AMD Ryzen 9 5950X: обзор. Ультимативный процессор для платформы AM4, или сказ о том, как AMD добивает

«Выкатив» в 2019 году на рынок процессор Ryzen 9 3950X, компания AMD выпустила безальтернативно мощное предложение в рамках «народной» платформы AM4. 16 довольно скороходных ядер Zen 2, 64 МБ кэш-памяти, в довесок немаленькие частоты работы до ~4625 МГц на лучшем ядре и ~3850 МГц при нагрузке на все ядра. Ryzen 9 3950X хорошо себя показывал в играх, и ещё лучше там, где удавалось реализовать всю мощь 32 потоков. Всё это за немаленькие $750 рекомендованных, и даже в пересчёте на ядро получаются немаленькие $47, но огромная вычислительная мощность вместе с недороговизной плат с сокетом AM4 делали из Ryzen 9 3950X годный «камень». Несмотря на слабую конкуренцию со стороны Intel, и в том числе со стороны продвинутой HEDT-платформы LGA2066, AMD не стала почивать на лаврах и задерживать релиз прямого преемника. AMD сразу зашла с козыря, и выпустила Ryzen 9 5950X в первой волне семейства Ryzen 5000, отправив желающих обновиться на Core i9-10900K/Core i9-11900K/старшие Cascade Lake-X в глубокие раздумья.

Как нетрудно догадаться, в этом материале будем детально знакомиться с 16-ядерным/32-поточным AMD Ryzen 9 5950X – небывало производительным процессором для обычного сокета AM4. Помимо впечатляющего количества ядер, он может похвастаться частотами работы до 4,9 ГГц при нагрузке на 1-2 ядра, а в действительности бывают «прострелы» свыше 5 ГГц; под 3,9 ГГц при загрузке на всю, и даже более того. Ну и конечно же не стоит забывать общие преимущества архитектуры Zen 3, обеспечивающие под 20% прироста показателя IPC (инструкций за такт), быструю работу с оперативной памятью и сравнительно небольшие аппетиты – 105 Вт TDP в номинале, хотя де-факто 150-200 Вт в зависимости от режима работы.

Что самое любопытное, AMD Ryzen 9 5950X не шибко дороже прямого предшественника. Подобно другим представителям семейства Ryzen 5000, относительно Ryzen 9 3950X новый чип дороже на $50. Но если $50 между $250 и $300 в случае Ryzen 5, как и $400 и $450 в случае Ryzen 7 – это ощутимая прибавка, то $50 между $750 и $800 уже не так чувствуются. К тому же, если смотреть в процентном соотношении, то процессор подорожал на 6,2%, получив по меньшей мере +20% производительности во всех задачах. А сейчас его и вовсе можно приобрести за $750.

Перед началом детального ознакомления с 16-ядерным AMD Ryzen 9 5950X (официальная страница) остаётся лишь добавить, что вы на Тест”О”дроме OCClub.ru, обзор готовил Олег, и начинаем начинать!

AMD Ryzen 9 5950X в деталях

С точки зрения топологии архитектуры Zen 2 и Zen 3 не отличаются. Как и прежде на подложке расположены 1-2 чиплета с вычислительными ядрами и кэш-памятью, а также кристалл ввода-вывода. Чип ввода-вывода серьёзных изменений не претерпел и про него чуть позже, а вот чиплеты с x86-ядрами сильно изменились, что очень важная деталь в контексте обзора AMD Ryzen 9 5950X.

Как и в случае Ryzen 3000, чиплет насчитывает 8 ядер, но его внутреннее устройство изменилось. У Zen 2/Ryzen 3000 чиплет грубо говоря состоял из двух половинок – CCX-комплексов, каждый из которых имеет 16 МБ собственного кэша L3 и 4 ядра. Между собой CCX и чиплеты общаются через скоростную шину Infinity Fabric. «Скоростную» – понятие тоже относительное. AMD заявляет 512 ГБ/с пропускной способности, что выглядит не так и много на фоне ~450 ГБ/с типичной скорости доступа к кэшу L3. К тому же та же шина Infinity Fabric связывает чиплеты с ядрами и кристалл с интерфейсами ввода-вывода и, что ключевое, контроллером оперативной памяти. Как итог пропускной способности Infinity Fabric достаточно, но в притирочку, и ещё она дополнительно загружена. Как второй итог, если ядро из одного CCX-комплекса обращалось к памяти ядра из другого CCX, а это происходит часто, задержка этого обращения была достаточно немаленькая, что сказывалось на производительности, особенно в играх.

