Os primeiros processadores Ryzen baseados na microarquitetura Zen foram lançados em 2017. Sua aparição não apenas marcou o retorno da AMD ao grande jogo do mercado de processadores, mas também ativou todo o processo de competição. Desde então, as gerações de CPU mudaram com muito mais frequência e os ganhos de desempenho que ocorrem em cada estágio desse progresso tornaram-se muito mais perceptíveis para os usuários.
Se você acompanhar os anúncios da Ryzen de 2017 até os dias atuais, verá que a AMD tem tentado atualizar os processadores de consumo anualmente. No entanto, devido à pandemia de coronavírus e à escassez global de chips, 2021 foi uma exceção a essa regra, com a família Ryzen 5000 permanecendo no topo da linha da AMD por um segundo mandato. A Intel aproveitou efetivamente essa pausa forçada, que, ao contrário de seu concorrente, conseguiu aumentar o ritmo das atualizações e conseguiu trazer duas novas gerações de CPUs ao mercado de uma só vez no ano passado: Rocket Lake e Alder Lake. Com isso, a AMD se viu em uma posição de recuperação: os processadores que ofereceu no primeiro semestre de 2022 definitivamente perderam para os produtos concorrentes tanto em termos de desempenho puro, principalmente jogos, quanto em relação ao preço.
É por isso que o outono de 2022, quando AMD e Intel iriam mais uma vez atualizar suas soluções para o mercado consumidor, era tão esperado. Uma nova batalha brilhante pela liderança no mercado de CPU para desktop estava se formando, e se a Intel iria se limitar a uma melhoria evolutiva geral do produto de última geração, a AMD, ao que parecia, estava planejando uma revolução. A empresa não prometeu, talvez, um aumento no número de núcleos de computação, mas estava preparando muitas outras coisas: uma microarquitetura Zen 4 aprimorada, uma nova plataforma Socket AM5 com suporte para PCIe 5.0 e DDR5, a introdução de um processo tecnológico mais avançado e velocidades de clock visivelmente aumentadas.
E agora, finalmente, temos a oportunidade de conhecer a nova geração de Ryzen. Vamos começar os testes detalhados de novos produtos com a solução mais avançada e produtiva – nesta análise falaremos sobre o Ryzen 9 7950X de 16 núcleos, que, segundo a própria AMD, deve elevar a barra de desempenho em cerca de 30% acima do nível estabelecido pelo Ryzen 9 5950X.
No entanto, mesmo que ocorra um aumento tão impressionante, o destino do Ryzen 9 7950X promete ser difícil. Afinal, ele se opõe ao Core i9-13900K, representante da nova geração de processadores Intel Raptor Lake, que também tem do que se orgulhar em relação aos seus antecessores. Neste artigo, analisaremos quais são as perspectivas de mercado do Ryzen 9 7950X no cenário alterado – em condições em que ele terá que lutar com a nova CPU carro-chefe do concorrente. Atenção especial na análise será dada ao desempenho de jogos com novas placas de vídeo, pois quase ao mesmo tempo que o Ryzen 9 7950X, surgiram no mercado representantes da série GeForce RTX 4000, para os quais o desempenho de processadores de gerações anteriores é definitivamente não é o suficiente.
⇡#Microarquitetura Zen 4: mais profundidade de buffer e AVX-512
Você pode encontrar muitas coisas novas nos processadores Ryzen 7000: eles não apenas não se parecem com seus predecessores em sua estrutura interna e aparência, mas também funcionam como parte da plataforma Socket AM5 recém-assada. No entanto, todas as inúmeras inovações de alguma forma dependem da microarquitetura Zen 4, que está por trás de seus núcleos de processador. Começaremos com um breve conhecimento dessa microarquitetura.
A própria AMD não considera o desenvolvimento do Zen 4 um avanço fundamental. Segundo a empresa, o Zen 4 é apenas uma otimização do Zen 3, e não algo fundamentalmente novo. A AMD promete mudanças radicais na microarquitetura mais tarde – em 2024, quando se espera que o desenvolvimento do Zen 5 seja concluído.
Mas, apesar dessa atitude da AMD, o desempenho específico na microarquitetura Zen 4 cresceu bastante. Segundo a própria empresa, o aumento do IPC (número de instruções executadas por clock) em relação ao Zen 3 foi em média de 13% e, em algumas aplicações, a vantagem do Zen 4 sobre o Zen 3 na mesma frequência de clock pode chegar a 25-35 %. Por um lado, isso ainda é menor do que o aumento no IPC que ocorreu com a introdução das microarquiteturas Zen 2 e Zen 3, mas, por outro lado, o Zen 4 tem muitas melhorias relacionadas que favorecem o aumento do desempenho sem aumento do IPC. Em primeiro lugar, esta é uma transição para uma tecnologia de produção mais avançada.
A tecnologia de processo de 5 nm, que a AMD conseguiu explorar por meio de uma estreita colaboração com a TSMC, é atualmente a tecnologia mais avançada adequada para CPUs de alto desempenho. Ele oferece vantagens não apenas em velocidades de clock, mas também em termos de eficiência energética.
A TSMC diz que a tecnologia de 5 nm, em comparação com a tecnologia de processo de 7 nm, permite um aumento de 20% nas velocidades de clock ou uma redução de 40% no consumo de dispositivos semicondutores. E de acordo com a AMD, ao comparar representantes das séries Ryzen 5000 e Ryzen 7000 com os mesmos indicadores de consumo, a vantagem de desempenho dos novos processadores ultrapassa 35% e, com limites de consumo mais rígidos, só aumenta. Por exemplo, com 88 W, o Ryzen 9 7950X de 16 núcleos supera o Ryzen 9 5950X na renderização multiencadeada Cinebench R23 em 75%.
Mas a AMD não parou apenas para aumentar o desempenho por watt e enfraqueceu ainda mais os limites térmicos e de energia do Ryzen 7000. Embora o Ryzen 5000 pudesse consumir não mais que 142 watts, o limite foi adiado para 230 watts para novos processadores. Ou seja, para aumentar o desempenho multithread máximo, a AMD sacrificou parte da eficiência energética do Zen 4. Mas, por outro lado, a queda nas frequências dos principais processadores sob cargas com uso intensivo de recursos agora será significativamente menor.
Em outras palavras, na primeira onda de processadores Ryzen 7000, voltados para um público de entusiastas, a AMD se concentrou no aumento final das velocidades de clock. E a tecnologia de 5 nm serviu como uma boa ajuda: permitiu à empresa empurrá-los bem acima da marca de 5 GHz, que os processadores Ryzen das gerações anteriores não conseguiram superar. Portanto, a frequência máxima do modelo principal Ryzen 9 7950X no modo turbo atingiu 5,7 GHz.
Os engenheiros da AMD enfatizam que a alta frequência é obtida sem a ajuda de otimizações de microarquitetura. O papel principal foi desempenhado pelo processo técnico e pela interação entre AMD e TSMC, dentro do qual o design do transistor dos blocos de limitação de frequência foi ajustado nos processadores. É curioso que inicialmente a AMD contava até com a conquista da marca dos 6 GHz, mas as ambiciosas metas traçadas inicialmente, infelizmente, não foram alcançadas na prática.
Se você mergulhar na microarquitetura do Zen 4 e tentar determinar quais mudanças importantes são feitas “sob o capô” das novas CPUs, descobrirá que a maior parte do aumento do IPC vem de modificações na parte de entrada do pipeline de execução. Eles respondem por quase metade do aumento de 13% na produtividade específica. O restante do aumento depende de melhorias na previsão de ramificação e otimização de dados, enquanto outras alterações, como o aumento da memória cache ou o ajuste do domínio de execução do Zen 4, fornecem um efeito homeopático.
Isso aconteceu devido ao fato de que os engenheiros da AMD desde o início não se propuseram a remodelar a estrutura interna dos núcleos do Zen 4, mas apenas se empenharam em eliminar os gargalos mais óbvios. Portanto, não deve ser surpreendente que a maior parte das mudanças no Zen 4 seja simplesmente um aumento na profundidade dos buffers nos estágios iniciais do pipeline de execução, enquanto suas partes intermediárias e de saída não mudaram muito desde o Zen 3.
Em primeiro lugar, a AMD trabalhou para melhorar o desempenho da previsão de ramificação. Para isso, os buffers de metas de ramificação cresceram no Zen 4: o primeiro nível – 50% (até 3 mil registros) e o segundo nível – 8% (até 14 mil registros). A maior profundidade desses buffers permite que mais histórico de ramificação seja armazenado e, em última análise, isso aumenta a probabilidade de a previsão de ramificação estar correta.
Além disso, o tamanho do cache de instruções decodificadas aumentou em 68%. Sua capacidade atingiu 6750 micro-operações. Além disso, a AMD aumentou sua taxa de transferência e, no Zen 4, você pode extrair nove micro-operações por clock, em vez de oito na geração anterior. Essa melhoria afetou não apenas o desempenho, mas também a eficiência energética, já que um aumento no cache de instruções decodificadas remove parte do trabalho do decodificador, uma unidade bastante intensiva em energia no núcleo do processador.
Ao mesmo tempo, a AMD não expandiu a fila de microoperações – a última etapa da parte de entrada do pipeline. A partir dele, como antes, não podem ser enviadas mais de 6 microoperações para execução por vez. Assim, as vantagens de um cache micro-op rápido podem ser parcialmente perdidas – um aumento em sua velocidade pode desempenhar um papel apenas quando a fila não está completamente preenchida por algum motivo, por exemplo, devido a erros na previsão de ramificação e redefinição do pipeline.
