Обзор и тест процессора AMD Ryzen 7 3700X: вот оно, реальное возрождение?07.07.2019 16:06

Оглавление

Вступление

Вот и состоялся анонс новых процессоров AMD Ryzen. Ядер становится больше, производительность увеличивается, технологический процесс уменьшается и гонка продолжается. Компании AMD вновь удалось стать успешным конкурентом для Intel с выпуском первого поколения процессоров Ryzen. Потребители уже успели полюбить их за отличное соотношение цена/производительность, а компания AMD не пожелала останавливаться на достигнутом, а решила вовсе вырваться в лидеры и спихнуть конкурента, который очень долгое время находился в недосягаемости в среднем сегменте.

Все мы помним, что после очень успешного поколения Sandy Bridge, компания Intel продолжила развивать архитектуру эволюционным методом, внося незначительные изменения, которые приносили пользователям 5–10% прироста производительности при смене очередного поколения. В итоге получилось так, что большая группа пользователей уже давно решила ничего не менять, а продолжать использовать свои процессоры Intel Core i5 2500K и Intel Core i7 2600K потому, что их производительности, в большинстве случаев, было достаточно, для большого круга задач.

Однако в конце 2016 года все изменилось. Компания AMD представила новые процессоры с архитектурой Zen и положение лидера пошатнулось, поскольку в модельном AMD Ryzen появились модели с 8-ю ядрами и 16-ти потоками. Все это произошло на тот момент, когда топовые процессоры среднего сегмента под сокет LGA115X компании Intel располагали только 4-мя ядрами и 8-ю потоками. И даже в этой ситуации Intel не предпринимала адекватных шагов по разрешению ситуации в связи с появлением серьезного конкурента. Не произошло ни снижения цен, ни выпуска в срочном порядке новых моделей.

Лишь вышедшие позднее процессоры семейства Coffee Lake принесли долгожданные изменения в политику фирмы по отношению к клиентам. С этого момента процессоры серии Intel Core i3 стали наконец четырехъядерными, а топовая модель Intel Core i7 8700K получила 6 ядер и 12 потоков, т.е. все равно меньше чем у конкурента. 19 апреля 2018 года состоялся анонс новых процессоров с архитектурой Zen+, который ознаменовался выпуском моделей Ryzen 2000-й серии. Компании AMD удалось сделать «работу над ошибками» и улучшить производительность своих процессоров. Кроме этого был нанесен еще один сокрушительный удар и появились модели с интегрированной графикой AMD Vega.

Здесь уже в Intel начинают понимать, что запахло жареным и наконец представляют 9-е поколение процессоров Core с топовой 8-ми ядерной моделью Intel Core i9 9900K. Это было больше похоже на отчаяние потому, что архитектура не поменялась и по сути это все тот же Coffee Lake, который стал еще прожорливей, горячее и существенно дороже. Стоит также учитывать, что это все еще 14 нм техпроцесс, который используется уже давно и явно нуждается в модернизации в то время, когда некоторые компании освоили производство 7 нм. И вот AMD представляет следующее поколение процессоров на новой архитектуре Zen 2, которая подверглась серьезной доработке и улучшению, которые призваны увеличить производительность на одно ядро.

Сегодня мы будем изучим процессор AMD Ryzen 7 3700Х, который приходит на замену AMD Ryzen 7 2700Х и должен конкурировать с Intel Core i7 9700K.

Удастся ли компании AMD вырваться в лидеры, насколько удачными получились новые модели, что нового принесет нам новая платформа? Постараемся разобраться и понять. Напомню, что благодаря нашим партнерам — компаниям AMD, MSI и Регард, на тестировании у нас наиболее интересная модель AMD Ryzen 7 3700X. Она является не только производительной, но и самой энергоэффективной — всего 65 Вт заявлено в TDP.

Какие еще есть модели и их ориентировочную стоимость можно посмотреть в таблице ниже.

А еще в ближайшее время вы сможете прочитать обзоры на старшую модель AMD Ryzen 9 3900X, а также новые видеокарты AMD серии Radeon RX 5700.

Особенности архитектуры

Основное новшество — произошел раскол. Монолитный кристалл раздробили на чиплеты (chiplet). В зависимости от модели их может быть два или три.

Таким образом, каждый процессор состоит из одного или двух CCD (Core Complex Die) и одного cIOD (chiplet Input/Ounput Die). При этом каждый CCD состоит из двух CCX (Core Complex).

В зависимости от модели один из этих блоков может быть отключен. Один блок ССХ обеспечивает до четырех ядер и восьми потоков.

