Em março de 2017, a AMD lançou sua arquitetura Zen e os primeiros processadores Ryzen, marcando um dos eventos mais significativos no mercado de hardware de computadores do século XXI. Após um longo hiato durante o qual a empresa ficou irremediavelmente atrás da Intel no segmento de processadores de alto desempenho para desktops, a família Ryzen trouxe a AMD de volta ao jogo. Não foi imediato, é claro, mas a arquitetura Zen, desenvolvida do zero sob a liderança do lendário Jim Keller, forneceu uma excelente base para um desenvolvimento bem-sucedido. Esse desenvolvimento transformou gradualmente a empresa de seguidora em líder no mercado de processadores, e agora ela define novos padrões.
Nove anos se passaram desde o lançamento da primeira geração de processadores Ryzen. Durante esse período, a arquitetura Zen passou por cinco grandes atualizações, cada uma trazendo melhorias significativas em desempenho, eficiência energética e funcionalidade. Mas, igualmente importante, a AMD sempre se esforçou para manter a continuidade ao longo dessas atualizações: a plataforma original Socket AM4 permaneceu relevante por um recorde de sete anos, e espera-se que sua sucessora, a Socket AM5, continue sendo desenvolvida ativamente até pelo menos 2027, e provavelmente por mais tempo. Essa longevidade estende automaticamente a vida útil dos processadores projetados para eles, e não é surpresa que os processadores Ryzen 3000 ainda estejam disponíveis em lojas de informática, e modelos mais antigos também sejam amplamente encontrados em sites de revenda.
Essa justaposição de processadores de várias gerações sucessivas turva a percepção de progresso, mas, na realidade, a diferença entre os processadores Ryzen mais antigos e os mais recentes é enorme. Para traçar claramente o caminho percorrido pela AMD com a arquitetura Zen, decidimos comparar todos os principais processadores de oito núcleos da empresa, lançados desde os primeiros processadores Ryzen até hoje, quando o novo Ryzen 7 9850X3D se consolidou como a melhor solução para configurações de jogos de alto desempenho. A amostra de teste incluiu representantes de todas as gerações da arquitetura Zen, todos baseados em um único chip CCD e com oito núcleos e 16 threads. Essa abordagem nos permite acompanhar claramente todo o progresso e entender o quanto as soluções da AMD mudaram nos últimos anos e onde reside a linha divisória entre os processadores Ryzen atuais e os obsoletos.
Assim, os testes de hoje incluem nove representantes da série Ryzen 7, abrangendo arquiteturas de Zen a Zen 5, tanto em configurações básicas quanto aprimoradas com cache 3D: 1800X, 2700X, 3800X, 5800X, 5800X3D, 7700X, 7800X3D, 9700X e 9850X3D. Mas antes de mergulharmos na análise de desempenho de todas essas CPUs, vamos revisar o que a AMD fez com a arquitetura Zen para permitir que os Ryzens atuais alcancem IPC líder, altas frequências e excelente eficiência energética.
⇡#Zen. O Início
A arquitetura Zen foi essencialmente criada do zero e era radicalmente diferente de sua antecessora, Bulldozer, mesmo em nível de núcleo.A AMD retornou aos núcleos grandes clássicos com amplo paralelismo interno, sacrificando as velocidades de clock recordes dos modelos lançados anteriormente.Os processadores da série FX atingiam 5,0 GHz, apesar de utilizarem tecnologia de processo de 32 nm. Os novos núcleos Zen não conseguiam alcançar essas frequências, mas obtiveram eficiência e desempenho específico significativamente maiores, graças a inúmeras alterações de baixo nível.
Isso representou praticamente uma revolução. O núcleo Zen introduziu um cache de micro-operações com capacidade de até 2048 entradas, permitindo a reutilização de instruções já decodificadas, reduzindo assim a carga sobre o decodificador. O próprio decodificador passou a processar quatro instruções por ciclo. O pipeline de execução foi projetado para processar até seis micro-operações por ciclo. O domínio de inteiros incluía quatro unidades lógicas aritméticas (ULAs) e duas unidades de geração de endereços (UGAs), enquanto a unidade de ponto flutuante (FPU) podia executar duas operações de 128 bits simultaneamente. Além disso, um conjunto completo de dispositivos FPU foi disponibilizado para cada núcleo, enquanto no Bulldozer esse conjunto era compartilhado entre pares de núcleos.
Outra inovação importante foi o suporte para multithreading SMT — uma estreia para processadores AMD. Essa tecnologia permitia que cada núcleo executasse duas threads independentes simultaneamente, aumentando a utilização da unidade de execução e melhorando a eficiência dos recursos computacionais. A lógica de busca de instruções também foi significativamente redesenhada: o Zen introduziu um preditor de desvios moderno com elementos de algoritmos de redes neurais, reduzindo consideravelmente o número de desvios errôneos e aumentando a eficiência do pipeline.
O bloco de construção básico dos processadores era um CCX (Complexo de Núcleos) quad-core com um cache L3 compartilhado de 8 MB. Processadores de oito núcleos foram criados combinando dois CCXs em um único chip, com a comunicação entre eles fornecida pelo barramento Infinity Fabric de alta velocidade. Esse barramento também conectava os núcleos de computação ao controlador de memória e outros componentes no chip. A frequência desse barramento estava diretamente ligada à frequência da RAM, portanto, o desempenho dos primeiros processadores Ryzen dependia significativamente da velocidade dos módulos DDR4 utilizados. Formalmente, o controlador de memória desses processadores suportava DDR4-2666 de canal duplo, embora módulos mais rápidos funcionassem com eles de forma um tanto relutante, especialmente no início.
Todos os processadores Ryzen de primeira geração eram monolíticos e fabricados com a tecnologia de processo de 14 nm da GlobalFoundries. As frequências máximas atingiam 4,0 GHz e os modelos de ponta tinham um TDP de 95 W. Esses processadores também inauguraram a plataforma Socket AM4 que, graças ao seu suporte de longa data, sobreviveu a várias gerações de processadores e permanece relevante até certo ponto atualmente. No entanto, os primeiros processadores Ryzen não são mais suportados pela maioria das placas-mãe AM4 modernas.
Apesar de os primeiros processadores Ryzen não terem alcançado o desempenho dos processadores Intel concorrentes (na época, o Core i7-7700K e o Core i7-6900X), seu lançamento causou grande impacto. Comparados à família Bulldozer, seu IPC aumentou em quase 50%, representando o salto de desempenho mais significativo no mercado de CPUs para desktops em muitos anos. Além disso, foi a primeira geração do Ryzen que impulsionou o aumento no número de núcleos em processadores para o consumidor final, tornando os processadores de oito núcleos a escolha padrão para sistemas desktop.
⇡#Zen+ — o primeiro aprimoramento
Um ano após o lançamento dos primeiros processadores Ryzen, a AMD apresentou uma geração aprimorada desses processadores — a série Ryzen 2000. Eles eram baseados na mesma arquitetura Zen, mas receberam diversas otimizações e foram chamados de Zen+. Embora essa atualização não tenha trazido mudanças arquitetônicas radicais, ela corrigiu muitas das deficiências dos primeiros processadores Ryzen, melhorando significativamente seu desempenho prático.