O domínio de execução no Zen 4 é projetado para processar 10 operações inteiras e 6 operações de ponto flutuante em paralelo, não há mudanças em relação ao Zen 3. Mas, por outro lado, surgiram algumas melhorias na parte de saída do transportador. O buffer de retirada, no qual os resultados da execução da instrução são finalmente formados, cresceu um quarto e atingiu um tamanho de 320 instruções, permitindo que o processador se aprofunde na execução fora de ordem. O aumento de 20% nos arquivos cadastrais atendeu ao mesmo objetivo. Os arquivos de registro inteiro e real do Zen 4 podem armazenar o conteúdo de 224 e 192 registros, respectivamente, permitindo que ainda mais instruções sejam mantidas em andamento ao mesmo tempo.
A técnica proprietária do Zen 4 – aumentando a profundidade dos buffers – os desenvolvedores também realizaram blocos de carregamento e salvamento de dados. Assim, a fila de download ficou 22% mais longa, o que deve reduzir o número de conflitos ao acessar a memória cache. Mas a taxa de transferência dos blocos de carregamento e salvamento não mudou em comparação com o Zen 3 e é de três leituras ou duas gravações por clock.
O orçamento do transistor da AMD no Zen 4, que surgiu devido à transição para uma tecnologia de processo mais moderna, foi direcionado principalmente para dobrar a capacidade do cache L2. Seu volume em novos processadores chegou a 1 MB por núcleo. Mas por causa disso, a latência aumentou: em vez de 12 ciclos, como no Zen 3, agora são 14 ciclos. Junto com o cache L2, a tabela de tradução associativa, L2 TLB, também aumentou de tamanho: agora cabe até 3 mil registros em vez de 2 mil no Zen 3. Mas o cache de terceiro nível no Zen 4 não se tornou mais espaçoso. Cada complexo CCX de oito núcleos depende de 32 MB de cache L3 e sua latência em comparação com o Zen 3 aumentou em 4 ciclos para 50 ciclos devido a um aumento na frequência da CPU.
Outra mudança muito perceptível no Zen 4 é a adição de suporte para o conjunto de instruções AVX-512. Ironicamente, a Intel, pioneira na introdução desse conjunto, acabou desativando-o em Alder Lake e Raptor Lake, de modo que os processadores da série Ryzen 7000 da AMD são os únicos processadores de consumo modernos capazes de executar vetores de 512 bits. Do ponto de vista dos processadores de consumo, o conjunto AVX-512 ainda não é de grande interesse, mas ainda existem aplicativos que o utilizam. Isso inclui emuladores de console de jogos, codificador de vídeo x265 e aplicativos de IA, que geralmente estão interessados no subconjunto AVX-512 VNNI.
No entanto, o suporte para AVX-512 no Zen 4 é simplificado. Esta microarquitetura não possui verdadeiros registradores de 512 bits e unidades de execução de 512 bits. A execução das instruções AVX-512 ocorre em dois estágios em dispositivos de 256 bits, muito parecido com as instruções AVX2 trabalhadas na primeira geração do Zen. Em outras palavras, o desempenho do AVX-512 não é o forte do Zen 4. Mas uma implementação completa de seu suporte dificilmente estaria em demanda agora, então a abordagem da AMD pode ser considerada justificada, especialmente porque a AMD economizou significativamente o orçamento do transistor dessa maneira. Além disso, os desenvolvedores do Zen 4 afirmam que, mesmo com a abordagem escolhida, o desempenho em tarefas otimizadas para AVX-512 pode aumentar em pelo menos 30% simplesmente devido à maior eficiência dessas próprias instruções.
Uma abordagem bastante contida para fazer alterações na microarquitetura Zen 4 resultou no fato de que o chip CCD de oito núcleos Ryzen 7000 acabou sendo ainda menor do que os processadores das duas gerações anteriores. Sua área de matriz é de 70 mm2, enquanto a matriz CCD dos processadores Ryzen 5000 possui uma área de 80 mm2 e a do Ryzen 3000 possui 74 mm2. É verdade que o número de transistores no novo CCD de 5 nm cresceu cerca de uma vez e meia e atingiu 6,5 bilhões.
⇡#Novo IOD com gráficos integrados
Ryzen 7000 são processadores completamente novos em todas as suas partes. E os novos chipsets CCD, que usam núcleos Zen 4, também vêm com um chiplet de E / S (IOD) fundamentalmente novo, cujas mudanças, talvez, sejam ainda mais fundamentais.
Estruturalmente, como antes, todas as unidades de processamento que não estão diretamente relacionadas aos núcleos computacionais e à memória cache estão incluídas no novo IOD. Mas no Ryzen 7000, o alcance desses blocos se expandiu. Além do conjunto esperado de controlador de memória DDR5, controlador PCIe 5.0, controlador Infinity Fabric e controlador USB 3.2 Gen 2, o novo IOD também adicionou um núcleo gráfico com arquitetura RDNA 2. Assim, todos os representantes da série Ryzen 7000 receberam automaticamente gráficos e a capacidade de trabalhar sem placas gráficas discretas, como processadores Intel Core.
No entanto, uma mudança ainda mais importante foi que a produção de chipsets IOD mudou da GlobalFoundries para a TSMC. Isso possibilitou transferi-los para uma tecnologia de processo muito mais moderna: se os chipsets IOD dos processadores AMD de gerações anteriores foram fabricados de acordo com os padrões de 12/14 nm, os novos IODs são fabricados de acordo com a tecnologia de processo com uma resolução de 6 nm. Como resultado, a AMD conseguiu aumentar significativamente o orçamento do transistor do cristal de E / S – para melhorar os existentes e adicionar blocos funcionais adicionais. O novo IOD contém 3,4 bilhões de transistores (63% a mais do que antes) e sua área permanece quase inalterada em 122 mm2. Além disso, tornou-se mais eficiente em termos energéticos.
A parte principal dos transistores IOD adicionais é usada em um novo bloco para CPUs AMD de alto desempenho para desktop – o núcleo gráfico. Em geral, a GPU integrada para processadores AMD está longe de ser nova. A empresa possui uma série separada de produtos da classe APU – chips monolíticos com gráficos integrados bastante poderosos. Mas em CPUs baseadas em design de chiplet, não havia gráficos até agora.
No entanto, o núcleo gráfico adicionado ao IOD é uma solução muito básica que não pode competir com placas de vídeo de baixo custo ou com a GPU que a AMD incorpora à APU. A empresa espera apenas que o núcleo gráfico Ryzen 7000 possa ser usado em computadores de escritório e, para jogadores, só pode ser útil na fase de configuração do sistema. Em outras palavras, o Ryzen 7000 não substituirá as APUs, e os processadores com poderosos núcleos gráficos integrados continuarão sendo uma série separada de produtos AMD que serão transferidos para a arquitetura Zen 4 algum tempo depois.
No entanto, a GPU integrada implementada no chiplet IOD não é de forma alguma uma solução reduzida e inútil. Este ainda é um acelerador 3D completo com uma arquitetura moderna que, entre outras coisas, suporta até rastreamento de raios. Além disso, como se trata de uma solução com a arquitetura RDNA 2, o gráfico integrado ao IOD possui todas as capacidades necessárias para decodificar o conteúdo do vídeo. Ele suporta todos os formatos atuais, incluindo AV1, HEVC e H.264, além de poder acelerar a codificação de vídeo HEVC e H.264 por hardware. Além disso, o acesso aos mecanismos de codificação e decodificação de hardware nos processadores Ryzen 7000 é preservado mesmo quando uma placa gráfica discreta é instalada no sistema.
Outro bom bônus é a capacidade do núcleo gráfico Ryzen 7000 de exibir uma imagem simultaneamente em quatro monitores com resolução de 4K (a 60 Hz). Tanto o HDMI 2.1 quanto o DisplayPort 2.0 são teoricamente suportados, no entanto, as combinações específicas de saída do monitor variam de acordo com o fabricante da placa-mãe. O esquema mais comum provavelmente é a implementação de uma porta HDMI 2.1 com FRL e uma porta DisplayPort 1.4 com HBR3, embora a transmissão de sinal DisplayPort via USB 3.2 Type-C também seja possível.
Além dos gráficos integrados, o novo chiplet IOD também recebeu um controlador PCI Express visivelmente aprimorado. A principal mudança foi o aumento no número de linhas PCIe suportadas – agora o processador será implementado não 24, mas 28 linhas. Além disso, estamos falando de linhas padrão 5.0 com throughput dobrado, que agora chega a 4 GB/s por link. Assim, a taxa de transferência total de todo o controlador PCIe no Ryzen 7000 foi aumentada para impressionantes 112 GB / s em cada direção, o que excede até a taxa de transferência de muitos subsistemas de memória modernos.
As 28 pistas PCI Express fornecidas nos novos processadores devem ser distribuídas para o subsistema gráfico (16 pistas), a conexão com o chipset (4 pistas) e duas unidades NVMe (8 pistas). Assim, em comparação com os Ryzen anteriores, os novos processadores AMD adicionaram uma segunda interface para um SSD rápido. No entanto, os fabricantes de placas-mãe são livres para implementar um slot PCIe 5.0 x4 adicional em seus produtos, em vez do segundo slot M.2 relacionado ao processador, que pode ter um escopo mais amplo.