Ключевое отличие Zen 3 – объединение CCX в один единый блок. Чиплет по-прежнему 8-ядерный, но теперь кэш L3 единый, все ядра имеют к нему равноправный доступ. Шина Infinity Fabric разгрузилась от обмена данными между отдельными 4-ядерными CCX, снизились задержки доступа к кэшу L3, увеличилась производительность в целом. AMD убрала «бутылочное горлышко».

Как и прежде, в случае наличие двух чиплетов с ядрами под крышкой шина Infinity Fabric отвечает за взаимодействие между ними. В контексте Ryzen 9 5950X, у которого на подложке два полноценных чиплета, разгрузка шины IF от межъядерного взаимодействия принесла дополнительный «профит». Снизились задержки доступа к кэшу L3, к оперативной памяти.

Снова-таки за счёт разгрузки шины IF удалось улучшить работу контроллера памяти, но только совсем чуть-чуть. Физически он ровно такой же, но AMD обещает большую перспективу на разгон. Если для Ryzen 3000 считалось за счастье запустить оперативную память в режиме DDR4-3733 с частотой шины IF 1866 МГц и делителем 1 к 1, то для Ryzen 5000 это почти норма. Более того, если повезёт возможны DDR4-3800 с IF 1900 МГц. AMD говорит даже о DDR4-4000, но это сродни победе в лотерею.

AMD Ryzen 9 5950X в общей сложности под крышкой имеет 3 кристалла: пара чиплетов, выпускаемых по 7-нм техпроцессу TSMC (в каждом по 8 ядер и 32 МБ кэша L3); кристалл-ввода вывода, производимый по 12-нм нормам GlobalFoundries (содержит 24 линии PCI-E 4.0, 4 линии USB 3.2, контроллер оперативной памяти). Физически кристалл-ввода вывода не претерпел изменений, что вполне ожидаемо с экономической точки зрения, да и особо незачем. Доказывает полную идентичность I/O-кристалла у Ryzen 3000 и Ryzen 5000 аналогичная площадь и количество транзисторов – 125 мм² и 2,09 млрд. Хотя техпроцесс чиплетов с ядрами не изменился, относительно Zen 2 чиплет увеличился на ~8% – 80,7 мм² и 4,15 млрд транзисторов против 74 мм² и 3,8 млрд.

Процессор насчитывает 16 ядер Zen 3 с частотой работы 3,4-4,9 ГГц (но здесь не всё так просто) и 64 МБ кэш-памяти L3. Частота работы напрямую зависит от количества потоков нагрузки. Грубо говоря, с каждым дополнительным потоком частота снижается на 25 МГц, при нагрузке на 8 потоков частота ~4,7 ГГц, на всю – ~4 ГГц.

Но указанные частоты работы не до конца отражают действительность. В отличии от Intel, AMD не указывает прямо, какая частота будет при нагрузке на 1-2 ядра, какая на 3-4, и какая при нагрузке на все. Всё потому, что это непостоянная величина. Реальные максимальные частоты зависят от ряда факторов: насколько удачный образец процессора, насколько сильный и стабильный узел питания материнской платы, потребление и температура в конкретный момент времени.

Чип не слишком требователен к материнской плате. В списке совместимых Ryzen 9 5950X значится даже у младших плат на чипсете B550. Более того, недавно платы Gigabyte GA-A320M-S2H и GA-A320M-H на самом младшем чипсете A320 «подружились» с процессорами Ryzen 5000 и флагманом в том числе. Помимо этого, поддержку реализовала ASRock на нескольких платах X370.

Тестирование

Тестовый стенд:

• Процессор: AMD Ryzen 9 5950X;
• Материнская плата: ASUS ROG Strix B550-E Gaming;
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15 Black;
• Видеокарты: Palit GeForce RTX 3080 GameRock OC;
• Оперативная память: GeIL Orion DDR4-3600 16 ГБ (2х 8 ГБ);
• Накопитель: GeIL Zenith 256 ГБ;
• Блок питания: Fractal Design Ion Gold 750 Вт;
• Корпус: открытый стенд;
• Операционная система: Windows 10 x64.