Uma das principais mudanças foi a migração para a tecnologia de processo de 12 nm da GlobalFoundries, mais avançada.A transição melhorou o desempenho energético e aumentouFrequências de clock. Como resultado, a frequência máxima dos modelos Ryzen 2000 de ponta atingiu 4,3 GHz, embora o TDP dos processadores topo de linha tenha aumentado para 105 W. Outra inovação importante foi o algoritmo de gerenciamento dinâmico de frequência Precision Boost 2, capaz de alterar as frequências suavemente com base no número de núcleos ativos, temperatura e consumo de energia.
Além disso, o Zen+ apresentou uma série de otimizações com o objetivo de reduzir a latência da memória. A AMD relatou uma redução de dois dígitos percentuais na latência tanto para o cache em todos os níveis quanto no acesso à RAM. Ao mesmo tempo, os algoritmos do controlador de memória e do barramento Infinity Fabric foram aprimorados, tornando os processadores menos sensíveis à escolha dos módulos DDR4. O controlador de memória tornou-se significativamente mais versátil: a frequência DDR4 oficialmente suportada aumentou para 2933 MHz, e a compatibilidade com módulos rápidos e sua estabilidade melhoraram significativamente.
Ao mesmo tempo, a microarquitetura do núcleo em si permaneceu praticamente inalterada. A arquitetura Zen+ manteve um decodificador de quatro threads, a capacidade de processar seis micro-operações por ciclo, um conjunto de unidades de execução composto por quatro ALUs e duas AGUs, e uma estrutura de cache L3 dividida por CCX — 8 MB para cada conjunto de quatro núcleos.
Portanto, ao lançar o Ryzen 2000, a AMD não enfatizou muito os ganhos de IPC: o desempenho específico dos núcleos aumentou apenas alguns pontos percentuais. No entanto, o efeito combinado de frequências mais altas, algoritmos de overclock aprimorados e um subsistema de memória mais rápido foi bastante perceptível. Como resultado, a série Ryzen 2000 é significativamente mais madura e…Equilibrada e alcançou uma popularidade muito maior do que suas antecessoras.
⇡#Zen 2 — Olá, chiplets!
A terceira geração de processadores Ryzen, baseada na arquitetura Zen 2, surgiu em meados de 2019 e não era mais um refinamento de desenvolvimentos anteriores, mas um grande passo à frente. Foi então que a AMD fez a transição para uma arquitetura baseada em chiplets, o que permitiu à empresa otimizar os processos de fabricação e alcançar um salto dramático na contagem de núcleos, tamanho do cache e, em última análise, no desempenho, mantendo um consumo de energia e um preço do processador razoáveis.
A principal inovação arquitetônica foi a divisão do enorme die monolítico do processador em chiplets menores de dois tipos diferentes. Os núcleos de computação foram alojados em dies CCD fabricados usando a então premium tecnologia de processo de 7 nm da TSMC, enquanto os controladores periféricos, juntamente com os controladores de memória e PCI Express, foram movidos para um chiplet IOD separado, fabricado usando uma tecnologia de processo de 12 nm mais madura. Essa configuração abriu caminho para os primeiros processadores de desktop de 16 núcleos para o mercado de massa, que, além do IOD, utilizavam dois chips CCD, enquanto os processadores de oito núcleos dependiam de uma combinação de dois chips — um CCD e um IOD.
Os núcleos Zen 2 também sofreram diversas alterações, embora o pipeline de execução front-end com um decodificador de quatro threads tenha permanecido estruturalmente quase idêntico ao Zen. A AMD reequilibrou o cache de instruções, reduzindo o tamanho do L1I de 64 KB para 32 KB, mas dobrando o cache de micro-operações decodificadas. Ao mesmo tempo, o preditor de desvios foi aprimorado, reduzindo o número de erros de desvio e aumentando a eficiência do pipeline em cargas de trabalho complexas com desvios. Além disso, os buffers internos e as filas de instruções foram aumentados, permitindo que o núcleo Zen 2 identificasse o paralelismo no código executado com mais eficácia.
Ao mesmo tempo, uma terceira AGU foi adicionada ao domínio de execução, permitindo que o núcleo realizasse mais operações de leitura e gravação por ciclo de clock e reduzindo a probabilidade de paralisações do pipeline ao acessar a memória. As unidades de execução de ponto flutuante também foram expandidas para 256 bits, dobrando a taxa de transferência das instruções AVX2 e FMA.
Em um esforço para solucionar um dos principais gargalos de seus antecessores, os desenvolvedores do Zen 2 tomaram medidas para aumentar o desempenho da memória. O controlador de memória passou a suportar DDR4-3200, o barramento principal Infinity Fabric foi acelerado e o cache L3 dobrou de tamanho — 16 MB para cada quatro núcleos. No entanto, a estrutura CCX permaneceu inalterada. O chiplet CCD de oito núcleos, como antes, continha dois blocos quad-core com sua própria memória cache, sem conexão direta entre eles. Como resultado, os processadores com a arquitetura Zen 2 continuaram a sofrer com altas latências de comunicação entre os núcleos.
Apesar das mudanças significativas emApesar do seu design, a série Ryzen 3000 manteve a compatibilidade com a plataforma Socket AM4 e se encaixou em um TDP de 105W. Graças a uma nova tecnologia de processo, suas frequências máximas puderam ser aumentadas para 4,7 GHz. Elas também ganharam suporte para o barramento PCIe 4.0 — uma novidade para CPUs convencionais.
Todas as mudanças feitas na série Ryzen 3000 resultaram em um aumento significativo de desempenho, descrito pelo fabricante como um aumento de 15% no IPC, mas, na realidade, foi muito mais impressionante devido ao efeito cumulativo de mudanças arquitetônicas e estruturais, aumento de frequências, aumento de cache, otimização do controlador de memória e outras melhorias.
⇡#Zen 3 — Consolidação de Núcleos e Cache 3D
A arquitetura Zen 3, cujos processadores foram lançados no final de 2020, é considerada por muitos como uma das atualizações mais significativas na história do Ryzen — e por um bom motivo. Os processadores Ryzen 5000 que utilizavam essa arquitetura não foram revolucionários em termos de tecnologia de processo ou design de chiplets, mas proporcionaram um aumento significativo de desempenho graças a uma grande reformulação da estrutura interna do complexo CCX, que de fato havia gerado algumas reclamações legítimas antes do lançamento do Zen 3.
Enquanto nas gerações anteriores de CPUs cada die CCD continha dois complexos CCX quad-core com segmentos de cache L3 separados de 16 MB, no Zen 3, os desenvolvedores da AMD consolidaram todos os oito núcleos CCD em um único complexo. Como resultado, todos os núcleos passaram a ter acesso igual a um único cache L3 de 32 MB. Isso aumentou a eficiência do cache de dados e reduziu drasticamente a latência na troca de dados entre os núcleos e no acesso ao cache de terceiro nível, o que melhorou significativamente o desempenho do Ryzen 5000 em jogos e outras aplicações.outras tarefas sensíveis à latência.
A arquitetura Zen 3 continuou a ser fabricada utilizando o mesmo processo de 7nm da TSMC que a Zen 2, e os processadores em si mantiveram a conhecida organização de chiplets com dois tipos de dies. Os núcleos de computação estavam alojados nos chiplets CCD, enquanto as funções de E/S permaneceram em um die IOD separado de 12nm fabricado pela GlobalFoundries. Além disso, esse IOD foi essencialmente herdado da geração anterior, portanto, o suporte para memória e interfaces de E/S permaneceu inalterado: DDR4-3200 de canal duplo e um barramento PCIe 4.0.
