Test procesora AMD Ryzen 9 3900X – Skylake może odejść na emeryturę

Tym, co wyróżnia Ryzena 9 3900X na tle wszystkich procesorów minionych generacji, jest przede wszystkim zastosowana technologia produkcji. Czip, podobnie jak każdy inny Zen 2, powstaje w zakładach TSMC w procesie litograficznym klasy 7 nm. Niemniej samo obniżenie litografii to tylko środek, a nie główny cel inżynierów. Nowości jest znacznie więcej.

W dotychczasowych procesorach Ryzen rdzenie pogrupowano po cztery, w obrębie tzw. CCX (CPU Complex). Każdorazowo, pomijając układy typu APU, dwa kompleksy rdzeni łączą się z odrębną logiką – a wszystko to scala dwukierunkowe łącze o szerokości 256-bitów, zwane Infinity Fabric.

Ryzen 9 3900X też ma dwa CCX, ale dzięki zwiększonej gęstości technologii 7 nm, każdy z nich oferuje osiem rdzeni. Dwa w każdym kompleksie są wyłączone i ostatecznie czip jest 12-rdzeniowy.

Dotąd tak duża liczba rdzeni zarezerwowana była dla serwerowych procesorów Threadripper, wymagających serwerowej podstawki TR4 i drogiej płyty głównej z chipsetem X399. Tymczasem bohater niniejszej recenzji ruszy na typowo domowym AM4 i każdym układzie logiki od B350 włącznie, o ile producent płyty głównej zadba o wsparcie na poziomie BIOS-u.

Przy czym lista zmian na "doklejeniu" rdzeni się bynajmniej nie kończy. Zen 2 to także 4-krotnie większa ilość pamięci L3 i odświeżona logika, obejmująca kontroler PCI Express 4.0 z 24 linami, w tym 20 przeznaczonych dla użytkownika, oraz USB 3.2 Gen 2 (SuperSpeed USB 10Gbps).

Podczas gdy Ryzen 7 2700X zapewnia 16 MB L3, Ryzen 9 3900X ma tej pamięci 64 MB. Zdaniem AMD, to właśnie w najbardziej widocznym stopniu przekłada się na wydajność w grach.

Ale to wciąż nie wszystko. AMD zaimplementowało specjalny koprocesor bezpieczeństwa, który czuwa nad izolacją danych w obrębie poszczególnych wątków. Układ ten, zrealizowany w architekturze ARM Cortex-A5, jak deklarują czerwoni, zapewnia całkowitą odporność na ataki kanałem bocznym. Zabezpieczenie obejmuje lukę Spectre V4, która w starszych czipach AMD została załatana programowo – co może prowadzić tam do niewielkich strat na polu wydajności.

Poza tym popracowano trochę nad przewidywaniem rozgałęzień, dekoderami, operacjami na macierzach i pamięciami podręcznymi niższych poziomów.

Obok sieci neuronowej znanej ze starszych iteracji, Zen 2 wykorzystuje nowy układ przewidywania, TAGE. Ten analizuje historię przewidywań i ponoć lepiej sprawdza się przy skokach dłuższych, zapobiegając przestojom jednostki. Podobne rozwiązanie stosuje teraz Intel.

Pojemność pamięci na zdekodowane makrooperacje została podwojona z 2048 do 4096 operacji. Tym samym odciążono dekoder, gdyż istnieje większa szansa na odnalezienie danej instrukcji uprzednio zdekodowanej. Procesor nie musi więc marnować zasobów i energii na powtarzanie pracy.

Dodano trzecią jednostkę adresową (AGU), co powinno usprawnić wymianę danych na linii CPU - DRAM. Z innych istotnych zmian – ścieżki i rejestry wektorowe stały się 256-, zamiast 128-bitowe. Bezpośrednim efektem tego zabiegu jest pełna obsługa rozszerzenia AVX-256.

Z ciekawostek – Zen 2 ma dwukrotnie mniej pamięci L1 dla instrukcji niż Zen oraz Zen+, a mianowicie 32 kB dla każdego rdzenia, zamiast 64 kB. Pamięć L1 jest jednym z najdroższych i fizycznie największych elementów rdzenia. Natomiast w testach laboratoryjnych ustalono rzekomo, że spadek ilości L1I można zrekompensować zwiększeniem jej przepustowości, jak również zwiększeniem ilości pamięci na mikrooperacje. Tak też zrobiono w przypadku mikroarchitektury Zen 2.

