Тестирование AMD Ryzen 7 7800X3D для платформы АМ5: лучший игровой процессор
Тестирование процессора AMD Ryzen 9 7950×3D для платформы АМ5
Еще в феврале компания AMD анонсировала процессоры серии Ryzen 7000×3D, сочетающие дополнительную кэш-память 3D V-Cache с вычислительными ядрами архитектуры Zen 4 и предназначенные для игровых систем, прежде всего. История таких решений началась еще с прошлого года, когда компания AMD выпустила уникальный процессор Ryzen 7 5800×3D, который отличался именно дополнительной кэш-памятью третьего уровня в отдельном кристалле, присоединенном к вычислительному. Реализация новой технологии позволила увеличить общий объем кэша, который во многих играх оказался весьма полезным, что обеспечило прирост производительности в несколько десятков процентов — даже при меньшей тактовой частоте вычислительных ядер.
В этом году AMD решила внедрить технологию уже в несколько процессоров серии Ryzen 7000, выпустив сразу три модели семейства, отличающиеся в основном количеством вычислительных ядер и их рабочими частотами. Поначалу были доступны два из трех объявленных процессоров серии: 12-ядерный Ryzen 9 7900×3D и флагманский 16-ядерный Ryzen 9 7950×3D, который мы уже рассмотрели, а затем и восьмиядерный Ryzen 7 7800×3D. Эти процессоры основаны на аналогичных чипах из обычной серии, но с добавлением отдельного кристалла с 64 МБ кэш-памяти третьего уровня на вычислительный чиплет. В остальном, X3D-процессоры не отличаются от других процессоров компании под Socket AM5, включая поддержку памяти DDR5, а также PCI Express 5.0 не только для графики, но и для NVMe-накопителя. В обзоре старшей модели мы сразу указали, что именно третья модель линейки — Ryzen 7 7800×3D — может стать самой интересной для любителей игр.
Именно Ryzen 7 7800×3D является последователем дела довольно успешного Ryzen 7 5800×3D из прошлого года, основными отличиями новинки стали ядра архитектуры AMD Zen 4, основанные на техпроцессе 5 нм, что в представленных ранее CPU позволило повысить производительность и энергоэффективность в играх на новый уровень. Наше исследование топового Ryzen 9 7950×3D показало, что дополнительный L3-кэш помогает повысить скорость рендеринга во многих играх, хотя и не всех. Поэтому еще до тестов можно ожидать, что Ryzen 7 7800×3D станет одним из наиболее интересных представителей линейки Ryzen 7000×3D. Впрочем, нужно еще понять, насколько он будет хорош в рабочих приложениях — по сравнению с другими процессорами текущего поколения. С играми то проблем быть не должно, хотя из-за невысокой тактовой частоты опередить топовый Ryzen 9 7950×3D вряд ли получится, но основная цель — отстать не слишком сильно.
Рассмотренный ранее процессор Ryzen 9 7950×3D оказался, пожалуй, самым универсальным CPU компании AMD из всех моделей вообще, так как из-за наличия пары разнородных вычислительных 8-ядерных чиплетов (без дополнительного кэша, но с высокой частотой, и с увеличенным кэшем, но работающий на сниженной частоте) он отлично подходит и для игр и для требовательных многопоточных приложений. Дополнительные драйверы помогают распределять потоки по ядрам максимально эффективно, и игры исполняются на ядрах с чиплета с L3-кэшем, а чисто вычислительные — на высокочастотном чиплете без дополнительного кэша. Но универсальность всегда имеет и отрицательную сторону — в вычислительных нагрузках этот процессор немного уступал обычному Ryzen 9 7950X, а для чисто игровых систем 16 ядер попросту избыточны и обходятся слишком дорого. А вот Ryzen 7 7800×3D должен стать идеальным игровым процессором, так как он не предлагает никаких излишеств, а только необходимый минимум для игр.
И у рассматриваемой новинки есть все шансы быть на равных с топовыми Ryzen 9 7950×3D и Intel Core i9–13900K в играх, ведь восьмиядерный Ryzen 7 5800×3D из прошлой линейки достал по игровой производительности тогдашний топовый процессор конкурента — Core i9–12900K. Мы сразу назвали восьмиядерную модель на основе одного чиплета с дополнительным L3-кэшем вероятным лучшим выбором для игроков, старающихся идти в ногу со временем (остальным хватит и Ryzen 7 5800×3D). Рассматриваемая модель вышла на рынок чуть позже пары более старших и продается заметно дешевле, а для игроков разницы между 7800×3D и тем же 7950×3D просто не будет — игры и на том и на другом будут использовать на флагмане только чиплет с дополнительным кэшем. Более того, в каких-то редких случаях 7800×3D может даже выиграть за счет отсутствия второго чиплета — из-за отсутствия межъядерных задержек, но чаще всего он уступит 7950×3D, но совсем немного — из-за меньшей тактовой частоты. В общем, ожидания наши велики, Ryzen 7 7800×3D может стать лучшим игровым процессором этого поколения.
