Напомню, что в первой части цикла «Какой процессор нужен игровому ПК?» мы рассмотрели производительность чипов для массовых платформ Intel LGA1200 и LGA1700. При помощи несложных экспериментов нам удалось установить зависимость изменения FPS в играх от различных характеристик ЦП. Также мы протестировали несколько наиболее популярных процессоров с различными видеокартами. Какие-то результаты оказались довольно прогнозируемыми, а какие-то — новыми и даже неожиданными.
Во второй части, как нетрудно догадаться, изучена игровая производительность современных чипов AMD. Сравнивая массовые платформы процессорных гигантов, мы сразу же сталкиваемся с первым серьезным различием: «красные» предлагают потребителю процессоры разных поколений — Zen, Zen 2 и Zen 3 — в рамках одной платформы, тогда как у «синих» платформа успела поменяться несколько раз. Пусть с некоторыми оговорками и нюансами, но выпущенные еще в 2017 году материнские платы поддерживают новинки AMD, представленные совсем недавно. Смотрится эпично? Еще как! Особенно на фоне того, что Intel успела обновить сразу три (а по факту — четыре) актуальные массовые платформы: LGA1151-v1, LGA1151-v2, LGA1200 и LGA1700.
На протяжении всего времени процессоры Ryzen становились лучше и быстрее — об этом мы и поговорим сегодня.
Микроархитектура, кеш, ядра или частота?
Платформа AM4 и первое поколение процессоров Ryzen появились в марте 2017 года — новая микроархитектура Zen предложила на 52 % больше операций за такт (IPC), нежели ядра Bulldozer для платформы AM3+. Раньше было как? Были 6- и 8-ядерные процессоры серии FX, конкурирующие в играх лишь с двухъядерными чипами Core. На этом фоне массовые 4-ядерники Intel, по сути, соревновались друг с другом, предлагая пользователю те самые «+5 % роста в год». С появлением платформы AM4 все изменилось, и «красные» первыми предложили массовые модели сначала 8-ядерных, а затем 12- и 16-ядерных версий центральных процессоров.
Ну а Intel все это время только отвечала на решительные действия «красных». Вероятнее всего, только в 13-м поколении процессоров Core чипмейкер впервые предложит больше ядер (с некоторыми оговорками, правда), чем есть у AMD.
На протяжении всего жизненного цикла платформы AMD рекомендовала «камни» Ryzen для игр. Чипы поколений Zen, Zen+ и Zen 2 чипмейкер позиционировал как устройства, способные одновременно тянуть и игровую нагрузку, и прочие ресурсоемкие задачи. Кристаллы Zen 3 серьезно прибавили в игровой производительности, а внедрение технологии 3D V-Cache позволило AMD замахнуться на звание создателя самых быстрых игровых процессоров современности.
В чипах Ryzen за все время менялась не только микроархитектура, но и тактовая частота, число ядер, а также объем кеш-памяти. Давайте посмотрим, что из этого вышло спустя пять с лишним лет с момента появления платформы AM4 в продаже.
Микроархитектура
В апреле 2018 года AMD представила серию процессоров Ryzen 2000 — в них микроархитектура Zen была переведена с 14-нм техпроцесса на 12-нм. Так появились чипы Zen+, но со временем некоторые чипы Ryzen 1000 тоже были переведены на другой техпроцесс. Сама же технология 12LP блеснула в другом: она позволила поднять производительность транзисторов, одновременно понизив их токи утечки. Иными словами, чипы с микроархитектурой Zen стали быстрее за счет увеличения тактовой частоты. В том же Ryzen 7 2700X она увеличилась на 11-15 % относительно показателей Ryzen 7 1800X.
Процессоры Zen 2 появились летом 2019 года. Новые кристаллы предложили +15 % к росту IPC, а еще — больше ядер и кеша. Впервые для массовых компьютерных платформ были представлены 12- и 16-ядерные модели, а в 6- и 8-ядерных чипах увеличилась кеш-память — с 16 до 32 Мбайт.
Спустя год «красные» представили процессоры Ryzen 5000 и долгожданную микроархитектуру Zen 3. Удельная производительность одного ядра в новинке в пересчете на такт выросла на 19 %. Ускорение относительно Zen 2 серьезное, и именно оно позволило AM4 стать полноценной игровой платформой. «Полноценной» — значит на 100 % конкурентоспособной по отношению к Skylake и Cypress Cove от Intel.
Это показывают и результаты тестирования. За три с лишним года «красным» удалось увеличить быстродействие своих чипов на 32-39 % благодаря одним только микроа-рхитектурным улучшениям. Так показывает наш небольшой эксперимент, в котором использовались 6-ядерные Ryzen 5 5600X, Ryzen 5 3600 и Ryzen 5 2600, работающие на одинаковой частоте — 4 ГГц.