No entanto, as mudanças na estrutura CCX não se limitaram apenas a essas alterações. Os desenvolvedores também fizeram mudanças no design interno dos próprios núcleos. A Zen 3 novamente apresentou um preditor de desvios aprimorado e mecanismos de pré-busca de instruções otimizados, juntamente com buffers internos e filas de execução maiores. Ao mesmo tempo, a taxa de transferência da unidade de ponto flutuante foi aumentada e o subsistema de memória passou a ser capaz de processar mais operações de leitura e gravação por ciclo de clock — até três leituras de 256 bits ou duas gravações de 256 bits. Tudo isso contribuiu para o aumento do desempenho específico: segundo a própria AMD, o IPC (Instruções por Ciclo) no Zen 3 aumentou em aproximadamente 19% em comparação com o Zen 2.
Frequências de clock mais altas também contribuíram para o aumento de desempenho. Nos modelos Ryzen 5000 de ponta, elas atingiram 4,9 GHz, mantendo o TDP típico do Socket AM4 de até 105 W e a compatibilidade com o ecossistema de placas-mãe existente.
Mas a evolução da arquitetura Zen 3 não parou por aí. Após o lançamento da série principal Ryzen 5000, a AMD introduziu outra modificação interessante —Processadores com cache L3 ampliado. Para isso, foi desenvolvida a tecnologia 3D V-Cache, que permite a colocação de uma camada adicional de SRAM sobre o chip CCD. O chip adicional expandiu os 32 MB de cache L3 em 64 MB, elevando o total para 96 MB.
Esse aumento de cache provou ser uma maneira altamente eficaz de impulsionar o desempenho em jogos: o primeiro processador com essa tecnologia, o Ryzen 7 5800X3D, rapidamente se consolidou como uma solução popular para sistemas de jogos da época.
⇡#Zen 4 — a transição para AM5
Os processadores Ryzen 7000 baseados na arquitetura Zen 4, lançados em 2022, marcaram outro grande passo. No entanto, enquanto nas fases anteriores de evolução os desenvolvedores da AMD se concentraram principalmente em redesenhar a estrutura interna dos processadores, nesta geração, a atualização da plataforma assumiu o protagonismo. A família Ryzen 7000 migrou para o ecossistema Socket AM5, que trouxe diversas inovações importantes: suporte para memória DDR5 e o barramento PCIe 5.0, além da adição de núcleos gráficos integrados baseados na arquitetura RDNA 2 em todos os processadores. A transição para DDR5 foi particularmente significativa, pois aumentou a largura de banda de memória disponível e se tornou um fator chave para impulsionar o desempenho integrado.
O Zen 4 manteve o mesmo layout de chiplets do Zen 3, baseado em dois tipos de dies: chiplets de computação (CCD) e chiplets de entrada/saída (IOD). Os dies CCD ainda continham oito núcleos de computação, combinados em um único complexo CCX com um cache L3 compartilhado de 32 MB. No entanto, os próprios dies passaram a ser fabricados utilizando novas tecnologias de processo: 5 nm para CCDs e 6 nm para IODs. Isso permitiu que a AMD transferisse completamente a produção para a TSMC e abandonasse totalmente a GlobalFoundries.
A transição para uma tecnologia de processo mais moderna possibilitou aumentos significativos nas frequências de operação. Nos modelos Ryzen 7000, os processadores topo de linha alcançaram 5,7 GHz, um novo recorde para processadores AMD convencionais. Contudo, juntamente com o aumento das frequências, o consumo de energia também aumentou: a potência térmica de projeto (TDP) máxima dos processadores para desktops da empresa subiu para 170 W, um nível nunca alcançado nas gerações Ryzen anteriores.
Mudanças significativas também ocorreram na microarquitetura, embora desta vez a AMD tenha relatado um aumento de apenas 13% no IPC em comparação com o Zen 3. Isso é compreensível, já que uma das principais inovações foi o suporte ao conjunto de instruções AVX-512, que não impacta o IPC. No Zen 4, essas operações vetoriais são executadas por meio de um par de FPUs de 256 bits, permitindo o processamento de instruções de 512 bits sem aumentar significativamente a área do núcleo ou o consumo de energia. No entanto, as estruturas internas do núcleo — o banco de registradores e todos os caminhos de dados — foram expandidas, possibilitando a execução correta de operações vetoriais de 512 bits.
Além disso, diversos outros aspectos da microarquitetura foram aprimorados. O Zen 4 apresenta um preditor de desvios significativamente melhorado, reduzindo erros de previsão e permitindo uma execução mais eficiente das unidades de execução. O cache de operações decodificadas aumentou em dois terços e agora pode executar até nove operações por ciclo, em vez das oito anteriores. Além disso, o tamanho do cache L2 aumentou de 512 KB para 1 MB por núcleo, reduzindo o acesso ao cache L3, mais lento, e melhorando ainda mais a eficiência do processamento de dados dos núcleos.
A AMD também não abandonou a tecnologia 3D V-Cache nesta geração. Processadores com 64 MB adicionais de SRAM posicionados acima do CCD também foram incluídos na família Ryzen 7000. Além disso, desta vez, o escopo de aplicação da tecnologia foi expandido. Além dos modelos de oito núcleos com 96 MB de cache L3, o portfólio da empresa agora inclui soluções de 16 núcleos, onde o cache adicional é utilizado em um dos dois CCDs. Como resultado, o tamanho total do cache L3 nesses processadores de 16 núcleos chega a 128 MB, distribuídos entre os dies em um layout assimétrico de 96 + 32 MB.
⇡#Zen 5 — Núcleo Profundo Expandido
Em gerações anteriores de processadores, a AMD focava principalmente em melhorias de alto nível, sem fazer mudanças radicais na microarquitetura, mas com o lançamento do Zen 5, isso mudou. Essa fase evolutiva foi marcada por reformulações significativas dos blocos funcionais do núcleo, visando expandir toda a arquitetura e permitir o processamento simultâneo de mais instruções. Deu-se especial ênfase à SMT (Single-Modulation Technology) — os desenvolvedores da AMD buscaram especificamente garantir que as threads executadas simultaneamente em um único núcleo não competissem por recursos nem interferissem umas nas outras.
Enquanto isso, praticamente não houve mudanças no nível da plataforma ou no design básico da CPU. Baseados nos núcleos Zen 5, os processadores Ryzen 9000 permaneceram focados no ecossistema Socket AM5, utilizando um layout de chiplets familiar com chips de computação (CCDs) e interfaces de entrada/saída (IODs), com cada CCD contendo um complexo CCX de oito núcleos. Além disso, a interface de entrada/saída (IOD) dessa geração migrou do Zen 4, portanto, os recursos de interface do Zen 5 permaneceram inalterados, incluindo o suporte para memória DDR5 e o barramento PCIe.5.0.