Особенности чиплетов Ryzen 7 7800×3D
Мы уже очень подробно рассказывали и в целом об архитектурных изменениях в процессорах серии Ryzen 7000, основанных на ядрах Zen 4 — в обзоре топовой версии процессора без дополнительного кэша — Ryzen 9 7950X, и об основных особенностях конкретных моделей с дополнительным кристаллом кэш-памяти — в обзоре топового универсального процессора с дополнительным кэшем — Ryzen 9 7950×3D, так что в этот раз нам остается осветить особенности именно восьмиядерной модели Ryzen 7 7800×3D, а они есть.
Чиплетная организация процессоров Ryzen давно известна, топовые решения имеют два кристаллами с вычислительными ядрами и кристаллом ввода-вывода (IOD), а младшие решения с восемью ядрами и меньше имеют один вычислительный чиплет. И именно в этом и заключается разница между 7950×3D/7900×3D с 7800×3D. В первом поколении дополнительной кэш-памяти AMD вообще не заморачивалась и выпустила только восьмиядерный Ryzen 7 5800×3D, имеющий один вычислительный чиплет с восемью ядрами, а вот старшие процессоры семейства Ryzen 7000×3D стали более многоядерными, получив неоднородные ядра — один вычислительный кристалл с ядрами имеет 3D-кэш, а второй — такой же, как и в обычных моделях Ryzen без кэша. Подобный асимметричный дизайн привел к тому, что к восьми ядрам из первого кристалла оказались привязаны 96 МБ L3-кэша, а к другим — привычные 32 МБ, и хотя чиплеты соединены при помощи Infinity Fabric Interconnect и имеют доступ к памяти друг друга, это замедляет доступ при работе двух чиплетов.
В отличие от пары старших процессоров Ryzen 7000×3D с 3D V-Cache, 7800×3D имеет лишь один вычислительный кристалл CCD — в том числе и физически, кстати, в отличие от обычных Ryzen 7000 с малым количеством ядер. В случае старших процессоров на основе разнородных вычислительных кристаллов, компании AMD даже пришлось использовать дополнительные программные драйверы PPM Provisioning и V-Cache Performance Optimizer, которые помогают операционной системе Windows использовать ядра с CCD, которые лучше подходят для разных задач, обеспечивая наилучшую вычислительную и игровую производительность. Ryzen 7 7800×3D же имеет однородные ядра на одном чиплете с 3D V-Cache, что значительно упрощает процесс планирования — ему вовсе не нужны указанные выше драйверы.
Напомним также базовую информацию о реализации дополнительной кэш-памяти. 3D V-Cache — это 64 МБ быстрой статической памяти, расположенной в стеке над единственным в данном случае вычислительным чиплетом архитектуры Zen 4 — над кремнием с собственными 32 МБ L3-кэша прямо в вычислительном чиплете. Кристалл с 3D-кэшем назван L3D и расширяет объем L3-кэша для восьми ядер в соответствующем чиплете CCD втрое — от 32 МБ до 96 МБ. Кристалл 3D-кэша присоединен к вычислительному чиплету Zen 4 при помощи переходных отверстий TSV — это вертикальные соединения, проходящие через кремниевую подложку. Они позволяют добавить большой объем кэш-памяти третьего уровня на отдельном кристалле к вычислительному. L3D при этом работает на той же частоте и при том же напряжении, что и L3-кэш на самом вычислительном кристалле. К сожалению, это же негативно сказалось и на частотных характеристиках вычислительных ядер, ведь присоединение кристалла с кэшем ограничивает общие напряжение и максимальную тактовую частоту, которые можно установить — для старших моделей это 5,2–5,3 ГГц, а тут и того меньше — до 5 ГГц, и это по сравнению с максимальной тактовой частотой обычных чиплетов до 5,7 ГГц.
В общем, в отличие от рассмотренной нами ранее топовой модели с дополнительным кэшем, Ryzen 7 7800×3D основан на одном восьмиядерным чиплете, на который установлены 64 МБ дополнительной L3-кэш-памяти. И в результате, Ryzen 7 7800×3D имеет единый массив кэш-памяти третьего уровня объемом 96 МБ, доступный всем имеющимся вычислительным ядрам без дополнительных межкристальных задержек, в отличие от 7950×3D с двумя разнородными чиплетами. Среди троицы Ryzen с дополнительным кэшем эта модель единственная имеет однородные вычислительные ядра и не нуждается в специальных драйверах и прочих условиях, описанных нами в обзоре Ryzen 9 7950×3D (игровой режим Windows и обновленное приложение Xbox Game Bar), ведь все ядра тут одинаковы и хитрой работы для планировщика операционной системы просто не требуется.