O controlador de porta USB 3.2 Gen 2 embutido no IOD também sofreu alterações. O número de portas que ele suporta aumentou para quatro e três portas podem ser representadas por conectores Tipo C, que não eram fornecidos nos processadores da geração anterior. . Além disso, para fins de compatibilidade, o IOD implementa adicionalmente uma porta USB 2.0.
⇡#Soquete do processador Soquete AM5: pernas em vez de orifícios
Embora o tema principal do artigo seja a nova geração de processadores Ryzen, também deve ser dada atenção à plataforma Socket AM5 desenvolvida especialmente para eles. Este é um ecossistema completamente novo que vem com o Ryzen 7000 para substituir a plataforma Socket AM4 introduzida em 2016. Teremos que falar sobre isso em detalhes, até porque os novos processadores perderam a compatibilidade com o habitual Socket AM4, e a transição para o Ryzen 7000 exigirá o uso de uma nova plataforma de qualquer maneira.
A AMD justifica a mudança para o novo soquete do processador Socket AM5 em três fatores. Em primeiro lugar, em vez de DDR4, suporta memória DDR5 mais rápida e moderna. Em segundo lugar, o novo conector foi projetado de olho em processadores muito mais poderosos em termos de consumo de energia. E em terceiro lugar, ele suporta um número maior de interfaces de alta velocidade que apareceram em novas CPUs. Juntos, esses três fatores criaram uma massa crítica e a AMD finalmente decidiu mudar para um novo ecossistema, embora essa etapa seja bastante dolorosa para muitos usuários.
À primeira vista, a mudança mais perceptível no soquete AM5 parece ser o design do próprio soquete do processador. Se o Ryzen anterior tinha pernas, agora a empresa decidiu mudar para o desempenho LGA. Com base na experiência de muitos anos de operação dos processadores LGA da Intel, podemos dizer que essa transição tem lados positivos e negativos. Entre os primeiros, pode-se atribuir um arranjo mais denso de contatos. Enquanto o soquete AM4 tinha 1331 pinos, o soquete AM5 tinha 1718 pinos do mesmo tamanho. O segundo benefício é que esses pinos são menos propensos a serem danificados, já que o ponto fraco na junção CPU/soquete agora está dentro de um soquete na placa-mãe que está definitivamente mais protegido do que a parte traseira da CPU. No entanto,
Junto com a transição para o soquete AM5, um problema bastante comum deve ser resolvido quando, ao retirar o cooler do soquete, o próprio processador é puxado para fora, firmemente “magnetizado” a ele pelas propriedades adesivas da pasta térmica. Agora os Ryzen são mantidos no soquete por uma armação de metal.
Um detalhe bastante curioso no design do soquete AM5 é que a AMD não conseguiu obter o mesmo arranjo de pinos denso em seu novo soquete como os processadores LGA1700 da Intel. Em ambos os casos, o número total de contatos é aproximadamente o mesmo (1718 versus 1700), mas a área do soquete AM5 é maior e, além disso, não há espaço livre de contatos no conector AMD, enquanto a Intel consegue deixar muito espaço dentro do LGA1700 para colocação de capacitores.
Uma parte significativa dos contatos adicionados ao soquete AM5 é necessária para fornecer aos novos processadores uma potência mais poderosa. Os processadores instalados no soquete AM4 foram projetados pensando em um TDP de 65 ou 105 W e, de acordo com a especificação, poderiam consumir até 142 W de eletricidade, enquanto a corrente de pico era limitada a 170 A. Com a transição para um novo processador socket, a AMD aumentou o orçamento para energia elétrica suportada. O pacote térmico do Ryzen 7000 chega a 170 W, e o consumo máximo pode chegar a 230 W em uma corrente de até 225 A. Em outras palavras, o soquete AM5 foi projetado com foco em multithread e alta frequência processadores, o número de núcleos em que no futuro pode exceder dezesseis.
Para otimizar o consumo de energia, a AMD adicionou tecnologias adicionais de monitoramento e gerenciamento de energia a seus processadores. Em primeiro lugar, estamos falando de algoritmos emprestados dos processadores móveis da família Ryzen 6000 e, em particular, da interface de gerenciamento de energia Scalable Voltage Interface 3 (SIV3), que ajusta com ainda mais sensibilidade a tensão de alimentação ao estado e necessidades da CPU. Na verdade, o SVI3 é um protocolo de comunicação bidirecional de alta velocidade entre o processador e o circuito de alimentação da placa-mãe, que, por um lado, permite controlar o circuito VRM multifásico e, por outro lado, monitorar seu estado. Graças ao SVI3, o processador recebe telemetria sobre o estado do conversor de energia em tempo real e pode se recusar a avaliar empiricamente seu estado.
Além disso, no soquete AM5 não dois, como antes, mas três linhas de energia independentes são conectadas ao processador. Um é para os núcleos de computação e o núcleo gráfico, o segundo alimenta os circuitos SoC, principalmente dentro do IoD, e o terceiro é usado pelas conexões do Infinity Fabric e alguns outros blocos secundários.
Embora o soquete AM5 seja fundamentalmente diferente do soquete AM4 em termos de design, a AMD manteve a compatibilidade dos sistemas de resfriamento entre as plataformas e deixou os orifícios de montagem nos mesmos lugares. Além disso, por causa disso, o Ryzen 7000 recebeu uma aparência bastante incomum da tampa do processador, que parece excessivamente grossa. Essa espessura se deve ao fato de que a AMD tentou manter inalterada a altura do processador inserido no soquete em relação à superfície da placa-mãe, o que deve garantir força de fixação suficiente para coolers antigos quando instalados em novos processadores.
É verdade que houve um problema de compatibilidade: apesar de todas as medidas tomadas, nem todos os coolers antigos são adequados para os sistemas Socket AM5. Os sistemas de refrigeração, que no caso do soquete AM4 assumiram o uso de sua própria placa de montagem na parte traseira da placa-mãe, serão problemáticos para transferir para o ecossistema do soquete AM5. O fato é que não apenas o cooler é aparafusado à placa traseira regular na nova plataforma, mas também a estrutura do soquete, por isso não é removível. Como resultado, dos antigos sistemas de refrigeração para soquete AM5, apenas aqueles que podem ser montados em uma placa de montagem padrão são adequados.
⇡#Chipsets para soquete AM5: são todos iguais
Para a plataforma Socket AM5 e processadores Ryzen 7000, a AMD preparou dois chipsets – o X670 mais antigo e o B650 mais novo, bem como suas versões “extremas”, indicadas adicionando a palavra “Extreme” ao nome da lógica do sistema. Todos eles diferem no posicionamento, o que se reflete na riqueza de possibilidades, por um lado, e na potência do circuito de alimentação do processador nas placas-mãe, por outro. Ao mesmo tempo, qualquer placa Socket AM5 em X670 e B650 suporta overclocking de CPU e memória. É verdade que as placas-mãe X670 mais caras devem ser mais adequadas às necessidades dos entusiastas devido ao design cuidadosamente projetado e à maior “margem de segurança”.
Apesar de o principal interesse dos usuários avançados ser o conjunto X670, começaremos a lidar com os recursos dos novos chipsets com o B650 mais novo, já que o chipset mais antigo é literalmente feito do mais novo – e então contaremos em mais detalhes como.
Na verdade, o B650 é um switch de faixa PCIe 4.0 com algumas funcionalidades adicionais e a capacidade de reconfigurar algumas das faixas de forma flexível. O PCIe 5.0 não é suportado no nível dos primeiros chipsets Socket AM5 e todas as conexões, incluindo o link PCIe de quatro pistas que conecta o chipset ao processador, funcionam no modo PCIe 4.0.
Para implementar slots e conectar dispositivos externos, o B650 possui um total de oito pistas PCIe 4.0. Além disso, o chipset oferece quatro pistas PCIe 3.0 que podem alternar para portas SATA. Assim, o B650 pode ter suporte para quatro portas SATA, mas não oferecer pistas PCIe 3.0; pode suportar duas portas SATA e duas pistas PCIe 3.0; ou pode não ter SATA, mas oferece quatro pistas PCIe 3.0.
Em termos de USB, o B650 tem quatro portas USB 3.2 Gen 2 de 10 Gb/s e uma porta USB 3.2 Gen 2 × 2 com uma largura de banda de 20 Gb/s, que pode ser dividida em mais duas USB 3.2 Gen 2, se necessário. para isso, o chipset possui seis portas USB 2.0 simples.
Não há diferenças técnicas entre o chipset B650 regular e sua versão “aprimorada” B650 Extreme – na verdade, eles são o mesmo chipset. A diferença se manifesta apenas no nível das placas-mãe e diz respeito ao suporte a PCIe 5.0 nos slots, que não são responsáveis pela lógica do sistema, mas pelo próprio processador. A AMD exige que todas as placas Socket AM5 tenham pelo menos um slot M.2 conectado à CPU com suporte para unidades PCIe 5.0, mas o slot da placa gráfica não é necessário para suportar PCIe 5.0. É aqui que a marcação “Extreme” se torna significativa: as placas baseadas em chipsets com esta palavra no nome devem suportar placas de vídeo PCIe 5.0, enquanto as placas do B650 regular são equipadas com um slot PCI 4.0 x16 em vez de um slot PCIe 5.0 x16.