Ainda assim, com melhorias profundas apenas na arquitetura, a AMD conseguiu um aumento de 16% no IPC (Instruções por Ciclo). As mudanças mais significativas ocorreram na parte frontal do pipeline de execução. No Zen 5, ele foi efetivamente bifurcado para lidar de forma mais eficiente com duas threads SMT e extrair mais paralelismo do código executado. O sistema de busca de instruções recebeu maiores capacidades de alimentação de dados, e as unidades de decodificação e o cache de micro-operações foram modernizados para operar em duas threads independentes. Ao mesmo tempo, o preditor de desvios foi significativamente aprimorado: seus algoritmos se tornaram mais precisos e o próprio sistema agora tem a capacidade de prever o desenvolvimento do programa com várias ramificações de antecedência, o que deve reduzir as paralisações do pipeline.
A unidade de execução do núcleo também foi expandida. O despachante agora pode despachar até oito instruções por ciclo, em comparação com seis nas gerações anteriores. Ao mesmo tempo, o número de unidades de execução aumentou: o número de ALUs passou de quatro para seis e o número de AGUs de três para quatro. Isso aumentou o paralelismo nas operações de memória e o número de operações simultâneas de carga e escrita. Além disso, a arquitetura expandiu os buffers internos e as filas de execução, ajudando o núcleo a lidar com longas cadeias de instruções dependentes de forma mais eficiente. Alterações na hierarquia de cache também foram feitas. No Zen 5, o tamanho do cache de dados L1 aumentou de 32 para 48 KB por núcleo. Sua taxa de transferência também aumentou, assim como a do cache L2.
Mudanças significativas também foram feitas na unidade de ponto flutuante. Enquanto o Zen 4 implementou o suporte a AVX-512 executando operações em duas unidades de 256 bits, o Zen 5 introduziu um caminho vetorial completo de 512 bits, permitindo que as instruções AVX-512 fossem executadas sem serem divididas em duas partes.
A ideia geral por trás de todas essas mudanças é alcançar um multithreading mais eficiente, sem paralisações do núcleo causadas por conflitos de threads e sem aumentar significativamente o consumo de energia. Além disso, um dos objetivos secundários no desenvolvimento do Zen 5 era aumentar a eficiência energética. Isso deveria ser alcançado não apenas por meio de mudanças arquitetônicas, mas também pela migração dos chips CCD para a tecnologia de processo de 4 nm da TSMC. No entanto, o sucesso da AMD nessa área foi menos evidente. As frequências máximas do Ryzen 9000 não ultrapassaram 5,7 GHz, eO TDP das versões topo de linha permaneceu em 170 W.
No entanto, a tecnologia 3D V-Cache representou um avanço significativo no Ryzen 9000. A AMD reconsiderou sua abordagem para a montagem de processadores com cache adicional e alterou seu layout, movendo o chip SRAM que expandia o cache L3 da superfície do chiplet CCD para ele. Isso resolveu o problema de resfriamento dessas CPUs de “dois níveis”, permitindo que elas atingissem frequências de clock significativamente mais altas na geração Zen 5 do que antes.
⇡#Quais processadores estamos comparando
Para avaliar como o desempenho do processador mudou em diferentes versões da arquitetura Zen, combinamos nove CPUs AMD de oito núcleos em um único teste — do Ryzen 7 1800X original aos membros mais recentes da família Ryzen 9000. Todos eles possuem oito núcleos, usam um único chip CCD e, no lançamento, ocupavam as primeiras posições entre os modelos convencionais de sua geração. Isso nos permitirá traçar claramente a evolução do desempenho da CPU, mantendo uma contagem de núcleos constante.
As principais especificações dos modelos selecionados para teste são apresentadas na tabela.
Assim, representantes de todas as gerações Zen participaram dos testes, e abaixo recapitularemos brevemente suas principais características.
⇡#Ryzen 7 1800X
O Ryzen 7 1800X foi lançado na primavera de 2017 e se tornou o carro-chefe da primeira geração de processadores Ryzen — marcando o início do retorno da AMD ao segmento de CPUs de alto desempenho para desktops. O processador contava com 8 núcleos e 16 threads baseados na arquitetura Zen, era fabricado utilizando a tecnologia de processo de 14 nm da GlobalFoundries e era instalado no soquete AM4.
O Ryzen 7 1800X tinha uma frequência base de 3,6 GHz e uma frequência máxima de 4,0 GHz sob cargas leves graças à tecnologia Precision Boost.Também poderia sofrer overclock em mais 100 MHz.Mantendo condições térmicas favoráveis graças à tecnologia XFR, o processador apresentava 16 MB de cache L3 e um TDP de 95 W, mas o consumo real de energia sob carga máxima ultrapassava 120 W. Todos os processadores Ryzen possuem multiplicador desbloqueado desde a primeira geração, portanto, o Ryzen 7 1800X era overclockável.
A AMD inicialmente precificou o primeiro Ryzen topo de linha em US$ 500, mas após vendas medianas, no final de 2017 já havia reduzido o preço para US$ 350, que se tornou a base para os processadores de oito núcleos subsequentes.
⇡#Ryzen 7 2700X
O Ryzen 7 2700X, lançado um ano depois, teve seu preço oficial imediatamente fixado em US$ 330, apesar de ser posicionado como o carro-chefe da geração Zen+ atualizada. Assim como seu antecessor, ele também oferecia 8 núcleos e 16 threads, mas graças à transição para a tecnologia de processo de 12 nm e otimizações arquitetônicas, alcançou frequências mais altas e melhor desempenho de memória. A frequência base do Ryzen 7 2700X aumentou para 3,7 GHz, com uma frequência máxima de 4,3 GHz. Seu cache L3 permaneceu inalterado em 16 MB. Assim como seu antecessor, o processador foi projetado para a plataforma Socket AM4.
O TDP (Thermal Design Power) do Ryzen 7 2700X foi aumentado para 105 W, mas, mais importante, ele ganhou suporte para as tecnologias mais modernas Precision Boost 2 e XFR 2, que permitem ajustes de frequência mais flexíveis e agressivos com base na temperatura e nas capacidades do sistema de resfriamento.
⇡#Ryzen 7 3800X
Com o lançamento do Ryzen 7 3800X em 2019, a AMD deu o próximo grande passo: adotou a arquitetura Zen 2 e o layout de chiplets. O processador de oito núcleos deixou de ser o carro-chefe, com modelos de 12 e 16 núcleos assumindo o protagonismo.Mas foi o Ryzen 7 3800X que se manteve no topo da linha.Uma variante com um único CCD e, em muitos aspectos, a escolha ideal para sistemas de jogos. Custava US$ 400.
A transição para um processo de 7 nm permitiu frequências mais altas, de 3,9 a 4,5 GHz, e o cache L3 dobrou para 32 MB. O Ryzen 7 3800X adicionou suporte a PCIe 4.0 e melhorou o desempenho da memória, permitindo atingir frequências de 3600 a 3800 MHz e superiores quando overclockado. O TDP permaneceu nominalmente em 105 W, embora o consumo real de energia sob carga ainda excedesse esse limite. Assim como seus antecessores, o Ryzen 7 3800X recebeu um multiplicador gratuito, mas, na prática, o overclock era muito mais eficaz usando a função Precision Boost Override, que ajusta os parâmetros dos algoritmos integrados de controle automático de frequência.
#Ryzen 7 5800X
O Ryzen 7 5800X tornou-se o processador octa-core topo de linha da era Zen 3, lançado no final de 2020 em meio à escassez de semicondutores causada pela pandemia e preços significativamente mais altos. A AMD o precificou em US$ 450, um valor considerável, mas isso não diminuiu o interesse.