Хитрые ребята из AMD говорят, что выпускают процессоры по 7 нм техпроцессу, а на самом деле они по нему изготавливают только чиплеты CCD, а cIOD выпускают уже по 12 нм. Формально все в рамках, но все равно остаются смешанные чувства.

Пришлось немного попотеть, чтобы сделать новую разводку от однокристальной компоновки для нескольких чиплетов. Один чиплет CCD занимает площадь 74 кв.мм, а общая схема выглядит следующим образом.

Получается, что в чиплете CCD находятся вычислительные блоки, вся кэш память и контроллер шины Infinity Fabric, для связи с cIOD.

Теперь детальнее рассмотрим архитектуру. В ней появились изменения, но я бы не назвал их революционными — они закономерные и логичные. Например, увеличение кэш-памяти третьего уровня в два раза. Однако обо всем по порядку.

Мы уже знаем, что один кристалл CCD содержит два модуля ССХ по 4 ядра, на которые приходится 16 Мбайт кэш памяти третьего уровня. У нее 16-ти канальная организация. Далее на каждое ядро приходится по 512 кбайт L2 кэша, и L1 кэш, который состоит из 32 байт на инструкции и 32 байт на данные.

У каждого из кэшей L1 и L2 8-ми канальная организация. Получается, что кэш инструкций уменьшился вдвое, но также вдвое увеличилось число каналов. Еще одним новшеством стало внедрение нового предсказателя TAGE.

Увеличили кэш для микроопераций до 4К, что вдвое больше чем на процессорах Zen/Zen+. На ядро приходится по 4 целочисленных блока, а количество блоков генерации адресов увеличено на один и теперь целых 3 AGU. Таким образом за один такт происходит две операции чтения и одна записи.

Есть еще другие изменения в целочисленном блоке.

Планировщик улучшен с 84 записей до 92 (4 по 16 ALU и 1 на 28 AGU). Что касается регистров общего назначения, то их количество также увеличилось до 180. Семь задач за такт вместо шести и увеличение буфера Reorder до 224 записей.

Изменения коснулись и блока с плавающей запятой.

Теперь это два 256-ти битных модуля для лучшего выполнения инструкций AVX/AVX2. Также уменьшены задержки при умножении с 4-х до 3-х циклов. Кэш L1 инструкций осуществляет чтение из L2 по 32 байта за такт.

За тот же такт обмен между L1 данных и L2 составляет те же 32 байта. Обмен данных между кэшами L2 и L3 также составляет 32 байта за такт. Кэш L3 пришлось увеличить в два раза для того, чтобы улучшить скорость работы между чиплетами CCD, которые общаются посредством шины Infinity Fabric.

Это не единственная мера. Компания AMD не только увеличила размер кэш-памяти третьего уровня, но и увеличила количество регистров: L1 BTB до 512 записей, а L2 BTB до 7000 записей, вместо прежних 4000.

Снова можно вспомнить про новый предсказатель TAGE. Вместо одного алгоритма дальнейших вычислений он может рассчитывать несколько.

У каждого удачного события повышается приоритет на дальнейшее ветвление. Таким образом более приоритетные ветвления получают преимущество и будут рассчитываться первыми. Буфер таких предсказаний настолько большой, что туда умещаются целые деревья с предсказаниями, а не просто отдельные ветви.

Улучшен механизм чтения/записи.

Небольшие косметические улучшения претерпел декодер.

Каждый чиплет CCD соединяется шиной Infinity Fabric с чиплетом cIOD. Все это разводится на небольшой 12-ти слойной подложке и выглядит очень сложным.

Однако подобный механизм компания опробовала немного раньше на процессорах Threadripper.

Особенности новой платформы и чипсет AMD X570

С каждым новым поколением процессоров появляются новые чипсеты. Исключения не произошло, и в данном случае он тоже обновился. Однако, в данном случае обновление не такое как при переходе от 300-й серии к 400-й, а действительно кардинальное.

Начнем с того, что внутри самого процессора появился хаб ввода/вывода, который называется cIOD (chiplet Input/Ounput Die). Он выполняет функции классического северного моста, которые были раньше в старых наборах логики. Сейчас он выполняет те же функции, включая контроллер работы с памятью.

Функция чипсета AMD X570 осталась неизменной — это классический южный мост, который включает в себя много контроллеров для работы с различными интерфейсами, портами и прочими периферийными устройствами.