Pojedynczy kompleks Zen 2 zajmuje 74 mm² i zawiera około 3,9 mld tranzystorów. W Zen+, pomimo powierzchni rzędu 125 mm², liczba tranzystorów wynosi raptem 2,09 mld.

No dobra, ale teoria to jedno, drugie, a zarazem niewątpliwie ważniejsze – rzeczywista wydajność. Jeszcze zanim przejdziemy do testów, warto zauważyć, jak AMD pozycjonuje Ryzena 9 3900X. Życzy sobie za niego 2299 zł, czyli tyle samo, ile należy zapłacić za Core i9-9900K, dotychczasowego lidera wśród procesorów do zastosowań domowych. Widać, że "dziewiątka" w nazwie nie jest dziełem przypadku. Ryzen 7 2700X w dniu światowej premiery kosztował 1599 zł.

Testy zostały przeprowadzone na platformie z płytą główną ASUS ROG Crosshair VIII Hero, 16 GB pamięci DDR4-3600 CL17 w dwóch kościach i dyskiem Corsair MP600 (PCI Express 4.0). Płyta pod Intela to ASUS Prime Z390-A, a karta graficzna – RTX 2080.

Próba w Blenderze polega na wyrenderowaniu klasycznej sceny BMW, autorstwa Mike'a Pana. Liczony jest czas potrzebny na wykonanie tego zadania. Test dobrze wykorzystuje wszystkie dostępne wątki. Z kolei POV-Ray to renderer z techniką śledzenia promieni (ray tracingu), który nie robi już tak dobrego użytku z wielowątkowości współbieżnej, przez co faworyzuje Intela.

Benchmark w 7-zipie wskazuje liczbę operacji na sekundę w milionach przy kompresji i dekompresji. Obciąża wszystkie dostępne rdzenie i wątki procesora.

Test w VeraCrypt określa szybkość w MB/s podczas szyfrowania partycji systemowej algorytmami AES, Twofish i Serpent jednocześnie. Angażuje komplet rdzeni, ale nie należy do liderów w dziedzinie utylizacji SMT. Lepiej skaluje się natomiast z częstotliwością zegara taktującego.

x265 Benchmark, jak sama nazwa wskazuje, obrazuje wydajność podczas kodowania wideo enkoderem x265. Aplikacja korzysta z rozszerzeń AVX i AVX2, a także obsługuje dowolną liczbę wątków, co wynika z symultanicznego kodowania wielu próbek, pozwalając obejść nominalny limit puli wątków x265, wynoszący 16. Ale z jakością skalowania bywa różnie.

Wreszcie, Geekbench to najbardziej wszechstronny z testów. Weryfikuje ogólne możliwości platformy, na co składają się m.in. szyfrowanie i kompresja wielu typów danych, czasy dostępu do pamięci i arytmetyka zmiennoprzecinkowa. Wynik podawany jest zarówno dla jednego, jak i wszystkich wątków. Z powodu ogromnej różnorodności testów rezultaty trudno odnieść do konkretnych zastosowań, ale wielu konsekwentnie uważa Geekbencha za uniwersalny wskaźnik wydajności.

Wydajność w "Battlefield V" sprawdzana jest podczas misji w Prowansji, a w "Shadow of the Tomb Raider" – w osadzie Kuwak Yaku. Przy czym pierwszy tytuł chodzi w środowisku DX 11, drugi zaś – DX 12. bo jest to rozwiązanie każdorazowo stabilniejsze dla wyników.

Tam, gdzie wykorzystywana jest większa liczba wątków, tam Ryzen 9 3900X nie ma sobie równych. Zostawia daleko w tyle wszystkie inne istniejące procesory konsumenckie, nierzadko różnicą adekwatną do liczby wątków. Osiąga przy tym wyniki, których nie powstydziłyby się droższe układy dedykowane stacjom roboczym. Ręce same składają się do oklasków.

Niemniej widać, że mikroarchitektura Zen w dalszym ciągu mocno uzależniona jest od optymalizacji wielowątkowej. Ryzen 9 3900X sporą część przewagi traci wtedy, gdy pojawia się problem z obsadzeniem SMT, a już operacje wymagające tylko jednego wątku to kontynuacja prymatu Intela. Trzeba jednak zadać sobie pytanie, kto w 2019 roku stale korzysta z pojedynczego wątku, nie mając kilku albo kilkunastu innych aplikacji uruchomionych w tle.