Стоит отметить, что AMD Ryzen 9 5950X тестировался c BIOS 2201 с микрокодом AGESA V2 PI 1.2.0.3 Patch A. BIOS не самый свежий, но после этой версии вышла ещё всего парочка, и BIOS 2201 содержит все исправления производительности и совместимости с оперативной памятью. Все последующие BIOS направлены на поддержку Windows 11 и гибридных процессоров Ryzen 5000G.

Как обычно начинаем с вопроса потребления, и здесь всё не так просто. Заявленные 105 Вт TDP очень далеки от реального потребления, которое при задействовании сложных AVX-инструкций достигает 200 Вт. Самое горячее ядро прогревается до 80 градусов под суперкулером Noctua NH-D15 Black.

Здесь стоит сделать отступление и сказать, что несмотря на большое потребление, Ryzen 9 5950X не является самым горячим представителем семейства Ryzen 5000. Посмотрите на 8-ядерный Ryzen 7 5800X: те же 80 °С при 140 Вт потребления. Большим благом и параллельно с тем проклятием для Ryzen 5000 является 7-нм техпроцесс. Ядра расположены очень плотно, с кристалла площадью 80 мм² тяжело отвести тепло из-за большой плотности теплового потока. К тому же тепловые трубки процессорного кулера прогреваются не равномерно, работают не оптимально.

AMD Ryzen 9 5950X частично лишён этой проблемы, поскольку под крышкой сразу два чиплета и как следствие радиатор прогревается равномернее. Этот процессор по тепловым характеристикам больше походит на старшие Core 10/11^th Gen, нежели на младшие 6- и 8-ядерники Ryzen 5000. И этом при том, что у Ryzen 9 5950X не только больше ядер, но и самая высокая в линейке частота. Впрочем, это актуально только для стокового состояния, ведь когда дело доходит до разгона температура/потребления улетают в небеса. Почти как у Core 10/11^th Gen, но не насколько критично.

Ryzen 3000 несколько удивляли тем, что не всегда могли работать при заявленных производителем частотах. С Ryzen 5000 ситуация похожа, но в другую сторону. Процессор даже в стоке может работать быстрее, чем заявляет AMD. AMD обещает до 4,9 ГГц при нагрузке на одно-два ядра и 3,9 ГГц при загрузке всех потоков. В действительности даже в стресс-тестах со сложными AVX-инструкциями частота всех ядер у нашего экземпляра не проседала менее 4,1 ГГц, а при однопоточной нагрузке бывали «прострелы» до 5050 МГц.

+150/200 МГц – неплохая такая скрытая прибавка. Что правда, попался ну очень удачный экземпляр. Утилита Clock Tuner for Ryzen от 1usmus определила его как «Golden Sample», а это редкость. Поэтому на такую весомую прибавку не стоит рассчитывать. Судя по другим обзорам в Сети, менее удачные образцы, оценённые как «Silver», тоже выходят за заявленные режимы работы, но лишь на 75-100 МГц.

Относительно Ryzen 3000 частоты работы Ryzen 5000 выросли несущественно, 7-нм техпроцесс TSMC тоже не получил весомых изменений, а значит ситуация с разгоном осталась как и прежде – +200-300 МГц при условии прокачанного скилла «удача». Для Ryzen 9 5950X AMD итак отбирает самые удачные чиплеты, они итак работают при почти максимальной возможной частоте, так что на хороший разгон рассчитывать не приходится.

Без изменения напряжения роста частоты не будет совсем. Если увеличить напряжение с базовых ~1,2 В до ~1,3 В, возможны 4,4 ГГц по всем ядрам, в Сети есть результаты разгона даже до 4,6 ГГц. Но на рост напряжения процессор резко откликается сильным ростом температуры. К тому же, в таком режиме многопоточная производительность действительно будет выше, но однопоточная сильно просядет. Процессор потеряет возможность «бустить» одно-два ядра, вместе с тем потеряет порядка 500 МГц надбавочной частоты. В итоге в разгон традиционным методом AMD Ryzen 9 5950X как бы может, но становится слишком горячим и местами производительность только снижается.