A principal mudança nesta geração de CPUs é a estrutura CCX redesenhada com um único cache L3 de 32 MB para todos os oito núcleos. Isso reduziu drasticamente a latência e teve um impacto significativo no desempenho em jogos. As frequências do Ryzen 7 5800X aumentaram para 3,8–4,7 GHz, enquanto o TDP permaneceu em 105 W, embora o processador esquentasse bastante. É aqui que novas ferramentas de Precision Boost Override, como o Curve Optimizer, se mostraram úteis — o ajuste fino de voltagens rapidamente se tornou prática padrão para os usuários de Zen 3.
⇡#Ryzen 7 5800X3D
O Ryzen 7 5800X não é o único processador baseado na arquitetura Zen 3 em nosso teste. Um ano e meio após seu lançamento, a AMD lançou outro importante processador de oito núcleos: o Ryzen 7 5800X3D.Este processador foi o primeiro a utilizar a tecnologia 3D V-Cache.Graças a isso, o cache L3 aumentou para 96 MB. Isso melhorou significativamente o desempenho em jogos e tornou o Ryzen 7 5800X3D uma das principais CPUs para jogos de sua época. O lançamento deste processador efetivamente restaurou o status de processador topo de linha da AMD para os processadores de oito núcleos, já que a série Ryzen 5000 não possuía processadores com tecnologia 3D V-Cache ou com 12 ou 16 núcleos.
Mas o aumento do cache L3 teve um preço: as frequências do Ryzen 7 5800X caíram para 3,4–4,5 GHz. Embora o TDP tenha permanecido nominalmente em 105 W, na prática, as frequências reduzidas fizeram com que o Ryzen 7 5800X3D fosse significativamente mais frio do que seu irmão padrão. A AMD também bloqueou completamente o overclock manual do multiplicador e da voltagem — o fabricante considerou o projeto com um chip de cache adicional muito delicado.
Considerando que o Ryzen 7 5800X3D foi lançado mais tarde do que a maioria dos processadores da série Ryzen 5000, a AMD manteve seu preço baixo — o primeiro processador com cache 3D foi lançado por US$ 450. E essa estratégia provou ser bastante astuta. Foi o Ryzen 7 5800X3D, assim como seus sucessores baseados na arquitetura Zen 3 com cache 3D, que tornaram a plataforma Socket AM4 fenomenalmente longeva e ainda relevante hoje.
#Ryzen 7 7700X
O Ryzen 7 7700X, baseado na arquitetura Zen 4, foi lançado em 2022 e foi uma das primeiras soluções para a nova plataforma Socket AM5. Como outros processadores de oito núcleos, ele utiliza um único chiplet CCD com 32 MB de cache L3, mas, neste caso, a AMD optou por um processo de fabricação de 5 nm, o que permitiu um aumento significativo nas frequências de clock. O Ryzen 7 7700X possui uma frequência base de 4,5 GHz e uma frequência máxima de boost de 5,4 GHz. No entanto, este processador de oito núcleos não é o de maior frequência da série: seus irmãos de 12 e 16 núcleos operam de 200 a 300 MHz mais rápido. Ainda assim, o dissipador de calor do Ryzen 7 7700X permaneceu nos usuais 105 W.
Graças à nova plataforma, o Ryzen 7 7700X ganhou suporte para DDR5 e a interface PCIe 5.0, além de gráficos integrados baseados na arquitetura RDNA 2. No entanto, a transição para o Socket AM5 também trouxe suas desvantagens: devido ao tamanho reduzido do die e ao design de dissipação de calor deficiente, o Ryzen 7 7700X esquentava muito. Temperaturas próximas ao máximo permitido de 90°C são bastante comuns para este processador sob carga.
A AMD definiu oficialmente o preço de lançamento do Ryzen 7 7700X em US$ 450, mas ele caiu rapidamente para US$ 350 devido à baixa demanda. Isso se deveu não apenas ao alto custo da plataforma Socket AM5 em geral, mas também ao fato de os usuários convencionais preferirem o Ryzen 7 7700X, um processador para jogos com cache 3D, lançado apenas alguns meses antes.
#Ryzen 7 7800X3D
Seis meses após o lançamento do Ryzen 7 7700X, a AMD lançou sua versão para jogos, o Ryzen 7 7800X3D, que, assim como o Ryzen 7 5800X3D, conta com a tecnologia 3D V-Cache. O tamanho total do cache L3 deste processador aumentou para 96 MB, e as frequências de clock diminuíram ligeiramente: para 4,2 GHz (base) e 5,0 GHz (máximo). Mesmo assim, isso não impediu que ele se tornasse uma solução muito procurada para sistemas de jogos.
O TDP do Ryzen 7 7800X3D foi aumentado para 120W, mas este processador se mostrou mais eficiente e com menor aquecimento do que o Ryzen 7 7700X, o que contribuiu para sua popularidade. Nem mesmo o preço relativamente alto, lançado em US$ 450, afastou os compradores. No entanto, a série Ryzen 7000 também incluía processadores significativamente mais caros, como o Ryzen 9 7950X3D de 16 núcleos, que também apresenta a tecnologia 3D V-Cache.Assim como o Ryzen 7 5800X3D, o Ryzen 7 7800X3D ainda apresenta limitações em termos de desempenho direto.Overclocking. No entanto, ele ganhou suporte para Precision Boost Overdrive e Curve Optimizer, permitindo o controle indireto de suas frequências de operação.
⇡#Ryzen 7 9700X
O Ryzen 7 9700X foi o primeiro processador octa-core convencional baseado na arquitetura Zen 5. Foi lançado no verão de 2024 e fez parte da segunda geração de soluções para a plataforma Socket AM5, na qual a AMD adotou um processo de 4 nm e priorizou a eficiência energética em detrimento das frequências. Como resultado, o TDP (Thermal Design Power) do Ryzen 7 9700X caiu para modestos 65 watts. Isso, previsivelmente, impactou as temperaturas — o novo processador acabou sendo um dos processadores octa-core de ponta mais frios de toda a evolução Ryzen.
A eficiência energética é alcançada principalmente por meio de frequências relativamente moderadas: um clock base de 3,8 GHz e um clock boost de 5,5 GHz. E como o cache L3 permanece em 32 MB, quase todos os ganhos de desempenho do Ryzen 7 9700X em relação ao Ryzen 7 7700X vêm apenas de melhorias arquitetônicas, que não são suficientes para proporcionar uma vantagem convincente. Portanto, algum tempo após o seu lançamento, a AMD permitiu que os proprietários do Ryzen 7 9700X aumentassem seu TDP para 105 W sem invalidar a garantia, e o preço oficial deste processador, lançado a US$ 360, caiu US$ 40.
⇡#Ryzen 7 9850X3D
A geração Ryzen 9000 também incluiu processadores com a tecnologia 3D V-Cache. Nesses processadores, a AMD adotou um layout atualizado, no qual o die que expande a memória cache é posicionado abaixo, em vez de acima, do CCD. Isso permitiu frequências operacionais mais altas em comparação com as gerações anteriores de processadores X3D. Como resultado, a série Ryzen 9000 lançou até mesmo dois processadores para jogos de oito núcleos com 96 MB de cache L3. Em novembro de 2024, o Ryzen 7 9800X3D foi lançado com frequências de 4,7 a 5,2 GHz e, um ano depois, o Ryzen 7 9850X3D elevou suas frequências para 4,7 a 5,6 GHz, o que é ainda maior do que o Ryzen 7 9700X.