Ryzen 7 7800×3D и линейка процессоров AMD
До процессоров с дополнительным кэшем было выпущено несколько моделей серии Ryzen 7000: флагманский Ryzen 9 7950X и остальные процессоры первоначального выпуска: Ryzen 9 7900X, Ryzen 7 7700X и Ryzen 5 7600X, а чуть позднее представили также и варианты трех последних, имеющие сниженный лимит энергопотребления в 65 Вт. Три процессора серии X3D с дополнительным L3-кэшем еще больше расширили предложение в семействе Ryzen 7000. В итоге AMD предлагает рынку широкий набор процессоров современной архитектуры Zen 4 с разным количеством ядер, частот, кэша и цены.
Ryzen 7 7800×3D — уже третий процессор серии Ryzen 7000, имеющий восемь ядер, но все три CPU получились очень разными. Ryzen 7 7700X обеспечивает максимальные тактовые частоты и разблокированный множитель для разгона при уровнях энергопотребления от 120 Вт до 142 Вт — он должен быть лучшим среди восьмиядерников в многопоточных приложениях, благодаря высоким частотам и технологии Precision Boost Overdrive. Ryzen 7 7700 — модель чуть проще, она имеет такие же восемь ядер Zen 4, но ограничена уровнем потребления энергии от 65 Вт до 88 Вт максимум — соответственно, реальные частоты вычислительных ядер будут заметно ниже, но зато этот CPU обеспечивает отличную энергоэффективность при хорошем уровне производительности.
А вот третий восьмиядерник, который мы сегодня рассматриваем — Ryzen 7 7800×3D — потенциально имеет еще более высокие уровни энергопотребления, но зато очень сильно ограничен по максимальным частотам, напряжениям и температуре — из-за дополнительного кристалла с кэшем. Ryzen 7 7800×3D сильно отличается от остальных представителей семейства Ryzen 7000×3D. Он имеет лишь восемь ядер Zen 4, но базовый уровень энергопотребления тот же, что и для старших моделей — 120 Вт и максимальный Package Power Tracking (PPT) в 162 Вт — это мощный прирост по сравнению с Ryzen 7 5800×3D с его базовыми 105 Вт. Кроме того, у новинки будет явное преимущество из-за более производительных и энергоэффективных ядер Zen 4, не говоря уже о конкурирующих процессорах Intel Core 13-го и 12-го поколения, которые хоть и могут достигать большей производительности в некоторых случаях, но потребляют при этом значительно больше энергии.
Понятно, что одним из основных преимуществ Ryzen 7 7800×3D перед Ryzen 7 5800×3D является частота вычислительных ядер. Модель предыдущего поколения имела базовую тактовую частоту в 3,4 ГГц и турбо-частоту до 4,5 ГГц, а ядра 7800×3D имеют базовую частоту уже в 4,2 ГГц (на 23% больше) и турбо-частоту до 5,0 ГГц (на 11% больше). Почему именно 5 ГГц? Это уже близко к ограничению для вычислительных кристаллов с установленным на них 3D V-Cache — у аналогичного чиплета с дополнительным L3-кэшем в составе Ryzen 9 7950×3D был примерно тот же порог максимальной частоты в 5,0 ГГц, хотя второй чиплет без кэша может работать на частоте до 5,7 ГГц.