У желающих выжать из AMD Ryzen 9 5950X ещё мегагерцы есть два пути – Precision Boost Overdrive 2 и CTR for Ryzen by 1usmus. Эти инструменты не дадут настолько высокой частоты всех ядер, как традиционный разгон множителем, зато все энергосберегающие технологии останутся активны, подрастёт однопоточная производительность (в случае CTR не факт) и немного и многопоточная.

Касательно работы с оперативной памятью у Ryzen 9 5950X нет проблем. Доступные режимы работы высокие, задержки стандартные. Однако стоит отметить, что Ryzen 9 5950X и Ryzen 7 5900X разгоняют память хуже, чем младшие Ryzen 7 5800X и Ryzen 5 5600X. Всё дело в шине Infinity Fabric, связанной с частотой контроллера памяти, а тот работает при частоте непосредственно ОЗУ. В случае 6- и 8-ядерников, где чиплет с ядрами только один, шина Infinity Fabric отвечает только за обмен данными с чиплетом интерфейсов ввода-вывода. У 12- и 16-ядерных моделей чиплета с ядрами уже два, на шину IF ложится дополнительная нагрузка – обмен данными между «ядерными» чиплетами.

Как следствие если с Ryzen 7 5800X и Ryzen 5 5600X при большой удаче ещё можно завести память в режиме DDR4-3800, не урезая частоту шины IF, то с Ryzen 9 5950X и Ryzen 7 5900X такой трюк уже сродни фантастике. По сути, DDR4-3733 с частотой шины IF 1866 МГц – это предел для Ryzen 9 5950X. Переплачивать за скороходный комплект ОЗУ не имеет никакого смысла. Берите модули DDR4-3600 с таймингами 16-16-16-36, в идеале разогнать до [email protected] и будет замечательно. Если хочется сэкономить – недорогую [email protected] До 3733 МГц они 100% разгонятся, но из-за-таймингов относительно идеального варианта будет потеря производительности ~3-5% в зависимости от приложения.

Напоследок приведу скриншоты из пары популярных тестов, и двигаемся к сравнению AMD Ryzen 9 5950X с другими процессорами в синтетических бенчмарках и играх.

Тестирование в бенчмарках и приложениях

CineBench R20

Тест CineBench R20 был выпущен из-за резкого увеличения количества ядер процессоров в последние годы, поскольку версия R15 стала проходиться буквально за несколько секунд. Заявляется, что R20 требует в 4 раза больше памяти и нагружает процессор в 8 раз сильнее, чем R15.

3DMark Time Spy

Тесты 3DMark демонстрируют общую производительность системы в играх. Однако результат показывается отдельно как для CPU, так и для GPU. Важно отметить, что Time Spy задействует максимум 10 потоков.

CPU-Z

Встроенный в популярную диагностически-мониторинговую утилиту CPU-Z бенчмарк оценивает производительность процессоров буквально за несколько секунд. Он оценивает как однопоточную, так и многопоточную вычислительную мощность. Хорош скоростью работы, возможностью распараллеливания задачи на много потоков, простотой восприятия и популярностью.

Corona 1.3

Встроенный в Corona бенчмарк отлично распределяет нагрузку на множество ядер. В частности, поддерживаются до 72 потоков. Зачастую здесь «решает» количество ядер. Итоговый результат показывается в секундах, затраченных на рендер сцены.

Blender

Бенчмарк Blender тоже хорошо распараллеливает нагрузку по ядрам для рендера сцены. Использовался пресет bmw27. Итоговый результат в секундах, затраченных на рендер.

V-Ray NEXT

V-Ray – один из самых старых бенчмарков. В отличии от Blender и Corona, также выставляющих оценку на основе скорости рендера, V-Ray задействует алгоритмы глобального освещения с различными эффектами. Распараллеливание нагрузки отличное.

Тестирование в играх

Производительность процессоров AMD Ryzen 5000 оценивалась в играх при разрешениях FullHD (1920х1080) для полного исключения влияния видеокарты, а также 4К (3840×2160) для понимания максимальных возможностей.

Borderlands 3 (DX11)

Borderlands 3 базируется на доработанной версии движка Unreal Engine 4. Она может использовать как API DirectX 12, так и DX11. В нашем случае тестировалась DX11-версия.