Na era do soquete AM4, a AMD desenvolveu chipsets mais antigos por conta própria (e para fins de unificação, o X570 foi feito até de um chiplet de processador IOD) e confiou em seu parceiro ASMedia apenas para desenvolver uma lógica de sistema inferior. Mas no caso do soquete AM5, a estratégia da AMD mudou. Desta vez, a ASMedia foi responsável tanto pelo B650 quanto pelo X670, então a unificação acabou sendo diferente. O X670 mais antigo tornou-se uma lógica de sistema definida no sentido pleno dessas palavras – consiste em dois chips PCIe 4.0 x4 conectados em série, e ambos os chips são B650. A AMD os chama de chipsets “inferior” e “superior”, e a diferença entre os dois é que o chipset superior é conectado por um barramento PCIe 4.0 x4 diretamente ao processador, enquanto o inferior é conectado por um barramento PCIe 4.0 x4 semelhante ao o chipset superior.
O esquema B650 de dois chips permite que o X670 tenha quase o dobro das capacidades do chipset júnior. No total, dois chips podem fornecer 12 pistas PCIe 4.0 e 8 pistas PCIe 3.0 (que podem ser comutadas em pares para portas SATA). O número de portas USB também é dobrado, com o X670 suportando duas portas USB 3.2 Gen2×2 (20Gb/s), oito USB 3.2 Gen2 (10Gb/s) e oito portas USB 2.0. Como no B650 normal, as portas USB 3.2 Gen2 × 2 podem ser “desmontadas” em pares adicionais de portas USB 3.2 Gen2, se desejado pelo fabricante da placa-mãe.
A solução de conectar a cadeia de chips B650 ao processador parece bastante engenhosa à primeira vista, mas é preciso ter em mente que toda a abundância de pistas PCIe 4.0 e 3.0, bem como portas USB de alta velocidade, acabam se comunicando com a CPU através de um único link PCIe 4.0 x4 com largura de banda de 7,9 GB/s. E inevitavelmente se tornará um gargalo nas plataformas baseadas no X670, limitando a velocidade de todos os periféricos conectados pela lógica do sistema. Ou seja, em termos de largura de banda entre o processador e a lógica do sistema, o carro-chefe X670 não oferece nenhuma vantagem.
Nem o X670 Extreme oferece o contrário. A adição ao nome aqui significa exatamente o mesmo que no caso do B650 Extreme. Ou seja, que a placa-mãe baseada na X670 Extreme suporta placas de vídeo com interface PCI Express 5.0 x16, e nada mais. A seleção de placas capazes de aceitar placas de vídeo com o barramento mais rápido em uma classe Extreme separada deve-se aos pedidos dos fabricantes, já que a implementação de um slot PCIe 5.0 x16 requer esforços e custos adicionais – os engenheiros devem monitorar cuidadosamente o comprimento das linhas de sinal e adicione redrivers e retimers aos circuitos. Portanto, no final das contas, a marcação Extreme deve se tornar uma explicação clara para o aumento do custo dessas placas para os compradores.
⇡#Linha Ryzen 7000
É improvável que a linha de processadores Ryzen 7000 surpreenda alguém com sua composição. Desde que a AMD mudou para processadores de consumo baseados em chiplet, ela ofereceu consistentemente aos entusiastas um conjunto de quatro modelos básicos com 6, 8, 12 e 16 núcleos. Foi o que aconteceu desta vez também. O primeiro grupo de novos produtos incluiu Ryzen 5 7600X de seis núcleos e oito núcleos (CCD + IOD) e Ryzen 7 7700X de oito núcleos, bem como dois processadores montados a partir de três chiplets (2 × CCD + IOD) – Ryzen de 12 núcleos 9 7900X e Ryzen 9 7950X de 16 núcleos.
Contornando modelos de massa e orçamento, a AMD está apostando no segmento de preço superior, e o Ryzen 9 7950X, de acordo com a empresa, geralmente reivindica os louros da CPU de consumo mais produtiva do final de 2022 – início de 2023 em multithread e single- cargas roscadas. Em primeiro lugar, essas ambições são suportadas por frequências de clock que ultrapassaram com segurança a marca de 5 GHz – pelo menos esse recurso do Ryzen 7000 chama a atenção quando você se familiariza com suas especificações.
Nunca houve um aumento tão perceptível nas frequências na história do Ryzen. Até agora, a AMD conseguiu vencer na mudança de gerações e processos técnicos não mais que 400 MHz, mas com a transição para o soquete AM5, o avanço acabou sendo duas vezes mais forte. Isso se deve em parte à eliminação das restrições ao consumo de energia da CPU, que foram estabelecidas na plataforma Socket AM4. Nesse sentido, o conector Socket AM5 literalmente desamarrou as mãos da AMD.
Mas o aumento do Ryzen 7000 nas frequências turbo não é apenas sobre isso. O aumento das frequências também foi influenciado por mudanças na estratégia da tecnologia Precision Boost Overdrive 2, que agora se concentra não tanto no consumo do processador quanto em sua temperatura. Ao mesmo tempo, a temperatura máxima permitida para o próprio Ryzen 7000 aumentou de 90 para 95 graus, o que também contribuiu.
Os principais recursos da família Ryzen 7000 incluem não apenas um aumento sério nas frequências de clock. Apesar do fato de que os novos processadores não receberam núcleos de computação adicionais à sua disposição, eles usam uma nova microarquitetura com desempenho específico 13% melhorado e suporte para o conjunto de instruções AVX-512. Além disso, ao mover o Ryzen 7000 para um novo soquete de processador, a AMD reduziu significativamente o limite de consumo de energia permitido, o que permite que CPUs multi-core como Ryzen 9 7950X e Ryzen 9 7900X não desacelerem ao trabalhar com multi-core. aplicativos encadeados e com uso intensivo de recursos.
O Ryzen 9 7950X ocupa o lugar do representante sênior na família Zen 4 de encarnações de consumo. Este processador é baseado em dois cristais CCD de oito núcleos, tem um total de 16 núcleos e 64 MB de cache L3 e possui as frequências mais altas entre todos os seus irmãos. De acordo com a especificação, sua frequência base é de 4,5 GHz, e a máxima chega a 5,7 GHz.
Ao lado dele, o Ryzen 9 7900X de 12 núcleos parece quase tão impressionante quanto o carro-chefe. Seu pacote térmico também é definido para 170 W “aumentados”, a frequência base é de 4,7 GHz e o modo turbo permite overclock automático para 5,6 GHz sob cargas leves.
Quanto aos Ryzen 7 7700X e Ryzen 5 7600X mais simples e acessíveis, seu pacote térmico é definido para os 105 W que são mais familiares aos usuários da plataforma AMD anterior. Ao mesmo tempo, ambos os modelos possuem altas frequências básicas de 4,5-4,7 GHz e são inferiores aos carros-chefe apenas em termos de frequência no modo turbo. O Ryzen 7 7700X atinge o máximo de 5,4 GHz, enquanto o Ryzen 5 7600X atinge o máximo de 5,3 GHz. Além disso, como o octa-core e o hexa-core são baseados no mesmo chip CCD, eles têm apenas 32 MB de cache L3.
Assim, a família Ryzen 7000 parece semelhante à família predecessora Ryzen 5000 apenas à primeira vista. Na verdade, existem muitas diferenças: microarquitetura diferente, frequências mais altas e restrições de consumo mais liberais, suporte a DDR5 e gráficos integrados e, no final, uma tecnologia de produção mais moderna com padrões de 5 nm.
⇡#Mais sobre Ryzen 9 7950X
Tendo focado na última seção nas frequências de clock bastante aumentadas dos processadores Ryzen 7000, somos forçados a fazer uma reserva imediatamente: na realidade, não há garantias de que essas frequências serão realmente alcançadas. Nas famílias anteriores de processadores, a AMD trabalhou muito para garantir que, sob cargas de trabalho de baixo processamento, suas CPUs realmente desenvolvessem as frequências declaradas na especificação ou até mais altas. Com novos processadores, todo o progresso nessa área foi revertido e, na prática, o Ryzen 9 7950X a 5,7 GHz não funciona com nenhuma carga séria de thread único. O máximo real de sua frequência é algo em torno de 5,6 GHz.
Além disso, com o lançamento da versão da biblioteca AGESA 1.0.0.3, a situação piorou: a AMD mudou ligeiramente a fórmula de frequência nelas, tornando-a ainda mais conservadora. Agora chegar a 5,7 GHz com um núcleo ativo ficou ainda mais improvável, e com mais de quatro núcleos ativos, o processador é terminantemente proibido de elevar a frequência acima de 5,5 GHz.
Como a fórmula de frequência do Ryzen 9 7950X se parece na realidade pode ser vista no gráfico abaixo. Para construí-lo, usamos nosso método usual – executando a renderização no Cinebench R23 com um limite no número de threads. A curva acima mostra claramente que a frequência máxima honesta do Ryzen 9 7950X no modo turbo é de 5,6 GHz. E a frequência mínima no Cinebench R23 é de 5,0 a 4,8 GHz. Mas se a carga multithread for ainda mais séria, a frequência dos núcleos Ryzen 9 7950X pode cair para 4,45-4,65 GHz – essa situação é observada, por exemplo, no Prime95 AVX2.
Outra característica do Ryzen 9 7950X é a operação de cristais CCD em diferentes frequências. Além disso, suas funções no processador são diferentes. O primeiro cristal é o principal, sempre é ativado em primeiro lugar e é capaz de operar em frequências mais altas. O segundo cristal está incluído no trabalho apenas em cargas multiencadeadas (com mais de oito encadeamentos), e suas frequências estão em algum lugar 150-250 MHz abaixo do primeiro. É por isso que duas curvas são desenhadas ao mesmo tempo no gráfico acima – elas se referem às frequências de CCD1 e CCD2.