| Модель | Ядер | Потоков | Базовая частота, ГГц | Турбо-частота, ГГц | L3-кэш, МБ | Энергопотребление, Вт | Рек. цена, $ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 16 | 32 | 4,2 | 5,7 | 128 | 120/162 | 699 |
| Ryzen 9 7950X | 16 | 32 | 4,5 | 5,7 | 64 | 170/230 | 589 |
| Ryzen 9 7900×3D | 12 | 24 | 4,4 | 5,6 | 128 | 120/162 | 599 |
| Ryzen 9 7900X | 12 | 24 | 4,7 | 5,6 | 64 | 170/230 | 448 |
| Ryzen 9 7900 | 12 | 24 | 3,6 | 5,4 | 64 | 65/88 | 460 |
| Ryzen 7 7800×3D | 8 | 16 | 4,2 | 5,0 | 96 | 120/162 | 449 |
| Ryzen 7 7700X | 8 | 16 | 4,5 | 5,4 | 32 | 105/142 | 341 |
| Ryzen 7 7700 | 8 | 16 | 3,6 | 5,3 | 32 | 65/88 | 329 |
| Ryzen 5 7600X | 6 | 12 | 4,7 | 5,3 | 32 | 105/142 | 241 |
| Ryzen 5 7600 | 6 | 12 | 3,8 | 5,1 | 32 | 65/88 | 230 |
В очередной раз посмотрим на характеристики всей линейки процессоров Ryzen 7000, включая и обычные процессоры без 3D-кэша, и модели с дополнительными кристаллами кэш-памяти. Если Ryzen 7950×3D и 7900×3D — полные аналоги соответствующих моделей без приставки 3D, отличающиеся от них дополнительным объемом L3-кэша, но сниженными базовыми частотами и уровнем энергопотребления, долговременным и максимальным, то модель Ryzen 7 7800×3D даже получила другой численный индекс по сравнению с Ryzen 7 7700X.
7800×3D отличается от 7700X не только дополнительным L3-кэшем на кристалле, из-за дополнительного кристалла с кэшем пришлось ограничить тактовую частоту и напряжение вычислительных ядер процессора. И максимальная частота 7800×3D не превышает 5 ГГц, хотя ядра 7700X могут работать и на 5,4 ГГц. Для 7800×3D заявлен уровень энергопотребления в 120 Вт, хотя у обычного бескэшевого аналога 7700X было лишь 105 Вт — это удивительно уже потому, что такое же значение ограничения потребления энергии имеет и 7950×3D с вдвое большим количеством ядер и более высокой рабочей частотой. Если бы AMD не заблокировала возможность разгона при помощи множителя, то наверняка 7800×3D смог бы работать на несколько больших частотах, но увы, ограничение жесткое и это не просто так —, но об этом мы поговорим позже.
Как и все остальные процессоры серии, Ryzen 7 7800×3D предлагает 28 линий PCIe 5.0 по сравнению с 16 линиями 5.0 и 12 линиями 4.0 у конкурирующих процессоров. Поддерживается только память стандарта DDR5, в отличие от имеющих поддержку также и DDR4-памяти решений Intel двух последних поколений. Официально все Ryzen 7000 работают с памятью DDR5–5200, что несколько лучше, чем у Intel Core предыдущего 12-го поколения, но чуть хуже, чем у текущего 13-го с максимальными DDR5–5600. Но в теории процессоры Zen 4 работают с модулями с эффективной частотой 6000 МГц, в том числе которые имеют профили EXPO, а вот более высокие значения не имеют смысла, так как контроллер памяти переключается в режим 2:1, что отрицательно сказывается на быстродействии и не компенсируется дальнейшим приростом частоты.
Компания AMD назначила ровно такую же цену на Ryzen 7 7800×3D, как на Ryzen 7 5800×3D ранее — $449. Это всего на $50 больше, чем рекомендованная цена обычного Ryzen 7 7700X на момент его выхода, однако сейчас обычный восьмиядерник уже заметно подешевел из-за низкого спроса на старте продаж. И поэтому Ryzen 7 7800×3D по цене нужно сравнивать уже скорее с 12-ядерным Ryzen 9 7900X. Что касается конкурента у Intel, то прямым соперником по цене является Core i7–13700K, а близкий по производительности в играх Core i9–13900K стоит уже заметно дороже.
Во многом поэтому Ryzen 7 7800×3D и выглядит весьма интересным для рынка процессоров, нацеленных на применение в игровых системах — он дешевле, но в играх потенциально на уровне флагманов. Так что среди конкурентов для Ryzen 7 7800×3D можно выделить и Core i9–13900K и Core i7–13700K, хотя первый продается явно дороже, но в играх они могут быть весьма близки по производительности. А вот Core i7–13700K, пожалуй, является идеальным соперником для рассматриваемого сегодня процессора AMD, ведь они очень близки по цене. Увы, у нас в лаборатории этой модели пока еще нет, и в тестах придется сравнивать новинку с Core i9–13900K и Core i5–13600K.
Аналогично большинству протестированных нами CPU высокого уровня компании AMD, игровой Ryzen 9 7800×3D поставляется без комплектной системы охлаждения, но в довольно большой коробке — как у топовой модели 7950×3D. Для процессоров с дополнительной кэш-памятью, AMD снизила уровень предельной температуры до 89 °C — она не повредит CPU даже при долговременной работе, а вот затем процессор начинает снижать частоту ядер, а вместе с ней и производительность. Поэтому в случае X3D-процессоров хорошее охлаждение также весьма важно, и даже при сниженной требовательности восьмиядерника мы бы советовали использовать водяное охлаждение, так как от эффективности охлаждения зависит итоговая производительность процессора в предельных случаях.