Metro Exodus (DX12)

В основе Metro Exodus лежит эксклюзивный движок 4A Engine, являющийся демонстратором передовых графических технологий. Поддерживается только DirectX 12, а также есть поддержка технологий NVIDIA RTX, DLSS и HairWorks. В этом тесте эксклюзивные технологии NVIDIA деактивированы.

Shadow of the Tomb Raider (DX12)

Игра базируется на усовершенствованной версии движка Foundation от Eidos Montreal. Поддерживается только API DirectX 12.

DOOM Eternal (Vulkan)

Основанная на движке id Tech 7, DOOM Eternal работает исключительно с API Vulkan. Игра великолепно оптимизирована. Стабильно высокий fps показывают все видеокарты даже на предустановке Ultra Nightmare, на которой тестирование и проводилось.

Cyberpunk 2077 (DX12)

Cyberpunk 2077 базируется на движке RED Engine – собственной разработке студии CD Projekt RED. Это одна из первых игр с поддержкой DirectX 12 Ultimate с трассировкой лучей в реальном времени, поддержкой NVIDIA DLSS, AMD FidelityFX CAS и многих других технологий. На высоких настройках качества игра сильно напрягает систему.

За, против, вердикт

Приход архитектуры AMD Zen 3 не сказать, что в корне изменил ситуацию на рынке процессоров. Было хорошо, стало совсем замечательно – тенденция сохраняется. Но если ранее AMD «тащила» только в ресурсоёмких приложениях, а в играх наблюдалось заметное отставание от конкурента, то теперь и однопоточная производительность находится на высоком уровне. За одно поколение AMD обеспечила +19% показателя IPC (инструкций за такт), в совокупности с небольшим ростом частот и развитием механизма boost-частот уместно говорить о превосходстве на 20%. +20% – как много лет рынок процессоров не видел такого прогресса за одно поколение. Однако данный материал посвящён не архитектуре AMD Zen 3 и её новшествам, а конкретной модели – флагманскому AMD Ryzen 9 5950X.

AMD Ryzen 9 5950X – уникальный процессор с уникальным набором технических характеристик. 16 скороходных ядер, способных «бустить» свыше 5 ГГц, 64 МБ кэш-памяти, при том вполне адекватные на фоне старших Core 10/11^th Gen 200 Вт потребления в стресс-тестах. Благодаря наличию двух чиплетов под крышкой его даже можно назвать холодным на фоне старших Intel и младших Ryzen 5000.

Относительно также 16-ядерного Ryzen 9 3950X прогресс внушительный. Существенный рост удельной производительности, улучшена работа с оперативной памятью за счёт разгрузки шины Infinity Fabric. Если Ryzen 9 3950X был узкоспециализированным процессором, по сути предназначенным для ресурсоёмких вычислений, то Ryzen 9 5950X является более универсальным решением, демонстрирующим высочайший уровень производительности во всех задачах.

За рекомендованные $800, а в последние несколько месяцев цены даже несколько просели, AMD Ryzen 9 5950X очень интересным выбором – эдакий промежуточный вариант между дорогой HEDT-платформой и обычным процессором в «народном» исполнении AM4. Благодаря конструктиве AM4 он совместим с обычными недорогими платами. С другой стороны, HEDT-платформа хоть и дороже, зато даёт 4-канальный режим работы оперативной памяти.

В итоге AMD Ryzen 9 5950X – процессор безальтернативно мощный, отлично себя показывающий во всех задачах, к тому же довольно скромный по части аппетитов и нагрева сравнительно с близкими по количеству ядер моделями. Однако стоит понимать рамки необходимого и достаточного. Нужно точно понимать, что он вам действительно нужен. Игроманам 16 ядер избыточны – 6-8 в актуальных реалиях самое оно. Контентмейкерам и труженикам профессиональных приложений 4-канальный режим работы памяти, даруемый процессорами класса HEDT – это как котику сметанка. Парадоксально, но несмотря на «всеядность» и универсальность, Ryzen 9 5950X тяжело рекомендовать всем.

Хорошо:

• Сравнительно невысокая цены, учитывая удельную производительность ($800, на деле меньше);
• Высочайшая как однопоточная, так и многопоточная производительность;
• Совместимость с «народным» сокетом AM4;
• Быстрая работа с оперативной памятью;
• Скромные аппетиты и нагрев как для 16-ядерного/32-поточного «монстра».

Не хорошо:

• Совсем скромный потенциал разгона.

По страницам