Assim, o Ryzen 9 7950X, como os processadores concorrentes, possui seu próprio tipo de núcleo produtivo e com baixo consumo de energia. Mas todos são baseados na mesma microarquitetura do Zen 4, e a diferença entre eles se dá apenas pela qualidade do silício utilizado. Para CCD1, a AMD usa chips de alto vazamento que são mais quentes, mas mais compatíveis em frequência, e para CCD2, eles usam chips de baixo vazamento. Tudo isso é facilmente rastreado pela temperatura e consumo – as temperaturas dos primeiros oito núcleos em um 16 núcleos são sempre muito mais altas.
O Ryzen 9 7950X tem uma classificação de temperatura máxima de 95 graus de acordo com a especificação oficial. E a peculiaridade do Ryzen 9 7950X é que esse valor não é um limite difícil de alcançar, mas um indicador completamente comum. Pelo menos em cargas multithread, o Ryzen 9 7950X costuma operar nessa temperatura e seu consumo real nesse caso chega a 190-200 watts. Ao mesmo tempo, o consumo máximo permitido (PPT) para o Ryzen 9 7950X é definido em 230 W, mas na realidade este processador dificilmente é capaz de demonstrar tal apetite. O aquecimento até o limite de 95 graus com subsequente redefinição automática da frequência do relógio ocorre com um nível de consumo visivelmente menor.
Portanto, não é de se surpreender que a própria AMD tenha negado completamente a responsabilidade de resfriar novos processadores e geralmente se recusou a fornecer coolers integrados. Ao mesmo tempo, para o Ryzen 9 7950X, ela recomenda selecionar sistemas de refrigeração líquida com radiadores de tamanho mínimo de 240 mm. Mas mesmo isso é improvável que ajude. A situação com o aquecimento de 95 graus do Ryzen 9 7950X sob carga pode ser observada com supercoolers, coolers sem manutenção e até mesmo hidropisos montados a partir de componentes individuais.
Por exemplo, testamos o Ryzen 9 7950X com um poderoso sistema de refrigeração líquida personalizado com um radiador de 360 mm construído com componentes EKWB de ponta e, apesar disso, a temperatura do processador atingiu o limite superior em muitas cargas de trabalho multithread. Os gráficos abaixo mostram a temperatura real e o consumo do Ryzen 9 7950X ao renderizar no Blender 3.3.1 e jogar Cyberpunk 2077 usando apenas esse sistema de resfriamento.
Ao renderizar, o processador claramente repousa na temperatura máxima. Em termos de consumo, o Ryzen 9 7950X tem uma reserva de três dezenas de watts, mas não pode utilizá-lo, pois o limite de temperatura foi atingido.
No caso de uma carga de jogo, a situação não parece tão assustadora. Os jogos modernos não podem ser considerados um teste severo para CPUs multi-core, já que todos os núcleos de uma CPU de 16 núcleos não estão totalmente carregados neles. Portanto, em Cyberpunk 2077, a temperatura máxima do processador ainda não chega ao limite superior, andando na faixa de 70 a 80 graus. O consumo neste caso é inferior a 125 watts. É curioso que o AMD anterior de 16 núcleos, Ryzen 9 5950X, consuma ainda mais durante uma carga de jogo, mas suas temperaturas são vários graus mais baixas, embora seja bastante difícil chamá-lo de processador frio.
Portanto, o problema com as altas temperaturas operacionais do Ryzen 9 7950X não está relacionado ao aumento dos requisitos de resfriamento. Está escondido no próprio processador. O novo Ryzen recebeu um design muito infeliz de uma capa de dissipação de calor, que tem duas falhas críticas ao mesmo tempo. Em primeiro lugar, é muito grosso – a AMD fez isso para ajustar a altura do soquete do processador Socket AM5 às dimensões do soquete AM4, mas, como resultado, criou um obstáculo adicional no caminho do calor da matriz do processador para o cooler. Em segundo lugar, a nova cobertura tem uma área de superfície seriamente reduzida. Tornou-se cerca de 1,7 vezes menor do que o dissipador de calor usual para processadores Ryzen no soquete AM4, e isso, é claro, complica ainda mais a dissipação de calor. Algo para se opor a esses problemas é bastante difícil,
Ao mesmo tempo, você precisa entender que o lançamento de um processador quente operando em uma carga intensiva de recursos na temperatura máxima é um passo totalmente consciente da AMD. Se você observar mais de perto como o Ryzen 9 7950X se comporta sob tal carga, descobrirá que apenas o primeiro dos dois cristais CCD é caracterizado por alto aquecimento. O segundo cristal de oito núcleos no fundo de um vizinho parece completamente relaxado: suas temperaturas são 10-15 graus mais baixas, mesmo nas aplicações multithread mais complexas.
Por exemplo, no Blender 3.3.1, quando o primeiro CCD atinge o limite de 95 graus, a temperatura máxima do núcleo mais quente do segundo cristal é de apenas 84 graus.
Isso se deve à frequência um pouco mais baixa do segundo cristal, mas não apenas a ele. O fator determinante aqui é a qualidade do próprio silício CCD. O segundo cristal tem correntes de fuga mais baixas e, portanto, consome e aquece visivelmente menos. Coloque AMD em Ryzen 9 7950X dois cristais de uma classe como CCD2, e teríamos um processador de 16 núcleos visivelmente mais frio e econômico, mesmo com uma pequena e espessa tampa de propagação de calor.
Mas a AMD optou por uma primeira matriz quente com altas correntes de fuga para o Ryzen 9 7950X, a fim de conquistar frequências um pouco mais altas ao custo de temperaturas extremas. Isso fez com que o Ryzen 9 7950X parecesse particularmente vantajoso em comparação com seus principais predecessores e concorrentes? Vamos virar a mesa.
Comparado com o Ryzen 9 5950X, o novo Ryzen 9 7950X deu um salto realmente impressionante na velocidade do clock, mas não conseguiu alcançar o principal produto da Intel, embora a AMD agora tenha uma tecnologia de processo de 5 nm mais avançada à sua disposição. Portanto, a busca pela liderança em frequências de relógio acabou sendo malsucedida.
Mas isso não significa que a AMD obviamente perdeu, porque o Ryzen 9 7950X ainda supera o Core i9-13900K em muitas características de passaporte. É mais econômico, tem mais cache L3 e mais pistas PCIe 5.0. Possui núcleos de desempenho mais honestos com suporte SMT. E o Ryzen 9 7950X, ao contrário do Core i9-13900K, suporta AVX-512. Será que tudo isso será suficiente para ocupar a primeira posição no ranking das CPUs de consumo mais rápidas, descobriremos a seguir.
⇡#Qual é o problema com o suporte DDR5
No topo da lista de razões pelas quais a AMD decidiu mudar para um novo soquete de processador está o desejo de mudar para a memória DDR5 moderna com maior largura de banda. Mas, ao contrário da Intel, que está fazendo essa transição em etapas e garantindo que Alder Lake e Raptor Lake sejam compatíveis com DDR5 e DDR4 SDRAM, a AMD é direta. Os processadores Ryzen 7000 não suportam memória da geração anterior – eles são adequados apenas para DDR5 SDRAM. Portanto, qualquer placa-mãe Socket AM5 é equipada apenas com slots DDR5 DIMM com 288 pinos, e os próprios processadores mais recentes são equipados com um controlador de memória completamente novo.
As especificações oficiais do Ryzen 7000 dizem que essas CPUs suportam módulos DDR5-4800 e DDR5-5200, e essas frequências só são alcançáveis usando alguns cartões de memória. No caso de instalar quatro módulos no sistema, a AMD está pronta para garantir seu desempenho apenas no modo DDR5-3600. No entanto, como antes, as especificações oficiais têm pouco em comum com a vida real. Na prática, a memória em sistemas Socket AM5 pode ser acelerada para pelo menos 6000 MHz, o que permite obter vantagens notáveis com a mudança para DDR5, pelo menos em termos de throughput.
Ao mesmo tempo, a abordagem para definir corretamente a frequência da memória nos processadores Ryzen 7000 mudou. Enquanto antes, para obter o desempenho máximo, era necessário manter o sincronismo entre a memória, o controlador e o barramento Infinity Fabric conectando os componentes do processador, agora a frequência do Infinity Fabric desapareceu dessa fórmula. O desempenho dos novos processadores não sofre na ausência de sincronismo entre o controlador de memória e o Infinity Fabric, e a regra principal ficou mais curta: para desempenho máximo, você deve se esforçar para usar os módulos DDR5 e o controlador de memória no modo síncrono.
E não há nada difícil nisso. O controlador de memória no Ryzen 7000 pode operar de duas maneiras: em sincronia com a memória ou na metade da frequência. A segunda opção pode ser necessária para definir recordes de overclock DDR5, mas, francamente, funciona bastante instável e é difícil de usar na vida cotidiana. Portanto, no final, você simplesmente não precisa pensar em escolher a proporção mútua das frequências da memória, do controlador e do Infinity Fabric. Basta escolher a velocidade dos módulos DDR5 e os valores padrão das frequências restantes serão ideais para 99,9% dos casos.