А вот именно для игр при использовании 7800×3D вполне может хватить и воздушного кулера, но в случае серьезной многопоточной нагрузки он справится не всегда. Да и лучше не перегревать этот очень нежный процессор. Напомним, что большое количество кулеров для разъема AM4 подходят и в случае нового процессорного разъема AM5 —, но только те, которые используют родное крепление и заднюю подложку конструкции компании AMD, а не свои собственные крепления, как это нередко бывает в продвинутых системах воздушного и жидкостного охлаждения.
Учитывать нужно не только сам установленный уровень тепловыделения, и даже не реальное значение потребления энергии, которое (забегаем вперед) будет еще ниже, но и определенные отличительные особенности новых процессоров. Площадь крышки невелика и имеет фигурные вырезы по краям, снижая общую площадь соприкосновения с радиатором. Но что еще хуже — сама по себе теплораспределительная крышка довольно толстая, а горячие кристаллы под ней имеют маленькую площадь, и всё это снижает теплопередачу и эффективность охлаждения. Даже несмотря на то, что у 7800×3D вычислительный кристалл лишь один, а не два, как у старших моделей с более чем восемью ядрами.
Ну и по поводу интегрированной графики. Встроенные в процессор графические ядра во всех Ryzen абсолютно одинаковы, и хотя кто-то мог надеяться, что GPU сможет работать быстрее в X3D-процессорах из-за дополнительного объемного кэша, но это не так — кэш присоединен к вычислительному чиплету, а графическое ядро находится в чиплете ввода-вывода, и прямого доступа к процессорному L3-кэшу не имеет, поэтому и разницы никакой не будет. В любом случае, всего два вычислительных блока архитектуры RDNA 2 явно недостаточны для запуска современных игр в пристойном разрешении и с графическими настройками выше низких, так что встроенный GPU в любом Ryzen 7000 подойдет лишь для офисной работы без активного применения 3D-графики.
Тестирование производительности
Тестовые системы и условия
- Процессоры:
- AMD Ryzen 7 7800×3D (8 ядер/16 потоков, 4,2—5,0 ГГц)
- AMD Ryzen 9 7950×3D (16 ядер/32 потока, 4,2—5,7 ГГц)
- AMD Ryzen 7 7700X (8 ядер/16 потоков, 4,5—5,4 ГГц)
- Intel Core i5–13600K (6P+8E ядер/20 потоков, 3,5—5,1 ГГц)
- Система охлаждения: AeroCool Mirage L360 (СЖО 3×120 мм, 2300/1800 об/мин)
- Системные платы:
- Оперативная память:
- 32 ГБ (2×16 ГБ) DDR5–5200 CL40 G.Skill Ripjaws S5 (F5–5200U4040A16GX2-RS5W)
- Видеокарта: Sapphire Radeon RX 6800 XT (16 ГБ)
- Накопитель: Kingston KC2000 SSD 2 ТБ (SKC2000M8/2000G)
- Блок питания: Corsair RM750 (80 Plus Gold, 750 Вт)
- Операционная система: Microsoft Windows 11 Pro (22H2)
Для тестирования актуальных процессоров мы взяли имеющиеся в наличии высокопроизводительные системные платы для каждой из двух конкурирующих платформ и снабдили их достаточным объемом оперативной памяти, работающей на близкой к оптимальной частоте — в пределах возможностей имеющихся в наличии модулей памяти. В частности, для процессоров серии Ryzen 7000 и решений Intel двух последних поколений мы использовали память DDR5–5200, настройки памяти для всех систем брались из XMP-профилей, а ограничения процессоров по потреблению энергии — в соответствии с их спецификациями (а не настройками производителей системных плат, которые могут отличаться) — насколько это возможно, конечно.
К сожалению, у нас не было возможности протестировать Ryzen 7 5800×3D, у нас просто нет этого процессора — прямого предшественника тестируемого сегодня Ryzen 7 7800×3D. Зато в тестах будет участвовать топовый Ryzen 9 7950×3D с 16 разнородными ядрами на двух чиплетах. А самым интересным сегодня будет сравнение Ryzen 7 7800×3D с аналогичной моделью без дополнительного L3-кэша — Ryzen 7 7700X. По этим результатам мы однозначно поймем, какой из процессоров оказывается быстрее в разных задачах и для каких задач важен кэш, а для каких — более высокая тактовая частота. Также могут сказаться и разные уровни энергопотребления у этих моделей. Из подходящих для сравнения по цене и классу процессоров Intel у нас есть только Core i5–13600K, хотя ценовой конкурент для сегодняшнего процессора Ryzen скорее Core i7–13700K.