В данном случае мы видим, что процессорный чиплет cIOD сообщается с чипсетом AMD Х570 шиной PCI-e x4 Gen4 и наоборот. Получается, что Uplink и Downlink одинаковые — PCI-e x4 Gen4, а значит, в итоге получается PCI-e x8 Gen4.

Считаем линии. В процессоре их 24. 16 из них выделяется на два графические адаптеры, 4 на накопитель NVMe и еще 4 на чипсет. В контроллере PCI-e чипсета их до 16 штук.

Мы помним, что 4 линии идут к процессору как Downlink, и поэтому остается 12 гибко настраиваемых линий PCI-e Gen4. Что еще необычного в новом чипсете? 8 x USB 3.1 Gen2 (10 Гбит/с), 4 x USB 2.0, 4 x SATA 3 (6 Гбит/с), поддержка технологии AMD Store MI.

Все характеристики выглядят замечательно, но, к сожалению, есть один недостаток — активное воздушное охлаждение. Это значит, что в компьютере будет жужжать еще один вентилятор.

Упаковка и комплектация процессора

Упаковка изменилась не сильно, дизайн и формы остались прежними и хорошо узнаваемыми.

Как и в прошлый раз, здесь присутствует окошко, где можно посмотреть на крышку процессора.

Сверху предусмотрен защитный стикер. Это тестовый образец и поэтому здесь написано, что он не для продажи.

Серый фон упаковки при увеличении напоминает кристаллическую поверхность.

Открываем коробку и видим внутри коробочку с процессором и большой кулер.

Мне кажется, что все так же, как и на предыдущем поколении.

Коробка с кулером из обычного картона. Сверху есть круглое отверстие, через которое виден логотип производителя, который наклеен на вентилятор.

Сам кулер почти ничем не примечателен. Подобные устройства уже давно входят в комплект боксовых процессоров. Это кулер AMD Wraith Prism.

Сверху и снизу находятся пластиковые защитные крышки. Снизу она необходима для того, чтобы не нарушить целостность термоинтерфейса.

Медное основание, четыре медные тепловые трубки, алюминиевые ребра — классическая конструкция.

Сбоку вентилятора на пластике можно обнаружить переключатель двух режимов скорости вращения и две заглушки.

Последние закрывают два разъема, для которых в комплекте предусмотрено два кабеля: один подключается к USB, а другой к адресному разъему RGB LED на плате.

Коробочка с процессором тоже ничем не примечательна. Такая упаковка используется давно. Да, видно еще наклейку на корпус.

Внутри коробки находится пластиковый блистер и инструкция.

Сам процессор тоже ничем не отличается внешне от моделей AMD Ryzen 2000-й серии. Есть лишь любопытная информация, что собирает его по частям в трех местах.

Пора вставлять процессор в плату и переходить к тестированию.

Штатную систему охлаждения проверим как-нибудь в другой раз, а сейчас будем использовать Noctua NH-D15.

Тестовый стенд

Для тестирования процессора AMD Ryzen 7 3700X пришлось использовать несколько конфигураций, чтобы сравнить его с конкурентами.

Конфигурация №1.

• Процессор: Intel Core i7 8700K (3700 / 4700 МГц база/турбо);
• Кулер: Noctua NH-D14;
• Термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
• Материнская плата: ASUS ROG Maximus XI Formula, версия BIOS 0903;
• Память: 2×8Гб DDR4 4133, A-Data XPG Spectrix D80 (Samsung B-die);
• Видеокарта: nVidia GTX1080Ti 11Gb (1481 / 1582 / 11008 МГц (ядро/boost/память));
• Накопитель SSD M.2: Samsung 970 EVO 250 Гб;
• Блок питания: AeroCool Hero 775 (775 Вт);

Конфигурация №2.

• Процессор: Intel Core i7 9700K (3600 / 4900 МГц база/турбо);
• Кулер: Noctua NH-D14;
• Термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
• Материнская плата: ASUS ROG Maximus XI Formula, версия BIOS 0903;
• Память: 2×8Гб DDR4 4133, A-Data XPG Spectrix D80 (Samsung B-die);
• Видеокарта: nVidia GTX1080Ti 11Gb (1481 / 1582 / 11008 МГц (ядро/boost/память));
• Накопитель SSD M.2: Samsung 970 EVO 250 Гб;
• Блок питания: AeroCool Hero 775 (775 Вт);

Конфигурация №3.