A AMD afirma que a melhor opção de memória para o carro-chefe Ryzen 9 7950X em termos de desempenho é DDR5-6000, já que esta é a frequência máxima que o controlador pode puxar no modo síncrono. Experimentos confirmam que isso é quase verdade: com um pouco de sorte, você pode obter a operação da memória no estado DDR5-6200, mantendo a correspondência entre a frequência da memória e a frequência do controlador, mas o DDR5-6000 sempre funciona com modelos adequados. Usar memória mais rápida com Ryzen 7000 não faz sentido. Em primeiro lugar, quando a proporção de memória e frequência do controlador é definida como 1:2, a latência aumenta e o desempenho cai. Em segundo lugar, mesmo com DDR5-6400, os processadores AMD são instáveis: pelo menos o teste Ryzen 9 7950X com memória nesta frequência não funcionou mesmo quando o controlador foi mudado para o modo 1: 2. Em outras palavras, é muito provável que DDR5-6000 ou DDR5-6200 não seja apenas o modo ideal para Ryzen 7000, mas também o limite de suas capacidades.
Quanto ao barramento Infinity Fabric, o novo Ryzen tem sua frequência, independentemente da velocidade da memória, definida para 2000 MHz. É possível aumentar este valor, mas o potencial de crescimento é bastante limitado. Para nossa instância Ryzen 9 7950X, a estabilidade já foi perdida quando a frequência do Infinity Fabric foi selecionada acima de 2100 MHz. Esse overclock não oferece um aumento perceptível na velocidade, embora com uma otimização abrangente do sistema possa adicionar frações adicionais de um percentual de desempenho.
Em geral, o subsistema de memória no Ryzen 9 7950X demonstra um desempenho significativamente superior quando comparado aos processadores AMD da geração anterior.
Ryzen 9 7950X, DDR5-6000
Ryzen 9 5950X, DDR4-3600
No entanto, a eficiência do controlador DDR5 nos processadores AMD é menor do que nos processadores Intel modernos. E o ponto não está apenas no limite significativamente inferior da frequência máxima DDR5, mas também no desempenho. Nos diagramas abaixo, você pode ver os resultados da medição da taxa de transferência e latência do subsistema de memória pelo teste Aida64 Cachemem em plataformas com processadores Ryzen 9 7950X e Core i9-13900K usando módulos SDRAM DDR5 em várias frequências. Em ambos os sistemas, tempos idênticos de 32-38-38-80 foram escolhidos para a memória.
O Ryzen 9 7950X perde significativamente a largura de banda ao ler, gravar e copiar dados. A partir dos gráficos, segue-se que o Core i9-13900K com DDR5-5200 supera o Ryzen 9 7950X com DDR5-6000 em largura de banda. Mas isso não é um desastre, porque em termos de latência, não há lacuna significativa entre os subsistemas de memória do Core i9-13900K e do Ryzen 9 7950X.
Uma inovação sensacionalista relacionada ao suporte para memória DDR5 na plataforma Socket AM5 foi o surgimento de perfis EXPO em kits de módulos focados no Ryzen 7000. Essa abreviação significa Extended Profiles for Overclocking e, na verdade, esses perfis repetem Intel XMP (Extreme Memory Profiles) com a única diferença de que, nesse caso, outra empresa é a autora da especificação. Em outras palavras, a presença de perfis EXPO para módulos de memória específicos significa que eles foram testados propositadamente com processadores Ryzen 7000 em uma frequência aumentada, e os próprios perfis contêm configurações mais adequadas para essa finalidade.
No entanto, você precisa entender que o suporte EXPO por si só não melhora nada. Os módulos Overclocker DDR5 sem perfis EXPO funcionam exatamente da mesma forma com Ryzen 7000, e as placas-mãe soquete AM5 podem usar configurações tiradas do XMP para esses processadores, e isso não causará nenhum dano de desempenho ou estabilidade na grande maioria dos casos. Ou seja, não é necessário comprar módulos DDR5 com EXPO para novos processadores AMD.
Resultado dos testes. conclusões
⇡#Descrição do sistema de teste e metodologia de teste
A situação no mercado de processadores chegou a um certo equilíbrio. Atualmente, os dois principais fabricantes de CPU x86 têm modelos de processadores de consumo de preço e desempenho comparáveis no segmento de preço superior. E em resposta ao novo Ryzen 9 7950X de 16 núcleos e 32 threads, a Intel pode oferecer um Core i9-13900K de 24 núcleos e 32 threads. Ambas as novidades se tornaram os principais heróis dos testes de hoje.
No entanto, o assunto não se limitou a medir o desempenho de apenas algumas CPUs. Os testes também incluíram processadores que eram os principais produtos da AMD e da Intel antes de as empresas atualizarem suas linhas. Portanto, nos gráficos abaixo, você também encontrará os resultados do Ryzen 9 5950X de 16 núcleos e 32 threads e do Core i9-12900K de 16 núcleos e 24 threads.
Outro participante do teste é um Ryzen 7 5800X3D de oito núcleos exclusivo com um cache 3D adicional. Foi necessário adicioná-lo à lista de concorrentes para completar os testes de jogos, porque tinha um desempenho de jogo significativamente superior ao Ryzen 9 5950X e até foi considerado por alguns como o melhor CPU para jogos do mercado.
Assim, os sistemas de teste incluíram os seguintes componentes:
Os subsistemas de memória foram configurados usando perfis XMP. Os processadores Socket AM4 foram testados com DDR4-3600, enquanto os processadores Socket AM5 e LGA1700 foram testados com DDR5-6000. Os limites de consumo do processador definidos pelas especificações foram ativados.
O teste foi realizado no sistema operacional Microsoft Windows 11 Pro (22H2) Build 22621.607 com atualizações instaladas e usando o seguinte conjunto de drivers:
Descrição das ferramentas usadas para medir o desempenho da computação:
Referências abrangentes:
Formulários:
Jogos:
Em todos os testes de jogos, os resultados são o número médio de quadros por segundo, bem como o quantil 0,01 (primeiro percentil) para valores de FPS. O uso do quantil 0,01 em vez do FPS mínimo se deve ao desejo de limpar os resultados de rajadas aleatórias de desempenho provocadas por motivos não diretamente relacionados à operação dos principais componentes da plataforma.
⇡#Desempenho em testes abrangentes
Em termos de “desempenho médio” medido pelo PCMark 10, o novo Ryzen 9 7950X parece ser uma atualização muito progressiva da linha da AMD. Mudanças na microarquitetura que proporcionaram um aumento no ICP e um aumento na frequência do clock tornaram o novo processador de 16 núcleos neste benchmark 15-20% mais rápido que seu antecessor. Além disso, todos os três indicadores PCMark 10, obtidos tanto em cenários de escritório quanto de trabalho diário, e na simulação de uma carga de trabalho intensiva em recursos associada à criação e processamento de conteúdo digital, falam dessa superioridade.
Um aumento significativo no desempenho permitiu que o Ryzen 9 7950X ultrapassasse o PCMark 10, incluindo seu principal concorrente, o processador mais antigo da geração Intel Raptor Lake. Além disso, o Ryzen 9 7950X demonstra a vantagem mais convincente precisamente no cenário de criação de conteúdo digital mais multithread, apesar do Core i9-13900K ter uma vantagem no número total de núcleos de computação.
Outro teste abrangente, o perfil de CPU 3DMark próximo ao jogo, adiciona toques adicionais à imagem obtida no PCMark 10. Nele, o Ryzen 9 7950X supera o Core i9-13900K apenas quando a carga é distribuída pelo número máximo de threads. Se for limitado a um ou oito threads, os líderes nos diagramas mudam de lugar e o Raptor Lake supera o Zen 4 de 16 núcleos. Isso pode indicar que, para atingir o poder máximo de computação, 16 núcleos produtivos completos são ainda mais eficiente do que a combinação promovida pela Intel de 8 núcleos de desempenho e 16 núcleos com eficiência energética.
Separadamente, você precisa prestar atenção à separação do Ryzen 9 7950X de seu antecessor, que depende muito da natureza da carga. Sob uma carga de thread único, o Ryzen 9 7950X supera o Ryzen 9 5950X em apenas 15%, mas no caso de uma carga máxima, a lacuna atinge 36% muito mais impressionantes. Este é um resultado direto da liberalização do pacote térmico Socket AM5, pelo qual o Ryzen 9 7950X é capaz de manter uma alta frequência mesmo quando carregado com todos os seus 16 núcleos, enquanto o Ryzen 9 5950X de 105 watts pode diferir facilmente em single- frequência rosqueada e máxima. acima de 1 GHz.
⇡#Desempenho do aplicativo
É extremamente difícil dizer algo inequívoco sobre o desempenho do Ryzen 9 7950X em aplicativos com uso intensivo de recursos. Tudo depende da natureza de uma tarefa específica – Ryzen 9 7950X pode mostrar velocidades medíocres e realmente excelentes. Se falarmos sobre a situação média ponderada com base nos resultados obtidos em 15 tarefas reais com uso intensivo de recursos, o novo Ryzen é mais rápido que seu antecessor em impressionantes 39%. Além disso, é mais rápido que o Core i9-13900K, mas o tamanho dessa vantagem é de apenas 5%. Ao mesmo tempo, é impossível não notar que uma contribuição muito significativa para a vitória do Ryzen 9 7950X sobre seu concorrente “médio” é dada por seu resultado fenomenalmente alto no Topaz Video Enhance AI, um aplicativo que sabe como usar AVX-512 instruções para seu próprio benefício.