Видеокарта компании AMD прошлого поколения взята для тестов процессоров больше полугода назад — на тот момент новых видеокарт серий Radeon RX 7900 и GeForce RTX 40 у автора не было, а Radeon RX 6800 XT имеет вполне достаточную производительность для невысоких разрешений и обеспечивает несколько бо́льшую скорость рендеринга в условиях упора в CPU — по сравнению с конкурентами производства Nvidia того же времени выпуска, которые используют большее время на обработку данных в видеодрайвере. Впрочем, это больше важно для игровых тестов, основная часть которых выйдет в отдельном материале.
Синтетические тесты
Производительность памяти и системы кэширования
Пропускная способность DDR5-памяти, которую использует семейство Ryzen 7000, по сравнению с DDR4 у процессоров прошлого поколения заметно повысилась, но добавление дополнительной кэш-памяти к единственному чиплету Ryzen 7 7800×3D не дало и не могло дать преимущества по этому показателю. Поэтому тут всё остается как прежде — если сравнивать ПСП рассматриваемого процессора с показателями среднеценового процессора Intel, то соперник значительно быстрее по всем статьям, и особенно по скорости чтения и копирования из памяти — эффективность DDR5-контроллера у процессоров AMD ниже, если судить по результатам специализированных тестов памяти из пакетов AIDA64 и Sandra.
Ryzen 9 7950×3D
Ryzen 7 7800×3D
Ryzen 7 7700X
Core i5–13600K
Для всех процессоров использовались равные условия — режим работы памяти DDR5–5200, но выигрывает по пропускной способности именно процессор Intel — по приложенным скриншотам из AIDA64 видно, что преимущество у процессора Intel по ПСП есть над всеми процессорами Ryzen. По задержке доступа к оперативной памяти особой разницы нет, они у Core i5 и всех моделей Ryzen с DDR5 близки. Оценим эти же показатели памяти по более удобной диаграмме:
| RAM Read | RAM Write | RAM Copy | |
|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 65363 | 68751 | 60715 |
| Ryzen 7 7800×3D | 58098 | 69780 | 57003 |
| Ryzen 7 7700X | 57956 | 69524 | 57231 |
| Core i5–13600K | 76526 | 73297 | 72327 |
Оба варианта Ryzen 7 с DDR5–5200 показывают скорость чтения около 58 ГБ/с, что чуть ниже 65 ГБ/с у 16-ядерного Ryzen 9 7950×3D, не говоря уже о 76 ГБ/с у процессора Intel с этой же памятью и идентичными настройками из XMP-профиля. С записью в память дело гораздо лучше, впрочем, там у всех Ryzen результаты близкие, да и Core i5 лишь чуть быстрее. Так что еще раз подтверждаем, что контроллер памяти DDR5 у компании AMD получился не лучший по сравнению с вариантом Intel, и возможно поэтому процессоры архитектуры Zen 4 в некоторых тестах смотрятся не так сильно, как могли бы.
В течение нескольких десятков лет рост вычислительной мощности значительно опережал увеличение производительности памяти, процессоры использовали всё более сложные кэши, чтобы обеспечить повышение производительности и не упираться в возможности сравнительно медленной памяти. Процессоры Intel и AMD используют трехуровневую схему кэширования: каждое ядро имеет небольшую кэш-память L1 и собственную же кэш-память второго уровня побольше, чтобы избавиться от более высокой задержки уже третьего уровня кэша. Последний уровень кэша имеет размер в несколько мегабайт и используется сразу несколькими ядрами. В случае кэш-памяти важны и задержки и пропускная способность.
| L1 Latency | L2 Latency | L3 Latency | RAM Latency | |
|---|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 0,8 | 2,8 | 11,8 | 79,9 |
| Ryzen 7 7800×3D | 0,8 | 3,0 | 12,7 | 81,6 |
| Ryzen 7 7700X | 0,7 | 2,6 | 9,7 | 76,9 |
| Core i5–13600K | 1,0 | 4,0 | 14,0 | 78,9 |
L3-кэш на отдельном кристалле хоть и дает больший общий объем, но одновременно увеличивает задержку доступа к данным, в нем содержащимся. Задержки подсистемы кэширования первых двух уровней у всех Ryzen близки, и отличаются из-за разных тактовых частот и погрешности измерения. А вот с L3-кэшем всё интереснее. В Zen 4 снизили задержку встроенного L3-кэша до значения менее чем 10 нс, что видно по показателю Ryzen 7 7700X, но добавление отдельного кристалла с дополнительной кэш-памятью третьего уровня добавило задержки, и по этому тесту они ухудшились для обоих процессоров X3D. При этом по всем уровням кэш-памяти рассматриваемый сегодня процессор AMD всё равно показывает лучшие задержки по сравнению с Intel Core i5–13600K.