O TDP é de 120 W e, desta vez, está muito mais próximo da realidade: o processador é visivelmente mais quente e consome mais energia do que o Zen 5 de oito núcleos sem cache 3D. No entanto, pela primeira vez em modelos X3D, o Ryzen 7 9850X3D apresenta overclocking manual completo — tanto o multiplicador quanto a voltagem podem ser ajustados.
É revelador que o preço oficial do Ryzen 7 9850X3D tenha retornado ao valor simbólico de US$ 500 pela primeira vez desde 2017. Isso significa que estamos falando de um processador Ryzen de oito núcleos tão caro quanto o Ryzen 7 1800X.Mas neste caso, está bem explicado: o Ryzen 7 9850X3D é o processador para jogos mais rápido do mercado.O mercado é o mais competitivo, e simplesmente não tem concorrentes neste segmento.
⇡#Descrição do sistema de teste e metodologia de teste
Para testar o conjunto completo de processadores Ryzen de oito núcleos, tivemos que usar duas plataformas: Socket AM4 e Socket AM5. Além disso, a primeira exigiu duas placas-mãe, já que as placas-mãe AM4 modernas não oferecem suporte aos processadores Ryzen de primeira geração. Como resultado, os componentes utilizados foram os seguintes:
Os processadores foram testados com os limites nominais de consumo de energia e um perfil de desempenho padrão. A configuração do subsistema de memória foi selecionada com base no perfil XMP. Isso significa que, na plataforma Socket AM5, o perfil DDR5-6000 com latências de 30-38-38-96 foi selecionado para a memória. Nas plataformas com memória DDR4, os módulos foram configurados no modo DDR4-3600 com latências de 16-18-18-38. No entanto, foi necessário abrir uma exceção para o Ryzen 7 1800X: seu desempenho com memórias de alta velocidade foi ruim, portanto, foi utilizada DDR4-3200 com um esquema de latência de 16-18-18-38.
Os testes foram realizados no Microsoft Windows 11 Pro (24H2) Build 26100.2605, que inclui todas as atualizações necessárias para o correto funcionamento dos agendadores dos processadores AMD modernos. Para melhorar ainda mais o desempenho, desativamos a “Segurança baseada em virtualização” nas configurações do Windows e ativamos o “Agendamento de GPU acelerado por hardware”. O sistema utilizou o driver GeForce 581.57.Descrição das ferramentas utilizadas para medir o desempenho computacional:
Benchmarks sintéticos:
Benchmarks de aplicativos:
Jogos:
Todos os benchmarks de jogos reportam a média de quadros por segundo (FPS) e o quantil 0,01 (primeiro percentil).para valores de FPS. O uso do quantil 0,01 em vez dos valores mínimos de FPS visa eliminar picos de desempenho aleatórios causados por fatores não diretamente relacionados aos componentes principais da plataforma.
⇡#Desempenho em Benchmarks Sintéticos
É evidente, mesmo sem benchmarks, que os processadores AMD deram um salto gigantesco em seus nove anos de desenvolvimento. Mesmo considerando as estimativas da própria fabricante para o crescimento do IPC em cada geração (Zen – Zen 2 – Zen 3 – Zen 4 – Zen 5) — que são de 15%, 19%, 13% e 16%, respectivamente — o crescimento total do IPC deve ser de 79%. Somando-se a isso um aumento de 35% na frequência, o desempenho do Ryzen 7 9700X e do Ryzen 7 9850X3D deve ser quase 2,5 vezes maior que o do Ryzen 7 1800X original.
Em linhas gerais, é isso que observamos nos gráficos abaixo, com resultados de núcleo único do Geekbench 6, 3DMark CPU Profile e Cinebench 2024: a diferença entre os processadores Ryzen mais antigos e os mais modernos é de 160% em média. Os avanços evolutivos mais significativos em termos de ganhos de desempenho ocorreram nas duas últimas gerações do Ryzen, com a transição para a tecnologia de processo de 4–5 nm e a disparada das frequências de clock, que ultrapassaram a marca simbólica de 5 GHz.
Os testes sintéticos executados em modo multithread geralmente concordam com os resultados de núcleo único. No entanto, nesse caso, os ganhos de desempenho são um pouco mais modestos, o que é compreensível. Utilizar todos os núcleos disponíveis impede que os processadores atinjam suas frequências máximas de overclock devido ao aumento do consumo de energia e da geração de calor.No fimA diferença entre o Ryzen 7 1800X e os mais recentes processadores AMD de oito núcleos é de “apenas” 150%.
Além disso, a julgar pelos gráficos, talvez o salto mais notável tenha sido o do recém-lançado Ryzen 7 9850X3D, enquanto os resultados do Ryzen 7 9700X são bem mais modestos. E há uma explicação lógica para isso. A arquitetura Zen 5 foi de fato otimizada especificamente para multithreading SMT de alta eficiência, mas no caso do Ryzen 7 9700X, isso é quase imperceptível, já que seu desempenho foi limitado pelo TDP de 65W. Além disso, ele é o único processador Ryzen de oito núcleos de ponta que é limitado a esse nível. Portanto, apenas o Ryzen 7 9850X3D consegue demonstrar o verdadeiro poder multithread do Zen 5.
Mas o verdadeiro líder em termos de ganhos de desempenho por geração não é o Ryzen 7 9850X3D, mas sim o Ryzen 7 3800X, baseado na arquitetura Zen 2. Comparado ao Ryzen 7 2700X, oferece um aumento de desempenho de 28%. Em suma, com base em benchmarks sintéticos multithread e processadores de oito núcleos, os ganhos de desempenho nas arquiteturas Zen, Zen+, Zen 2, Zen 3, Zen 4 e Zen 5 são de 9%, 28%, 19%, 25% e 20%, respectivamente.
No entanto, não vamos tirar conclusões precipitadas. Vamos analisar o desempenho em aplicações e jogos do mundo real, onde ele depende não apenas do IPC (Instruções por Ciclo) e da frequência do processador, mas também de muitos outros fatores — eficiência do cache e das conexões entre núcleos, desempenho do subsistema de memória, etc.
⇡#Desempenho em Aplicações com Uso Intensivo de Recursos
Contudo, o desempenho computacional do Ryzen em aplicações do mundo real apresentou um crescimento igualmente impressionante ao longo de nove anos de desenvolvimento e cinco etapas arquitetônicas, assim como em benchmarks sintéticos.Como você pode ver no gráfico, onde calculamos a média dos resultados obtidos em 16 tarefas reais, o mais recente Ryzen 7 9850X3D funciona bem.2,63 vezes mais rápido que o Ryzen 7 1800X original. Além disso, um aumento de desempenho notável pode ser observado em praticamente todas as gerações Zen subsequentes, o que significa que não houve estágios de transição na evolução do Ryzen. Os ganhos de desempenho são sempre aumentos percentuais de dois dígitos, com alguns incrementos ultrapassando até 25%.
Mais especificamente, os ganhos de desempenho por geração são os seguintes:
Assim, do Ryzen 7 1800X original ao Ryzen 7 9700X, o desempenho mais que dobrou e, incluindo o Ryzen 7 9850X3D, é mais de duas vezes e meia mais rápido. As gerações pares — Zen 2 e Zen 4 — foram as que mais contribuíram para esse progresso.