• Процессор: AMD Ryzen 7 3700X (3600 / 4400 МГц база/турбо);
• Кулер: Noctua NH-D15;
• Термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
• Материнская плата: MSI MEG 570X ACE (MS-7C35), версия BIOS 1.12 и 1.21;
• Память: 2×8Гб DDR4 4133, A-Data XPG Spectrix D80 (Samsung B-die);
• Видеокарта: nVidia GTX1080Ti 11Gb (1481 / 1582 / 11008 МГц (ядро/boost/память));
• Накопитель SSD M.2: Samsung 970 EVO 250 Гб;
• Блок питания: AeroCool Hero 775 (775 Вт);

Конфигурация №4.

• Процессор: AMD Ryzen 7 2700X (3700 / 4300 МГц база/турбо);
• Кулер: Noctua NH-D15;
• Термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
• Материнская плата: MSI MEG 570X ACE (MS-7C35), версия BIOS 1.21;
• Память: 2×8Гб DDR4 4133, A-Data XPG Spectrix D80 (Samsung B-die);
• Видеокарта: nVidia GTX1080Ti 11Gb (1481 / 1582 / 11008 МГц (ядро/boost/память));
• Накопитель SSD M.2: Samsung 970 EVO 250 Гб;
• Блок питания: AeroCool Hero 775 (775 Вт);

Испытание и разгон

После сборки системы все отлично запустилось без каких-либо проблем. Дальше загрузилась Windows и даже все драйвера встали автоматически. Я прогнал все тесты. BIOS также был еще тот, который шел по умолчанию с платой — это версия 1.12.

Надо отметить, что были вопросы по этому BIOS, но позднее мне прислали более новую версию, где часть проблем решилась. Однако сперва я установил комплектную бета-версию драйверов AMD, и прогнав тесты понял, что производительность увеличилась.

Дальше я обновил BIOS и она снова подросла. Это объясняется тем, что увеличилась частота автоматического разгона ядер. Несмотря на то, что производителем заявлен буст до 4400 МГц, на практике таких цифр я не видел. Технология автоматического разгона процессора называется Precision Boost Overdrive.

В основном частота в нагрузке колеблется около 4325 МГц. После этого у меня сложилось ощущение, что продукт еще в стадии глубокой доработки и все делается в какой-то спешке. Прогнал тесты с драйверами и новым BIOS, а потом перешел к разгону.

Здесь дела оказались не очень. Сначала я попробовал автоматический разгон материнской платы. В ней предусмотрена такая функция и есть несколько пресетов, максимальный из которых 11. Все бы ничего, но он задает значение 4300 МГц, а на старом BIOS было вообще 4000 МГц.

Также включил XMP профиль памяти и несмотря на то, что она для платформы Intel, здесь она заработала как родная. Да, слабовато — 4300 МГц, но зато частота не плавает, она на всех ядрах и прирост наблюдается.

LinX почему-то не заработал с новым процессором, пришлось прогревать его OCCT. Классическая проблема с датчиками температуры на AMD — это непонятно какая температура процессора.

А здесь бы не помешало знать точную температуру каждого кристалла внутри. Более-менее правильно отображается температура на транзисторных сборках и потребляемая мощность. Даже фирменная утилита Ryzen Master показывает странные результаты температуры. На самом деле в разгоне температура крышки процессора достигает 50 градусов по Цельсию.

Дальше я перешел к ручному разгону, но ничего хорошего из этого не вышло.

Возможно, материнская плата еще очень сырая и нуждается в доработке BIOS. Например, одна из проблем, с которой я столкнулся — старт со второй попытки. Только со второго раза система проходит POST и загружается. Увеличение напряжения вообще никак не влияет на стабильность.

Зато отлично гонится память, на этих таймингах она работала вплоть до 4300 МГц и неплохо идет разгон по шине. Мне удалось взять 107 МГц по BCLK, дальше начали отваливаться PCI-e устройства. Ну и, конечно же, меня сразу насторожило, что множитель 45 уже подсвечивается красным цветом. Да, мне удавалось загружать систему на 4475 МГц, но стабильности вообще не было.

Первый блин вышел комом, но будем пробовать на других устройствах, и возможно где-то разгон окажется проще или хотя бы информативнее.