Значения задержек в результатах синтетического теста AIDA64 даны в наносекундах, и возможно, этот пакет что-то не учитывает. Так что нам захотелось также посмотреть и на результаты из аналогичного теста Sandra, который измеряет задержки доступа в тактах, без учета повышенной тактовой частоты у Zen 4 по сравнению с предыдущим поколением — в прошлом тестировании топового Ryzen 9 7950×3D мы увидели кое-что интересное.
| L1, clocks | L2, clocks | L3, clocks | |
|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 4 | 14 | 166 |
| Ryzen 7 7800×3D | 4 | 14 | 60 |
| Ryzen 7 7700X | 4 | 15 | 57 |
| Core i5–13600K | 4 | 25 | 84 |
Второй тест задержек кэш-памяти дал иные результаты. По первым двум уровням кэш-памяти всё примерно одинаково для всех Ryzen по понятным причинам, ну, а Intel Core i5 явно проигрывает по задержкам L2-кэша, ему не помогает и более высокая частота. Куда интереснее результаты L3-кэша, которые показали большое увеличение задержки доступа для процессора Ryzen 9 7950×3D, а вот между 7800×3D и 7700X значимой разницы нет. Получается, что рост задержки произошел не столько из-за самой дополнительной кэш-памяти на отдельном кристалле, а из-за доступа к ней ядер из второго чиплета, который лишен дополнительного L3-кэша. Похоже, что этот тест использует больший объем кэш-памяти и обозначает эту разницу.
Кроме задержек доступа к кэш-памяти, важна и ее пропускная способность, особенно для векторизованного кода. Несмотря на архитектурные изменения Zen 4, инженеры AMD не внесли существенных изменений в основные кэши, их пропускная способность осталась такой же, как в Zen 3 и Zen 2 и улучшения по пропускной способности L1- и L2-кэша сводятся к увеличению тактовой частоты. Пропускная способность встроенного в вычислительные чиплеты L3 несколько улучшилась, был увеличен размер очереди между L2 и L3, чтобы нивелировать задержку. Рассмотрим результаты теста пропускной способности всех уровней кэш-памяти из AIDA64.
| L1 Read | L1 Write | L1 Copy | L2 Read | L2 Write | L2 Copy | L3 Read | L3 Write | L3 Copy | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 4818 | 2533 | 4981 | 2512 | 2309 | 2388 | 1413 | 1450 | 1370 |
| Ryzen 7 7800×3D | 2427 | 1255 | 2497 | 1251 | 1156 | 1210 | 702 | 712 | 676 |
| Ryzen 7 7700X | 2692 | 1366 | 2721 | 1334 | 1289 | 1265 | 865 | 885 | 852 |
| Core i5–13600K | 3565 | 2584 | 5151 | 903 | 426 | 632 | 1044 | 445 | 663 |
Ранее мы отмечали, что кэш-память Zen 4 на всех уровнях стала быстрее, чем у предыдущего поколения, особенно для L3-кэша. Если говорить о сравнении двух Ryzen с дополнительным L3-кэшем, то вполне логично, что пропускная способность всех уровней кэш-памяти у младшей модели явно ниже — причем, почти ровно вдвое, что объясняется меньшим количеством вычислительных ядер, ведь тут приведена общая ПСП для всех блоков кэша. Но для нас важнее то, что 7800×3D почти не отстал от 7700X по показателям L1 и L2, и несколько больше уступил лишь по L3. Выбранный нами процессор Intel в виде Core i5–13600K имеет заметно более производительный L1-кэш, при этом сильно уступает по пропускной способности L2-кэша, а вот с L3 ситуация неоднозначна.
Синтетические тесты Sandra
Чисто синтетические тесты производительности из пакетов вроде Sandra и AIDA64 также могут быть интересны для оценки низкоуровневой производительности в специализированных задачах, хотя они и претендуют на некоторую универсальность. Первая группа тестов показывает относительную производительность в разных задачах и некий общий счет CPU Overall, вычисленный из всех результатов.
| CPU Overall | CPU Crypto | CPU Scientific | Neural Network High Precision | |
|---|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 27,2 | 34,0 | 129,6 | 31,9 |
| Ryzen 7 7800×3D | 16 | 26 | 90,7 | 23,2 |
| Ryzen 7 7700X | 15,7 | 26,9 | 71,7 | 15,6 |
| Core i5–13600K | 14,8 | 29,2 | 73,4 | 13,5 |
По этому набору тестов Ryzen 7 7800×3D совсем чуть-чуть опередил бескэшевую модель 7700X, причем в подтесте криптографии результаты с 7700X близкие, а вот в научных вычислениях и нейросетях кэш вдруг дал очень приличный прирост производительности! И это не ошибка, так как в паре 7950×3D и 7950X были схожие результаты. Похоже, что набор данных в этих подтестах не слишком большого объема и большая их часть входит в увеличенный L3-кэш, поэтому у X3D и получается такое преимущество.