Os processadores com tecnologia 3D V-Cache merecem destaque. Eles são tradicionalmente associados a jogos, e os benchmarks mostram que isso é em grande parte verdade — em aplicações, o cache L3 maior oferece apenas uma vantagem modesta. Além disso, os processadores Ryzen 7 5800X3D e 7800X3D apresentam desempenho inferior em tarefas que exigem muitos recursos em comparação com modelos da mesma geração sem cache 3D. Isso ocorre porque o aumento da memória cache nesses processadores vem acompanhado de uma redução nas frequências de clock. No entanto, essa tendência não é mais evidente no Ryzen 7 9850X3D. Graças ao novo layout de cache 3D e às frequências de clock significativamente mais altas, ele é consideravelmente mais rápido que o Ryzen 7 9700X. Em outras palavras, a geração Zen 5 combina os benefícios de um cache amplo e altas frequências de clock em um único modelo, tornando o Ryzen 7 9850X3D um processador octa-core versátil, adequado não apenas para jogos, mas também para trabalho.Abaixo estão os resultados obtidos em tarefas individuais, e em alguns casos o ganho de desempenho ao migrar para gerações mais recentes do Ryzen supera significativamente os demais.Valores médios. O fato é que alguns algoritmos são mais sensíveis do que outros à largura do pipeline de execução (por exemplo, renderização), à largura de banda da memória (arquivamento) e ao suporte a instruções vetoriais (inferência de IA ou codificação de vídeo).
Renderização:
Transcodificação de vídeo:
Processamento de fotos:
Edição de vídeo:
Redes neurais:
Compilação:
Arquivamento:
Xadrez:
Em última análise, os resultados dos benchmarks ilustram claramente a evolução sistemática das soluções da AMD. Cada geração Zen não se limita a aumentar as frequências de clock ou a adotar uma tecnologia de processo mais avançada, mas aprimora sistematicamente o IPC (Instruções por Ciclo) e a hierarquia de cache. É por isso que observamos ganhos de desempenho consistentes a cada geração subsequente, o que permite que processadores com o mesmo número de núcleos dobrem seu desempenho em cinco a sete anos.
⇡#Desempenho em Jogos – Benchmarks em 1080p
Se nos concentrarmos em aplicativos que exigem muitos recursos, o desempenho dos processadores Ryzen de oito núcleos aumentou 2,63 vezes nos últimos nove anos. Em jogos, a vantagem em taxa de quadros do mais recente Ryzen 7 9850X3D sobre o Ryzen 7 1800X é ainda mais impressionante — 2,84 vezes. Embora a diferença possa não parecer significativa à primeira vista, na verdade é bastante considerável. Em tarefas computacionais, os ganhos de desempenho de geração para geração são mais uniformes e impulsionados principalmente por mudanças arquitetônicas. Em jogos, no entanto, a situação é diferente: as mudanças arquitetônicas têm um efeito mais limitado, e o fator dominante nos ganhos de FPS é o aumento da memória cache. E isso não se deve apenas à tecnologia 3D V-Cache, que pode melhorar significativamente o desempenho mesmo dentro de uma única geração Ryzen.Proporciona um aumento de até 30% no desempenho em jogos. Um aumento superior a 20% também pode ser observado em outros casos: durante a transição geracional do Zen+ para o Zen 2, quando o cache L3 foi aumentado de 16 para 32 MB, e durante a transição do Zen 3 para o Zen 4, quando o tamanho do cache L2 foi duplicado.
No entanto, se considerarmos os ganhos de desempenho que a AMD oferece aos jogadores a cada atualização de geração, excluindo os modelos com cache 3D, a média é de 17%. Além disso, o cache 3D adicional em uma única geração aumenta o desempenho em jogos em uma média de 25%. Em última análise, os modelos de oito núcleos com cache 3D são ainda mais rápidos em jogos do que os processadores de oito núcleos da próxima geração. Isso significa que os processadores X3D são mais adequados para sistemas de jogos, em parte devido ao seu ciclo de vida mais longo. Por exemplo, mesmo o processador Ryzen 7 5800X3D, lançado em 2022 e projetado para a plataforma Socket AM4, está apenas alguns pontos percentuais atrás do atual Ryzen 7 9700X, permanecendo uma solução viável para sistemas de gama média.
Contudo, o Ryzen 7 9700X é um processador único entre todos os processadores de oito núcleos mais antigos. Com um TDP de 65W, ele é mais eficiente em termos de energia do que seus irmãos. Portanto, seu valor reside mais na sua adequação para configurações de jogos silenciosas e com baixo consumo de energia, oferecendo ao mesmo tempo um desempenho vários pontos percentuais superior ao do Ryzen 7 7700X, que esquenta bastante e consome muita energia.
Vale ressaltar também que a taxa de quadros mínima aumentou ainda mais do que a taxa de quadros média ao longo da evolução do Ryzen. Em outras palavras, as melhorias arquitetônicas da AMD contribuem claramente para uma experiência de jogo mais fluida e confortável, especialmente em cenas exigentes.
Quanto aos resultados em jogos específicos, eles são bastante inconsistentes. Mas a principal conclusão permanece: a tecnologia 3D V-Cache foi uma verdadeira descoberta da AMD — ela quase sempre aumenta significativamente a taxa de quadros em jogos. E, em geral, a regra é queNa grande maioria dos casos, confirma-se que comprar um processador octa-core X3D para um sistema de jogos é mais rentável do que adquirir um processador base de última geração.
⇡#Desempenho em Jogos. Testes em 2160p
Em resolução 4K, o cenário é ligeiramente diferente. Isso é totalmente compreensível. Nesse caso, uma parcela significativa da carga de trabalho é transferida para a placa gráfica, e a contribuição do poder de processamento do processador é significativamente reduzida, especialmente em configurações gráficas altas. Como resultado, a média de FPS em 12 jogos dobrou apenas em nove anos de desenvolvimento, o que representa quase metade da diferença em Full HD. A diferença entre gerações também está se tornando menos pronunciada. Isso é especialmente verdadeiro para processadores posteriores ao Ryzen 7 7700X, cuja diferença diminui para 10-13%. No entanto, as gerações mais antigas do Ryzen ainda ficam significativamente atrás dos processadores mais recentes. Isso demonstra claramente que, em 4K, os processadores com arquiteturas mais antigas (Zen, Zen+, Zen 2) são muito fracos para jogos modernos, onde se tornam um fator limitante notável.
O mesmo pode ser dito sobre a tecnologia 3D V-Cache. Em 4K, seu impacto é muito menos pronunciado do que em Full HD: o Ryzen 7 9850X3D supera o Ryzen 7 9700X em uma média de apenas 9%, enquanto o Ryzen 7 7800X3D supera o Ryzen 7 7700X em apenas 7%. Na maioria dos casos, a maior parte da carga de trabalho passa para a GPU, e o cache L3 adicional deixa de desempenhar um papel decisivo, embora seu impacto positivo não possa ser completamente negado. Isso é especialmente verdadeiro, visto que alguns jogos dependem muito do poder de processamento da CPU, mesmo em altas resoluções. Exemplos específicos são claramente visíveis nos diagramas abaixo.