No entanto, o Ryzen 9 7950X é mais rápido que o Core i9-13900K e menos esta tarefa: o processador mais antigo da AMD vence em nove de quinze aplicativos. Ou seja, parece ser mais adequado para uso como parte de sistemas de uso geral de alto desempenho. Além disso, além do já mencionado Topaz Video Enhance AI, o Ryzen 9 7950X pode fornecer a vantagem mais séria no mecanismo de xadrez Stockfish, ao renderizar no Blender e ao transcodificar vídeo com um codificador x265.
Renderização:
Processamento de fotos:
Fotogrametria:
Cálculos matemáticos:
Trabalho de vídeo:
Transcodificação de vídeo:
Compilação:
Arquivamento:
Xadrez:
Criptografia:
⇡#Desempenho em jogos. Testes em 1080p
Com o lançamento dos processadores Alder Lake, a Intel conseguiu assumir a liderança em desempenho de jogos, e a família Ryzen 7000 tinha grandes esperanças a esse respeito. Um aumento maciço nas velocidades de IPC e clock parecia finalmente permitir que a AMD inclinasse a balança a seu favor. No entanto, a realidade acabou sendo completamente diferente do que os fãs da AMD gostariam de ver.
Em termos de desempenho médio de jogos em resolução Full HD, o novo Ryzen 9 7950X é apenas 11% mais rápido que seu antecessor, o Ryzen 9 5950X. E tal aumento não é suficiente para resolver o problema enfrentado pelo novo processador AMD carro-chefe. O Ryzen 9 7950X é ainda mais lento que o Ryzen 7 5800X3D da geração anterior, equipado com um cache 3D adicional de 64 MB. Sem falar que também fica atrás do antigo Alder Lake, lançado há um ano. Quanto ao novo Core i9-13900K, em comparação com ele, o Ryzen 9 7950X parece muito fraco: a diferença média de desempenho entre os processadores AMD e Intel mais antigos da geração atual chega a 18%, e não é de forma alguma a favor de protagonista deste artigo. Em outras palavras, a AMD falhou novamente em fazer um bom processador para sistemas de jogos.
No entanto, como sempre acontece, em jogos diferentes você pode observar situações ligeiramente diferentes. No entanto, o principal fato é que o Ryzen 9 7950X em questão só pode oferecer desempenho de jogo mais alto em comparação com o Core i9-13900K em um caso em doze – no Horizon Zero Dawn.
⇡#Desempenho em jogos. Testes em 2160p
Com o advento da família de placas gráficas GeForce RTX 4000 no mercado, testar o desempenho de jogos de processadores em resolução 4K tornou-se um claro sentido prático. A GeForce RTX 4090 é uma placa gráfica tão poderosa que, na maioria dos jogos, não prejudica o desempenho do processador em configurações de qualidade máxima, mesmo nesta resolução. Portanto, agora os jogadores com monitores 4K devem estudar os testes do processador com mais cuidado – o conforto do jogo depende diretamente da escolha certa da CPU. Em particular, escolher o Ryzen 9 7950X em vez do Ryzen 9 5950X resultará em um aumento médio de 6% nas taxas de quadros, mas escolher este processador em vez do Core i9-13900K resultará em uma perda de FPS de 7%.
⇡#O que fazer se 95 graus for demais
Se tudo fica mais ou menos claro com o desempenho do Ryzen 9 7950X, então restam dúvidas sobre seu regime de temperatura. O fato de se tratar de um processador muito quente foi mencionado na primeira parte do artigo, mas durante os testes ficamos ainda mais convencidos da “escala do desastre”. Como se viu, rodar a 95 graus para o Ryzen 9 7950X é um cenário bastante típico. Esse aquecimento é observado em pelo menos metade das aplicações com uso intensivo de recursos. Na metade restante, a temperatura durante a operação se aproxima desse valor.
Apenas os jogadores não podem se preocupar com altas temperaturas da CPU. A temperatura do Ryzen 9 7950X costuma ficar em torno de 85 graus na maioria dos jogos. No entanto, entre os aplicativos de jogos, existem aqueles que aquecem o processador não menos do que os aplicativos com uso intensivo de recursos – até 90 graus.
Esta situação com o regime de temperatura provavelmente fará com que a maioria dos proprietários de Ryzen 9 7950X tenham dúvidas legítimas sobre se é normal usar esta CPU em temperaturas extremas por muito tempo e se isso está repleto de degradação prematura do silício. Infelizmente, apenas o tempo poderá responder com precisão a essa pergunta, mas teme que a operação constante da CPU a 95 graus não seja útil para ela, pelo menos não infundada. Portanto, não é de surpreender que os proprietários do Ryzen 9 7950X procurem ativamente várias maneiras de reduzir suas temperaturas operacionais. E podemos dizer imediatamente que sistemas de resfriamento poderosos não ajudarão muito aqui – o aquecimento do novo processador de 16 núcleos se deve à dificuldade de remover o calor gerado por seus cristais, e de forma alguma à sua dissipação. Consequentemente,
Entre as variáveis PBO2 que podem afetar diretamente o aquecimento do Ryzen 9 7950X, duas principais devem ser distinguidas. Em primeiro lugar, as configurações desta tecnologia permitem limitar à força o consumo de energia da CPU pelo parâmetro PPT (Package Power Tracking), que é definido como claramente excessivo 230 watts por padrão. Em segundo lugar, existe um método mais simples – para processadores Ryzen 7000, a temperatura máxima permitida da CPU (Platform Thermal Throttle Limit) foi incluída no número de ajustes do PBO2, acima do qual sua frequência é redefinida à força.
Graças à segunda configuração, a temperatura máxima do Ryzen 9 7950X pode ser estritamente limitada não a 95 graus, mas a um valor mais aceitável, por exemplo, a 85 ou 80 graus. Neste caso, a lógica do algoritmo de autoajuste da frequência do processador será totalmente preservada, mas o corte ocorrerá quando uma temperatura mais baixa for atingida, ou seja, o aquecimento do processador diminuirá automaticamente.
Naturalmente, a limitação de temperatura forçada pode levar a uma queda no desempenho em aplicações com uso intensivo de recursos. Mas, em primeiro lugar, não é tão significativo e, em segundo lugar, também pode ser combatido. Uma técnica bem conhecida pode ajudar com isso – diminuir a tensão de alimentação da CPU ou subvoltagem. A ideia é que, com uma tensão de alimentação menor, a dissipação de calor do processador diminua e isso, por sua vez, permitirá que ele atinja uma frequência mais alta em baixa temperatura.
Entre as configurações oferecidas pelo BIOS das placas-mãe para processadores Socket AM5, quase sempre existe o Vcore Offset – uma correção na tensão solicitada pelo processador. No entanto, no caso do Ryzen 9 7950X, essa configuração não funciona muito bem – ativá-la não parece levar a nenhuma mudança real na tensão fornecida ao processador. Para o mesmo propósito, é muito melhor usar o mecanismo Curve Optimizer, que permite fazer ajustes na dependência de fábrica entre tensão, frequência e temperatura do processador. Como antes, o mecanismo Curve Optimizer permite ajustar os parâmetros de cada núcleo separadamente, mas a seleção de 16 emendas para o Ryzen 9 7950X de 16 núcleos pode ser um processo muito demorado com o qual nem todo mundo quer mexer. Felizmente, o undervolting por meio do Curve Optimizer pode ser abordado de maneira simples,
Por exemplo, nossa instância Ryzen 9 7950X, após limitar sua temperatura a um limite de 85 graus, conseguiu reduzir a variável que controla o Curve Optimizer, sem comprometer a estabilidade do sistema, para -20. Isso levou a uma diminuição na tensão do Vcore em cerca de 0,02-0,06 V e, como resultado, possibilitou não apenas evitar uma queda de desempenho associada à limitação de temperatura, mas, ao contrário, aumentá-la ligeiramente.
Por exemplo, aqui está como as pontuações do Cinebench R23 mudam quando a temperatura do Ryzen 9 7950X é limitada a 85 graus e o Curve Optimizer é ativado. O gráfico mostra a mudança relativa no desempenho ao renderizar com diferentes números de threads, e é claro que o limite de temperatura reduz o desempenho em 1-2%, mas a ativação subsequente do Curve Optimizer não apenas compensa totalmente essa perda, mas também aumenta o desempenho em 1-2% em relação ao nível inicial.
Em outras palavras, em termos de aquecimento, o Ryzen 9 7950X não é tão desesperador quanto parece à primeira vista. Ao ajustá-lo, você pode obter operação em uma faixa de temperatura aceitável sem perda de desempenho. O único problema é que este processador não pode fazer isso imediatamente, exigindo que os compradores gastem tempo não no trabalho e no entretenimento, mas no aprofundamento das configurações do BIOS da placa-mãe e na seleção dos parâmetros ideais.
⇡#Desempenho gráfico integrado
Até agora, os processadores de desktop da AMD não possuíam um núcleo gráfico integrado, era prerrogativa de uma série separada de produtos que a empresa chamava de APUs e marcava com a letra G no final do número do modelo. Mas com o advento da série Ryzen 7000, a situação está mudando – agora os gráficos integrados se tornaram um elemento completo do chiplet IOD e, portanto, estão em todos os processadores Socket AM5, incluindo o Ryzen 9 7950X considerado nesta análise .