Когда осмысляешь результаты этого эксперимента, приходит понимание, почему в 2022 году среди процессоров AMD есть смысл рассматривать только чипы с микроархитектурой Zen (а также Zen+, Zen 2 и Zen 3). Напомню, что для платформы AM4 выпущены в том числе и кристаллы серий А и Athlon, основанные на микроархитектуре Bulldozer. А это -52 % к первому поколению Zen.
В стендах использовалась память стандарта DDR4-3466 и видеокарта GeForce RTX 3090 (ускоритель не поддерживает технологию Re-Size BAR.). Тестирование (здесь и далее) проводилось в шести играх (Total War Saga: TROY, GTA V, Marvel's Guardians of the Galaxy, HITMAN 3, Far Cry 6, Cyberpunk 2077) в разрешении Full HD с использованием качества графики, приближенного к максимальному, но без использования трассировки лучей и современных методов апскейлинга.
Ядра и потоки
Процессоры Ryzen, по сути, развязали «ядерную войну». В ресурсоемких приложениях Ryzen 7 1800X стоимостью $499 легко конкурировал с Core i7-6900K за $1 089. Чтобы вы понимали: в Intel при отсутствии какой-либо конкуренции не стеснялись продавать зажиточным геймерам 6-ядерный Core i7-6850K (для HEDT-платформы LGA2011-v3) за 617 долларов США. Знаменитый четырехъядерный Core i7-7700K стоил 339 долларов в те времена, а за 10-ядерный Core i7-6950X просили 1 723 доллара США в партии от 1000 штук. С появлением чипов Zen и конкуренции «синим» пришлось стать скромнее, а те же 6-ядерники стали массовыми процессорами. Я бы даже сказал, народными.
Естественно, большое число ядер и потоков в процессоре хорошо сказывается на быстродействии компьютера в ресурсоемких задачах. Только с появлением платформы LGA1700 у таких чипов, как Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X, появились достойные конкуренты на этом поприще. В играх же от дополнительных ядер особого толка нет: двухкратное увеличение числа ядер и потоков не приводит к пропорциональному росту FPS.
Я использовал 12-ядерный Ryzen 9 5900X, в котором поочередно отключали ядра в блоках CCD и технологию SMT. Чип работал на фиксированной частоте 4 ГГц. К сожалению, достать Ryzen 9 5950X не получилось, но справедливости ради стоит отметить, что поведение этого процессора легко прогнозируется и без дополнительных тестов. Между 12- и 16-ядерниками Zen 3 в играх смело можно ставить знак равенства. Интересно другое.
Во-первых, разница между схемой 6/12 (ядра/потоки) и 12/24 составляет всего 4-7 %. Процессор с восемью ядрами и 16 потоками оказывается быстрее всего на 2-3 %. И вновь констатируем факт: современным играм вполне достаточно шести быстрых ядер и 12 потоков. Тем не менее, во-вторых, отключение технологии SMT в случае с нашим набором игр приводит к увеличению фреймрейта в некоторых приложениях: схема 12/12 опережает вариант 12/24 на 3-5 %. Лидерство — символическое, и подобное мы видели в первой части статьи. С одной лишь разницей: с Ryzen 9 5900X этот эффект заметен чуть лучше.
В остальном же мы наблюдаем довольно привычную картину. Переход со схемы 6/12 на схему 6/6 ощутимо снижает кадровую частоту в шести выбранных играх — на 7 % в среднем. Получается, здесь SMT, наоборот, приносит только пользу игровому компьютеру. Например, отключение шести дополнительных потоков серьезно обваливает FPS в Cyberpunk 2077 — в игре про приключения молодого авантюриста Ви фреймрейт сдулся аж на 17-24 %. Мы «магическим» образом обронили четверть производительности видеокарты.
В то же время формат 4/8 все ближе подбирается к 6/6. В случае с Ryzen 9 5900X разница составила 4-5 % в пользу шести ядер. Интересно, что в случае с Core i9-12900K в аналогичных условиях схема 6/6 опережает вариант 4/8 всего на 1 %. Полагаю, со временем 8-поточные 4-ядерные процессоры обойдут 6-ядерные чипы без поддержки SMT или Hyper-Threading.