⇡#Consumo de Energia e Temperaturas
Claramente, a evolução da arquitetura Zen afetou não apenas o desempenho, mas também a eficiência energética dos processadores Ryzen de oito núcleos. Para acompanhar essas mudanças, comparamos o consumo de energia e as temperaturas de todos os participantes do teste em diferentes cenários de carga de trabalho. Vamos começar com as temperaturas sob carga de trabalho intensiva, que utilizamos com o benchmark Cinebench 2024. No modo single-thread, a temperatura de todos os processadores fica dentro de uma faixa relativamente estreita, entre 56 e 67 graus Celsius. A única exceção é o Ryzen 7 1800X, que apresenta menor temperatura, mas para o qual a AMD ainda não implementou algoritmos agressivos de overclock automático. Em outras palavras, não é possível tirar conclusões definitivas a partir daqui.
O cenário é muito mais interessante em renderização multithread, onde os processadores atingem seus limites. Aqui, a variação de temperatura é muito maior. O Ryzen 7 9700X se mostra o processador mais frio — o que já era esperado, considerando os rígidos limites de consumo de energia embutidos em suas especificações. O Ryzen 7 1800X e o Ryzen 7 2700X também apresentam bom desempenho, mas por um motivo diferente: seus grandes chips monolíticos são mais fáceis de resfriar. Os modelos com V-Cache 3D — o Ryzen 7 5800X3D e o Ryzen 7 7800X3D — também exibem aquecimento relativamente moderado, apesar de terem frequências reduzidas devido à sua encapsulação. No extremo oposto do gráfico está o Ryzen 7 7700X: sob carga máxima, ele praticamente atinge seu limite de temperatura.
Quando se trata de aquecimento da CPU em jogos, não estamos mais falando de temperaturas extremas. No entanto, as mesmas CPUs que atingem as temperaturas mais altas durante a renderização — o Ryzen 7 7700X e o Ryzen 7 9850X3D — também são utilizadas. Processadores de oito núcleos relativamente frios incluem os processadores Zen 3 e Zen 4 com cache 3D, bem como o Ryzen 7 9700X com um TDP de 65W. Observando o diagrama acima, podemos relembrar como a dissipação de calor era fácil na época em que os processadores Ryzen eram baseados em um die monolítico fabricado usando um processo de 12/14 nm, que tinha uma área três vezes maior que os CCDs atuais.
A análise do consumo de energia fornece resultados igualmente reveladores. No modo single-thread, todos os processadores ficam na faixa de 30 a 50 W — aqui, o fator decisivo não são tanto as diferenças arquitetônicas, mas sim os algoritmos Precision Boost.
No entanto, no modo multi-thread, os resultados variam quase pela metade. Os processadores Ryzen 7 5800X3D, Ryzen 7 7800X3D e Ryzen 7 9700X estão entre os processadores de oito núcleos com baixo consumo de energia. Dois desses processadores têm frequências reduzidas devido a dificuldades na dissipação de calor do CCD, que é coberto pelo chip de cache. O terceiro pertence à classe de baixo consumo de energia, conforme determinado pela AMD. Os processadores de oito núcleos com maior consumo de energia são o Ryzen 7 2700X, o Ryzen 7 5800X e o Ryzen 7 9850X3D — modelos nos quais a AMD buscou deliberadamente frequências máximas.
Um panorama bastante interessante surge ao comparar o consumo de energia com o desempenho. O gráfico a seguir mostra o desempenho por watt medido pelo Cinebench 2024.E isso demonstra claramente que os processadores Ryzen de oito núcleos mais eficientes em termos de energia são o Ryzen 7 7800X3D e o Ryzen 7 9700X —Os processadores mais modernos com consumo de energia artificialmente limitado. Eles são quase três vezes mais eficientes que as primeiras gerações do Ryzen.
Em relação ao consumo de energia em jogos, o Ryzen 7 7800X3D vence com folga, com uma média de cerca de 65 watts. A maioria dos processadores Ryzen de oito núcleos consome entre 85 e 100 watts em jogos. Dois modelos particularmente exigentes em energia se destacam nesse grupo: o Ryzen 7 5800X e o Ryzen 7 9850X3D, que consomem cerca de 110 watts em jogos.
Ao final desta seção, apresentaremos uma tabela mostrando as temperaturas da CPU e o consumo de energia para jogos específicos.
⇡#Conclusões
Nos nove anos desde o lançamento do Ryzen 7 1800X, a arquitetura Zen evoluiu de uma tentativa tímida de competir com a Intel para uma solução dominante no segmento de processadores para desktops. Uma comparação de nove modelos de oito núcleos, abrangendo desde o Zen até o Zen 5, demonstra claramente o impressionante progresso que a AMD fez nesse período e a visão de futuro do projeto inicial de seus engenheiros. Incrível, mas verdade: a base arquitetônica estabelecida em 2017 permanece relevante até hoje, e todas as versões modernas do Zen se baseiam consistentemente nas ideias apresentadas há nove anos.
Como os testes revelaram, ao longo de sua evolução, o desempenho médio dos processadores Ryzen de oito núcleos em cargas de trabalho aplicadas aumentou 2,6 vezes e em jogos quase 2,8 vezes, o que significa que cada geração subsequente de processadores se tornou aproximadamente 20% mais rápida que a anterior. E todo esse crescimento se divide organicamente em uma sequência de estágios. A arquitetura Zen 2 trouxe o encapsulamento baseado em chiplets e um aumento de duas vezes no cache L3. Zen 3O Zen 4 eliminou o principal gargalo das gerações anteriores: os CCXs separados dentro do CCD. O Zen 4 alinhou a plataforma com as realidades modernas, adicionando DDR5 e PCIe 5.0, implementando suporte a AVX-512 e, simultaneamente, elevando as frequências de clock a um novo patamar. Por fim, a arquitetura Zen 5 passou por uma profunda otimização: um front-end mais amplo, desempenho SMT aprimorado e maior eficiência energética.
A evolução da tecnologia 3D V-Cache é particularmente notável, tendo passado por um desenvolvimento significativo ao longo das sucessivas gerações de arquitetura. Em apenas quatro anos, evoluiu de uma solução de nicho para jogadores a um aprimorador de arquitetura completo que não exige mais concessões. Enquanto o primeiro processador com cache 3D, o Ryzen 7 5800X3D, teve que sacrificar frequências, o moderno Ryzen 7 9850X3D combina cache ampliado com frequências recordes sem problemas significativos. Além disso, o impacto positivo do cache 3D nos jogos é difícil de superestimar — o aumento de desempenho é ainda maior do que com uma atualização completa da arquitetura.
O progresso na eficiência energética é igualmente impressionante. O Ryzen 7 9700X, com seu TDP de 65W, frequentemente supera o Ryzen 7 7700X de 105W, enquanto o Ryzen 7 7800X3D consome cerca de 65W em jogos — um nível que pareceria simplesmente impossível para processadores topo de linha em 2017. No geral, o desempenho por watt do Ryzen quase triplicou, e as temperaturas e o ruído não são mais um problema significativo, pelo menos para CPUs de oito núcleos.
Como resultado, os processadores Ryzen de oito núcleos modernos se tornaram algumas das opções mais equilibradas do mercado em termos de desempenho, consumo de energia e preço. A AMD não apenas alcançou a Intel, como também estabeleceu novos padrões em muitos aspectos, demonstrando o que um processador para desktop convencional deve ser: rápido, eficiente, versátil e projetado para uma longa vida útil.