Условный конкурент Ryzen 7 7800×3D в виде Core i5–13600K близок скорее к процессору модели 7700X без кэша, но явно подотстал от модели с дополнительным кэшем, которую мы сегодня рассматриваем. В других подтестах этого же тестового пакета преимущество процессоров AMD обычно еще заметнее, особенно в мультимедийных:
| CPU Multi-media | CPU Image Processing | |
|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 3649 | 2522 |
| Ryzen 7 7800×3D | 1818 | 1376 |
| Ryzen 7 7700X | 1874 | 1460 |
| Core i5–13600K | 1554 | 1004 |
Эти тесты показывают вычислительную производительность при обработке медиаданных, и в них новый 7800×3D совсем чуть-чуть отстал от 7700X — так что добавление кэша к чиплету и сниженная из-за этого рабочая частота не привела к слишком суровому падению вычислительной скорости. Хотя разница между процессорами явно в пользу 7700X, что неудивительно. Процессору Intel в этих тестах большое количество ядер и частоты не помогли — он отстает от всех Ryzen в обоих подтестах. Возможно, эти специализированные тесты лучше подходят именно для процессоров AMD, так что рассмотрим и тесты из другого универсального пакета — AIDA64.
Синтетические тесты AIDA64
Это также чисто синтетические тесты, которые показывают производительность в задачах с определенной специализацией. Например, CPU Queen использует целочисленные операции при решении классической шахматной задачи, а AES — скорость шифрования по одноименному криптографическому алгоритму:
| CPU Queen | CPU AES | |
|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 198046 | 362800 |
| Ryzen 7 7800×3D | 124166 | 178838 |
| Ryzen 7 7700X | 132622 | 188543 |
| Core i5–13600K | 120397 | 175721 |
Добавление поддержки DDR5-памяти, увеличение тактовой частоты и лимита энергопотребления помогло всем новым Ryzen в этих тестах, хотя раньше им было непросто соперничать с Intel Core. Даже при отставании по количеству вычислительных ядер все Ryzen смогли выиграть у Core i5–13600K. Понятно, что топовый Ryzen 9 тут вне конкуренции. Рассматриваемый сегодня процессор Ryzen 7 7800×3D по понятной причине отстал от 7700X без кэша, но разница между ними не так уж велика. Но процессор с дополнительным кэшем и сниженной частотой и не должен показывать свою силу в подобных вычислительных задачах, хорошо уже то, что он не провалился слишком сильно.
| CPU Photoworxx | CPU Zlib | CPU SHA3 | |
|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 43923 | 2314 | 10678 |
| Ryzen 7 7800×3D | 39414 | 1135 | 5277 |
| Ryzen 7 7700X | 35344 | 1203 | 5464 |
| Core i5–13600K | 48190 | 1422 | 5242 |
Первые два подтеста из приведенных используют целочисленные операции для вычислений над изображениями и при сжатии информации, а SHA3 — еще один криптографический алгоритм. Процессоры Intel тут обычно сильны, особенно в тесте обработки изображений. Среднеценовой Core i5 действительно выиграл вообще у всех Ryzen в первом тесте, и опередил восьмиядерники во втором, но в третьем уже уступил всем Ryzen нового поколения.
Сегодняшний герой 7800×3D отстал от бескэшевой версии 7700X во втором и третьем подтестах, а вот при обработке изображений мы снова увидели явное преимущество от увеличенной кэш-памяти, и не слишком маленькое — 11%. Кроме этого, в первом подтесте не используется большое количество ядер, поэтому на коне Core i5, а Ryzen 9 хоть и обошел восьмиядерники, но не слишком уверенно. Также процессор Intel был хорош и при сжатии данных.
| FPU Julia | FPU Mandel | FPU SinJulia | FP32 Raytrace | FP64 Raytrace | |
|---|---|---|---|---|---|
| Ryzen 9 7950×3D | 244712 | 130232 | 32142 | 58862 | 31808 |
| Ryzen 7 7800×3D | 121413 | 65691 | 15278 | 29
Полный текст статьи читайте на iXBT |