Результаты тестов

Тестирование процессора AMD Ryzen 7 3700X проводилось на открытом стенде при комнатной температуре 22°C в сравнении с различными конфигурациями:

• AMD Ryzen 7 3700X (3600 / 4400 МГц), MSI MEG 570X ACE, память 2666 МГц, тайминги 19–19–19–43–2Т, nVidia GTX1080Ti 11Gb;
• AMD Ryzen 7 3700X @ 4300 МГц, MSI MEG 570X ACE, память 4000 МГц, тайминги 18–19–19–39–2Т, nVidia GTX1080Ti 11Gb;
• AMD Ryzen 7 3700X @ 4400 МГц, MSI MEG 570X ACE, память 4133 МГц, тайминги 19–19–19–39–2Т, nVidia GTX1080Ti 11Gb;
• AMD Ryzen 7 2700X (3700 / 4300 МГц), MSI MEG 570X ACE, память 2666 МГц, тайминги 20–19–19–43–2Т, nVidia GTX1080Ti 11Gb;
• Intel Core i7 8700K (3700 / 4700 МГц), ASUS ROG Maximus XI Formula, память 2666 МГц, тайминги 19–19–19–43–2Т, nVidia GTX1080Ti 11Gb;
• Intel Core i7 9700K (3600 / 4900 МГц), ASUS ROG Maximus XI Formula, память 2666 МГц, тайминги 19–19–19–43–2Т, nVidia GTX1080Ti 11Gb.

Тесты проводились под операционной системой Windows 10×64 версия 1803/RS4, прогонялись по пять раз, потом выбирались средние значения.

Игровые тесты проводились в разрешении FHD (1920×1080).

Assassin«s Creed Odyssey (встроенный бенч)

Качество графики: Самое высокое.

Far Cry 5 (встроенный бенч)

Качество графики: Максимум.

Metro Exodus (встроенный бенч)

Качество графики: High.

Shadow of the Tomb Raider (встроенный бенч)

Качество графики: Конфигурация — Макс.

Battlefield V (сингл, первая миссия, геймплей 15 мин., FPS Monitor)

Качество графики: по умолчанию

Заключение

Новый процессор проявил себя очень хорошо, ведь инженерам AMD действительно удалось поднять производительность одного ядра. Наблюдается значительный прирост в приложениях, которые используют инструкции AVX2. В игровых приложениях также зафиксирован рост, однако наиболее он заметен в профессиональных приложениях.

Например, в архиваторе WinRAR производительность по сравнению с прошлым поколением выросла в два раза. Возросла скорость работы с памятью, а режим DDR4–3200 уже не является разгоном. Оперативная память может работать далеко за 4000 МГц, и все благодаря отвязке контроллера от шины Infinity Fabric. Да и сама организация процессора получилась интересной. Он стал многокристальным, и теперь у него под крышкой появился чиплет cIOD. Это по сути серверный мост, который раньше распаивали на материнских платах. Подобная компоновка позволяет гибче использовать различные кристаллы, и даже с разными техпроцессами.

Что касается новой платформы, то на первый взгляд она нуждается в доработке. Не самый удачный вариант с использованием активного охлаждения на чипсете. Есть ограничения по работе в режиме PCI-e Gen4, где при увеличении напряжения на чипе cIOD скорость может быть снижена или вообще переключение в режим PCI-e Gen3. Очень скромный разгон, но, возможно, это особенности материнской платы и на самом деле он окажется хорошим. Однако стоит признать, что результат есть даже от такого разгона, а функция автоматического разгона в самом процессоре, которая называется Precision Boost Overdrive, позволяет выжать все соки из «камня» автоматически, не прибегая к разгону.

Чем-то мне этот анонс напомнил выход первого поколения процессоров AMD Ryzen, где была и скорость, и новые технологии, и рывок вперед, и возвращение в конкурентную борьбу. Однако вместе с тем были какие-то мелкие недоработки, которые впоследствии сглаживались, а со следующим поколением исчезли вовсе. Как тогда, так и сейчас, произошла революция — кардинальное изменение архитектуры, структуры и компоновки, добавление новых интерфейсов. Понятно, что такие серьезные изменения не всегда проходят гладко и что-то еще предстоит улучшить. Но даже в таком виде произошел очередной шаг вперед, достигнут новый уровень производительности, а многокристальная (многочиплетная) компоновка позволяет масштабировать производительность выпускаемых моделей.

Это первый материал, посвященный новой платформе AMD; уже готовятся отдельные обзоры Ryzen 9 3900X и видеокарт серии Radeon RX 5700, с которыми вы сможете познакомиться в ближайшее время. Оставайтесь с нами!

Выражаем благодарность:

• Компании AMD за предоставленный на тестирование процессор AMD Ryzen 7 3700X (Zen 2).
• Компании MSI за предоставленную для теста материнскую плату MSI MEG 570X Ace.
• Компании Регард за предоставленные для тестового стенда комплектующие.

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru