И догнать по частотам лучший процессор Intel тоже не получилось, несмотря на преимущество по техпроцессу. Возможно, разделение на небольшие чиплеты, от которых нужно эффективно отвести тепло к крышке, также затрудняет дело.

Тем же, кто беспокоится за длительную работу CPU в предельном температурном режиме и кому не нужны рекорды производительности (хотя зачем им топовый Ryzen, в таком случае?), можно посоветовать способ снижения максимальной температуры — в технологии Precision Boost 2, управляющей частотой и напряжениями, есть значение максимальной разрешенной температуры Thermal Throttle Limit, при превышении которой частота вычислительных ядер будет снижаться — по умолчанию это 95 °C. Если ограничить ее более спокойным уровнем в 80-90 °C, то максимальная температура процессора снизится вместе с его пиковой производительностью в тяжелых приложениях. То есть, баланс производительности и температурного режима вы можете настроить самостоятельно.

Выводы

Компания AMD добилась серьезных улучшений в Zen 4 по сравнению с предыдущими архитектурами, флагманский процессор Ryzen 9 7950X работает на высокой частоте в одноядерных нагрузках и многопоточных приложениях. Ранние заявления AMD о повышении производительности в расчете на такт на 13% по сравнению с Ryzen 5000 оказались близкими к истине, а общее улучшение производительности в одноядерном режиме в некоторых случаях достигает 25%-30% — заметное улучшение по сравнению с процессором AMD Ryzen 9 5950X, который прилично проигрывает новинке. По многопоточной производительности превосходство Ryzen 9 7950X достигает 30%-35% и даже выше в редких случаях, и это — очень большой прирост, заметный даже на глаз. Конечно, частично это связано с применением более скоростной памяти DDR5 и с повышенным уровнем потребления энергии процессором, но не только.

Zen 4 сочетает архитектурные изменения с улучшениями техпроцесса для повышения производительности. Но при этом в AMD не делали глобальных микроархитектурных изменений, чтобы снизить риски. Архитектурные изменения в основном были сосредоточены на более эффективном использовании уже существующих вычислительных мощностей. Основные преимущества Zen 4 перед Zen 3: улучшение предсказания ветвлений, увеличение объема внутренних буферов и кэшей, в частности — удвоение объема L2-кэша. В Zen 3 уже был быстрый блок предсказания ветвлений, но в Zen 4 его еще улучшили, что помогло эффективнее использовать возможности исполнительных блоков за счет сокращения бесполезной работы. Zen 4 также способен продуктивнее снабжать данными исполнительные блоки из-за значительного прироста пропускной способности DDR5-памяти по сравнению с DDR4. А увеличенный L2-кэш помогает снизить среднюю задержку при обращении к памяти — Intel применила такую стратегию в Raptor Lake, когда L2 в P-ядрах был увеличен с 1,25 МБ до 2 МБ.

Когда говорят об улучшениях производительности, то чаще всего имеют в виду увеличение IPC, но тактовая частота имеет не меньшее значение — производительность увеличивается с ее увеличением почти линейно, если кэши работают достаточно хорошо, устраняя узкие места доступа к оперативной памяти. И при выборе между увеличением кристалла и ростом тактовой частоты проще получить более высокую общую производительность именно во втором случае. Вероятно, в AMD решили не усложнять такие структуры, как планировщики и очереди хранения именно в пользу повышения частоты ядра, и тактовая частота у Zen 4 получилась заметно выше. Кроме этого, нужно учесть поддержку AVX-512 инструкций. Программное обеспечение, использующее их, сможет выполнять тот же объем работы при помощи меньшего количества инструкций, а это хоть и более низкий IPC, но зато более высокая общая производительность за такт. В реальных рабочих нагрузках, которые используют преимущества AVX-512, Ryzen 9 7950X имеет большое преимущество перед предшественником и главным конкурентом из ассортимента Intel — Core i9-13900K.

Архитектурные и компоновочные улучшения позволили увеличить отрыв новинки от предыдущей версии лучшего процессора компании. Если сравнивать топового представителя Zen 4 с аналогом из предыдущей микроархитектуры Zen 3, то можно констатировать ощутимый прирост в многопоточной производительности, который произошел из-за многих факторов: переход на 5-нанометровый техпроцесс TSMC, более высокая частота работы, переход на DDR5-память, повышенный предел энергопотребления — все это и обеспечило очень серьезное улучшение производительности. Хотя флагманская модель семейства и не предложила увеличенное количество вычислительных ядер, она все равно значительно опережает предшественника за счет роста производительности на такт и увеличения тактовой частоты.

Так что для рабочих ПК, предназначенных для работы над 3D-графикой и другим цифровым контентом, модель Ryzen 9 7950X подходит очень хорошо. Лучший на сегодня процессор AMD показал рекордную однопоточную и многопоточную производительность, по сравнению с Intel Core i9-12900K. На момент своего выхода Ryzen 9 7950X был самым мощным x86-совместимым процессором для настольных ПК, и даже после выхода Intel Core i9-13900K рассматриваемый сегодня CPU может поспорить с новинкой конкурента во многих случаях. А с учетом меньшего потребления энергии в предельных тестах, новый Ryzen 9 можно назвать наиболее энергоэффективным топовым процессором. Компания AMD в очередной раз выпустила очень конкурентоспособный продукт для самых требовательных задач, поставив рекорды производительности в некоторых из них. А вот рекомендованная розничная цена для западного рынка в $699 хотя и оказалась ниже, чем $799 для Ryzen 9 5950X в свое время, но конкуренция заставила AMD изменить цены на модели линейки Ryzen 7000 — здоровая конкуренция всегда во благо.

Начальная ценовая политика AMD по новой линейке была довольно... смелой, и ее пришлось менять по ходу под напором сложившейся рыночной ситуации. Сначала они выставили довольно оптимистичные рекомендованные цены, которые с учетом перехода на DDR5-память делали новую платформу не слишком выгодной, по сравнению с аналогичными решениями конкурента. Неудивительно, что продажи новых моделей CPU в первые месяцы после анонса не оправдали ожиданий компании, и им пришлось снижать цены, увеличивая привлекательность своих процессоров. И розничные цены Ryzen 9 7950X довольно быстро упали с рекомендованных $699 до менее чем $600 в западноамериканских магазинах. Да и у нас цены снизились быстрее обычного, и отличный процессор Ryzen 9 7950X стал несколько выгоднее.

Увы, но рост производительности и энергопотребления привел и к другим, вполне закономерным последствиям. По сравнению с топовым же процессором из предыдущего поколения — Ryzen 9 5950X, новый процессор линейки Ryzen 7000 нагревается заметно сильнее, и в многопоточных тестах пиковой производительности практически всегда быстро достигает максимальной рабочей температуры в 95 °C — а далее тактовые частоты вычислительных ядер уже начинают понемногу снижаться при помощи технологии Precision Boost Overdrive. К сожалению, в новом процессоре несколько ухудшился теплоотвод от кристаллов новых CPU — стоило ли сохранять совместимость систем охлаждения такой ценой? Но AMD говорит, что 95 °C — это вполне нормальный рабочий режим, а ограничение можно изменить под нужды конкретного пользователя, и даже повысить его выше 100 °C при ручном разгоне. Такой нагрев вряд ли порадует тех, кто привык к куда более прохладным моделям Ryzen, для охлаждения которых не нужны сверхэффективные системы охлаждения, но для них скоро выйдут процессоры с меньшим энергопотреблением.

Справочник по ценам

31 декабря 2022 Г.