Todos os representantes da série Ryzen 7000 estão equipados com a mesma GPU integrada baseada em duas unidades de computação (CU) com arquitetura RDNA 2. A frequência base deste núcleo é de 400 MHz e, no modo turbo, pode ser acelerada para 2200 MHz. Já pelas características formais, fica claro que estamos falando de uma solução bastante fraca em termos de potência. Para comparação: as APUs da família Cezanne (Ryzen 5 5600G ou Ryzen 7 5700G) possuem um núcleo gráfico integrado com sete ou oito CUs e um desempenho teórico de 1,7-2,0 Tflops, enquanto o potencial gráfico do Ryzen 7000 é estimado em 560 Gflops.
A própria AMD diz que os gráficos do Ryzen 7000 não devem ser considerados um acelerador 3D. Ele pode produzir uma imagem e codificar ou decodificar vídeo, mas nada mais. A empresa recomenda considerar tal GPU como uma de escritório ou como uma solução de substituição caso haja algum problema com a placa de vídeo principal.
No entanto, isso não significa que o núcleo gráfico embutido no Ryzen 7000 não seja bom. Como mostram os testes, é de fato visivelmente mais lento que a GPU dos processadores Cezanne, mas, ao mesmo tempo, em jogos, é capaz de oferecer desempenho no nível do Intel UHD Graphics 770 dos processadores Core i9-13900K ou Core i9-12900K. Isso significa que é bem possível usá-lo em jogos graficamente simples – neles o Ryzen 7000 com gráficos integrados pode produzir FPS aceitáveis mesmo em resolução Full HD. No entanto, para jogos AAA modernos, esse acelerador certamente não é suficiente.
Além disso, os gráficos do Ryzen 7000 não eram muito bons em termos de velocidade de reprodução de vídeo. Embora as especificações deste núcleo incluam decoração acelerada por hardware de todos os formatos modernos, incluindo AV1, ele não consegue lidar com a exibição de vídeo 8K neste formato. Ao tentar assistir a vídeos 8K60 no YouTube em um sistema com um Ryzen 7000, cerca de dois terços dos quadros são perdidos.
Para ser justo, deve-se notar que não há problemas com a reprodução de vídeo 4K60 no formato AV1 – o decodificador de hardware Ryzen 7000 é suficiente para tal resolução. Mas, ao contrário dos gráficos AMD, o núcleo de vídeo integrado dos processadores Intel modernos digere com sucesso o vídeo 8K60 no formato AV1.
⇡#O que resta nos bastidores
Infelizmente, as altas temperaturas operacionais e a incapacidade de fazer overclock da memória além do DDR4-6200 não foram os únicos problemas que encontramos ao testar o Ryzen 9 7950X. Normalmente, tentamos não nos concentrar em vários pequenos aborrecimentos que ocorrem ao nos familiarizarmos com novos processadores e plataformas, mas no caso do soquete AM5 e do novo processador AMD carro-chefe, seu número claramente excedeu um valor crítico.
Vamos começar com o fato de que este teste poderia ter sido lançado muito antes, mas a primeira placa-mãe baseada no chipset AMD X670 que chegou ao laboratório quebrou poucos minutos após ser ligada. Primeiro, suas portas USB foram negadas e, em seguida, ela parou de ligar.
Depois de substituir a placa, descobrimos que o Ryzen 9 7950X que compramos também apresentava sérios defeitos congênitos. Seu controlador de memória não queria trabalhar de forma consistente em uma frequência acima de 2600 MHz, o que significava que era impossível usar a memória mais rápido que o DDR5-5200 no modo síncrono. Infelizmente, este processador não pode ser substituído pela garantia: formalmente, ele atendeu às especificações declaradas pela AMD e suportava DDR5-4800 e DDR5-5200. No entanto, tal CPU com um controlador de memória sem overclock obviamente não era adequado para testes abrangentes, especialmente porque a própria AMD recomenda não oficialmente usar não DDR5-5200 com processadores Ryzen 7000, mas overclocker DDR5-6000.
Assim, pudemos iniciar os testes somente após recebermos a segunda cópia do processador e a segunda placa-mãe. Não houve problemas catastróficos com eles, mas não se pode dizer que o teste foi tranquilo e indolor. A AMD continua a depurar a nova plataforma em movimento, então as versões de firmware para placas-mãe Socket AM5 estão sendo substituídas uma após a outra. Alguns deles não apenas corrigem erros, mas também fazem ajustes nos algoritmos do processador, afetando o desempenho.
Ao mesmo tempo, nem todos os problemas desagradáveis u200bu200bcom a plataforma Socket AM5 foram resolvidos no momento. Por exemplo, nos testes, encontramos uma incapacidade de ativar um sistema baseado em Ryzen 9 7950X. E depois de alterar as configurações do processador no BIOS, o sistema operacional quase nunca inicializou pela primeira vez, iniciando apenas após uma reinicialização adicional. Além disso, o kit SDRAM DDR5 que usamos para testes em algum momento parou de funcionar com a luz de fundo RGB no slot DIMM mais próximo do processador, e isso não é um problema de memória, mas da própria plataforma, pois a substituição dos módulos não resolveu o problema situação. Todos esses problemas permaneceram sem solução no momento do teste, o que piorou muito a impressão geral da plataforma Socket AM5.
Além disso, na Web você também pode encontrar reclamações sobre problemas mais sérios com sistemas Socket AM5. Por exemplo, falha nas linhas do processador PCIe 5.0 ou instabilidade geral do sistema. Não temos como confirmar ou negar essa informação, mas no geral, conhecer o Ryzen 9 7950X não foi fácil para nós. No contexto de como os processadores AMD da geração anterior eram livres de problemas, a plataforma Socket AM5 involuntariamente evoca associações com a primeira geração do Ryzen, cujo lançamento foi acompanhado por vários problemas. Algo semelhante parece estar acontecendo agora: os primeiros usuários do soquete AM5 são forçados a atuar como testadores beta, guiados pelo feedback do qual a AMD está finalizando a nova plataforma localmente.
⇡#Conclusões
É inegável que com o lançamento dos processadores Ryzen 7000, a AMD mais uma vez deu um grande passo à frente em termos de desempenho. E embora o representante sênior da família, o Ryzen 9 7950X, não tenha aumentado o número de núcleos de computação, ele ainda se tornou significativamente mais rápido que seu antecessor devido a outros fatores – um aumento notável no IPC na microarquitetura Zen 4 e um aumento em frequências de clock, implementadas devido à mudança para a tecnologia de processo de 5 nm. É impossível não perceber o progresso: a vantagem de desempenho do Ryzen 9 7950X sobre o Ryzen 9 5950X é de cerca de 11% em jogos e de 30 a 40% em aplicativos com uso intensivo de recursos.
No entanto, a situação com o desempenho de jogos do Ryzen 9 7950X não foi tão boa quanto gostaríamos. O ganho obtido não foi suficiente para alcançar o Core i9-12900K, muito menos chegar perto do Core i9-13900K. Em termos de taxas médias de quadros em jogos, o Ryzen 9 7950X perde notáveis 18% para o processador mais antigo da família Intel Raptor Lake. O que posso dizer, o Ryzen 9 7950X está ainda atrás do Ryzen 7 5800X3D uma vez e meia mais barato, baseado na microarquitetura anterior Zen 3. E isso torna a CPU mais antiga na nova microarquitetura uma escolha bastante duvidosa para configurações de jogos.
Mas para montagens projetadas para funcionar em conteúdo digital, o Ryzen 9 7950X se encaixa quase perfeitamente. Na maioria das cargas de trabalho multithread e com uso intensivo de recursos, essa opção de 16 núcleos é a mais rápida entre as alternativas disponíveis, superando o Core i9-13900K de 24 núcleos em uma média de 5 a 6%.
No entanto, o Ryzen 9 7950X não é apenas rápido, mas também muito quente. Por um lado, a AMD permitiu que novos processadores consumissem mais energia e, por outro lado, dificultou a remoção de calor de seus cristais. O resultado dessas duas etapas não demorou a chegar. O Ryzen 9 7950X geralmente atinge o limite de 95 graus ao trabalhar em aplicações pesadas, e as temperaturas nos jogos geralmente excedem 80 graus, mesmo com os sistemas de refrigeração líquida mais poderosos.
Felizmente, a situação de superaquecimento do Ryzen 9 7950X pode ser corrigida. Para fazer isso, porém, você precisará dedicar algum tempo para mergulhar nas configurações da tecnologia PBO2, mas vale a pena: o funcionamento constante do processador em temperaturas máximas pode, teoricamente, causar degradação prematura do silício.
Mas o que ainda não pode ser consertado é a óbvia “umidade” da plataforma Socket AM5. Infelizmente, embora seja caracterizado por problemas bastante perceptíveis não apenas com temperaturas, mas também com estabilidade, suporte para memória de alta velocidade e assim por diante. Além disso, a qualidade dos produtos fornecidos pela AMD levanta questões. Espero que problemas desse tipo ainda sejam corrigidos, pois estragam muito a primeira impressão da família Ryzen 7000.
No entanto, por enquanto, a AMD decidiu ir por outro caminho e aumentar a atratividade de seus processadores, cujas primeiras vendas não foram tão altas quanto a empresa gostaria, baixando preços. O Ryzen 9 7950X, que foi lançado com um preço sugerido de $ 699, agora está sendo vendido por $ 575 (no mercado dos EUA). Ou seja, o custo desse processador caiu quase 20% em dois meses, e isso pode ser um motivo convincente para fechar os olhos para seu péssimo desempenho em jogos, altas temperaturas e outras deficiências. Especialmente porque o Ryzen 9 7950X é de longe a CPU de consumidor mais rápida para cargas de trabalho de computação multithread até hoje.
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