Zresztą, z grami jest podobnie. Intel utrzymuje swój ostatni bastion, jednak idzie mu coraz ciężej. Widać, że zwiększone IPC, w odniesieniu do modelu Ryzen 7 2700X, procentuje. Zaprocentują także 24 wątki, jeśli do grania dojdzie coś ekstra, choćby strumieniowanie z użyciem CPU. Summa summarum, patrząc przekrojowo, bohater recenzji jest czipem wydajniejszym od Core i9-9900K.

A co z PCI Express 4.0, które przed premierą budziło tyle kontrowersji? Intel opublikował cały elaborat, tłumacząc, że PCIe 4.0 "nic nie znaczy dla graczy".

Patrząc wyłącznie na liczbę generowanych klatek, rzeczywiście tak jest. Nie ma w tej chwili karty graficznej, która "zamknie" złącze PCI Express 3.0. Są natomiast takie dyski, czego przykład widać poniżej. Oto jak działa Corsair Force MP600 na PCIe 4.0 (Gen 4) oraz PCIe 3.0 (Gen 3).

W odróżnieniu od Core i9-9900K, Ryzen 9 3900X sprzedawany jest z chłodzeniem BOX. To model Wraith Prism RGB, stworzony przez AMD we współpracy z firmą Cooler Master. Według specyfikacji, ten radiator może odprowadzić do 140 W energii cieplnej, a dodatkowo świeci baterią niezależnie sterowanych diod i cechuje się łatwym montażem na dwie standardowe zapinki.

Niestety, 94 st. Celsjusza podczas renderingu w Blenderze oznacza mocno przeciętną efektywność. Zwłaszcza, że zużycie energii przez całą platformę nie przekracza wówczas 238 W.

Tak czy inaczej, Wraith Prism RGB dobrze sprawdzi się jako rozwiązanie przejściowe. Ponadto, ucieszy wszystkich tych, dla których liczy się wygląd wnętrza ich komputera. Chcąc jednak wycisnąć z procesora maksimum, warto od razu poszukać czegoś o lepszej wydajności.

Debiut pierwszych dwóch generacji procesorów AMD Ryzen pokazał, że z czerwonymi trzeba się liczyć. Podrażnieni niebiescy za każdym razem zwiększali liczbę rdzeni, finalnie doskakując do konkurencyjnej "ósemki". I to, co by nie mówić, zapewniło im sukces – a przy okazji poruszyło piekielnie skostniały rynek procesorów domowych, gdzie przez wiele lat dominowały głównie 4-rdzeniowce. Pojawiła się alternatywa, skorzystaliśmy my wszyscy.

Ryzen 9 3900X to jednak produkt innej kategorii, który powstał nie tyle z myślą o stanowieniu alternatywy, co o zdobyciu korony dla czerwonych. A czy cel został zrealizowany? Krótko mówiąc – bez cienia wątpliwości, choć jest w tej beczce miodu maleńka łyżeczka dziegciu.

AMD w dalszym ciągu nie potrafi pokonać Intela w kategorii wydajności jednego wątku, ale jest już na tyle blisko, że wobec przewagi na polu liczby rdzeni i stałego dążenia programistów do "zrównoleglania" obliczeń traci to znaczenie. Realny problem stanowić może tylko w niektórych grach, i to przy różnicach mieszących się w paru procentach.

Wszystkie pozostałe zastosowania domowe, takie jak konwersja wideo czy operacje na plikach, a nawet robocze, czego przykład stanowi rendering, to istna hegemonia Ryzena 9 3900X. Za 2299 zł, czyli w cenie Core i9-9900K, można teraz nabyć procesor o wydajności charakterystycznej dla segmentu HEDT. A niekiedy nawet wyższej, jeśli popatrzymy na osiągi dysku pod PCI Express 4.0. Analizując opłacalność, ta oferta po prostu nie ma sobie równych.

Poza tym Ryzen 9 3900X zasługuje na dużego plusa za politykę handlową producenta. Jest sprzedawany w zestawie z przyzwoitym chłodzeniem (Core i9-9900K coolera nie ma) i powinien ruszyć na starszych płytach głównych. Zdecydowanie należy się rekomendacja.