Четырехъядерные процессоры Zen 3 без поддержки SMT, как и модели с меньшим числом ядер, очень тяжело в 2022 году считать игровыми. Быть может, именно поэтому среди современных десктопных решений AMD таких моделей на момент написания статьи у AMD нет. Зато в продаже находится полно чипов с формулой 4/4 и 4/8 на базе микроархитектуры первой и второй итераций. Уверен, вы прекрасно понимаете, что в случае с Zen и Zen 2 ситуация усугубится еще сильнее — в этом вы убедитесь во второй части статьи.
Тактовая частота
Переход от Zen (Zen+) к Zen 2 и Zen 3 сопровождался заметным ростом тактовой частоты вычислительных ядер. Так, 8-ядерный Ryzen 7 1800X при загрузке всех ядер работает на частоте 3,7 ГГц. В Ryzen 7 2700X, который использует ту же микроархитектуру, но произведен по более тонкому техпроцессу, частота увеличилась еще на 250 МГц. В Ryzen 7 3800X этот параметр был увеличен до 4,15 ГГц, а в Ryzen 7 5800X — до 4,5 ГГц.
Модельный ряд чипов AMD и Intel искусственно раздут — тоже мне секрет Полишинеля. Производительность процессоров с одинаковыми характеристики схожа, так как они работают со схожей тактовой частотой. Например, в продаже вы найдете 6-ядерные модели Ryzen 6 3600, Ryzen 5 3600X и Ryzen 5 3600XT. В разных условиях работы частота этих чипов различается всего на 200-300 МГц, а остальные характеристики и вовсе одинаковые. Выходит, в играх один процессор окажется быстрее другого в среднем на 3-4 %. А потому между Ryzen 5 5600X и Ryzen 5 5600, а также между Ryzen 5 5800X и Ryzen 5 5700X смело можно ставить знак равенства. Покупать следует более доступную модель.
Уже известно, что процессоры Ryzen 7000 (они же — Raphael), выход которых запланирован на конец этого года, получат микроархитектуру Zen 4. Она обеспечит рост IPC на 8-10 % относительно показателей Zen 3. При этом число ядер новых чипов не изменится — для массовой платформы AM5 «красные» предложат максимум 16 ядер и поддержку технологии SMT. Тактовая частота ядер увеличится, и в Boost-режиме некоторые из них будут автоматически разгоняться до 5,5 ГГц, а может, и чуточку больше. Если озвученная AMD информация окажется правдой, то процессоры Ryzen 7000 будут заметно быстрее своих предшественников в играх.
Кеш-память
Среди процессоров AMD есть схожие модели с разным объемом кеш-памяти, при этом в чипах Ryzen этот параметр серьезно влияет на быстродействие компьютеров в играх. Ниже на графике представлены результаты тестирования Ryzen 5 5600X (32 Мбайт кеш L3) и Ryzen 5 5600G (16 Мбайт) — оба процессора работали на одинаковой частоте 4 ГГц. Версия Zen 3 с увеличенным вдвое кешем третьего уровня оказалась быстрее в среднем на 11-17 %.
Заметная разница, на мой взгляд. Уменьшенный объем кеша в некоторых чипах AMD приводит нас к интересным противостояниям внутри самой экосистемы Zen. Например, Ryzen 5 3600 стоит меньше Ryzen 5 5600G. При этом у 6-ядерника Zen 2 вдвое больше кеша третьего уровня, но менее производительная микроархитектура в сравнении с Zen 3. Что же выбрать? В случае с дискретной графикой игровая производительность этих чипов почти одинакова, подробнее их сравнение можно изучить в соответствующем разделе обзора.
Со временем процессоры, произведенные по технологии 3D V-Cache, станут отдельным классом устройств, предназначенных именно для игр. Такие чипы получат дополнительный кристалл SRAM-памяти, монтируемый над имеющимся в процессорном кристалле L3-кешем и объединенный с ним сквозными соединениями.
Первой ласточкой стал 8-ядерный Ryzen 7 5800X3D — последний высокопроизводительный чип, выпущенный для платформы AM4 на данный момент. В сравнении с Ryzen 7 5800X восьмиядерник с 3D V-Cache получил сразу втрое больше L3-кеша. А в сравнении с Ryzen 7 5700G — вшестеро, 96 Мбайт! Да, внедрение дополнительного кристалла приводит к заметному снижению тактовой частоты чипа, но в играх Ryzen 7 5800X3D все равно серьезно опережает Ryzen 7 5800X. Перед вами самый быстрый игровой «камень» AMD, выпущенный когда-либо, и, возможно, самый быстрый игровой процессор вообще.
К сожалению, достать Ryzen 7 5800X3D у меня не получилось — на момент проведения тестов этот 8-ядерник не продавался в российских магазинах. Однако наши тесты показывают, что чип с 3D V-Cache опережает Ryzen 7 5800X, Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X в среднем на 11-16 %.