Обзор процессоров Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X на архитектуре Zen 3, в которой AMD починила игровую производительность

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Решение AMD предоставить для первого знакомства Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X похоже на военную хитрость, которая заключается в том, что их по большому счёту не с чем сравнить. Процессоры с 12 и 16 ядрами, совместимые с массовой платформой, есть только у этого производителя, а старший потребительский процессор Intel, Core i9-10900K, предлагает лишь 10 ядер. Поэтому помимо флагманского Comet Lake для этого тестирования нам пришлось расчехлить и платформу Intel HEDT, в рамках которой существуют такие предложения как 18-ядерный Core i9-10980XE и 12-ядерный Core i9-10920X. Эти процессоры стоят дороже Ryzen сами по себе и требуют использования более дорогих материнских плат с четырехканальной памятью, а к тому же не ориентированы на применение в игровых компьютерах. Но ничего не поделаешь, агрессивная позиция AMD в массовом сегменте процессорного рынка требует идти на крайние меры.

Кроме того, в тестирование мы включили и Ryzen 9 3950X вместе с Ryzen 9 3900X – похожие на Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X процессоры с 16 и 12 вычислительными ядрами, но построенные на прошлой архитектуре Zen 2. Их участие позволит нам судить о том, действительно ли Zen 3 – столь значительный прорыв, как его обрисовывает AMD.

Таким образом, в состав тестовой системы вошли следующие комплектующие:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen 9 5950X (Vermeer, 16 ядер + SMT, 3,4-4,9 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 5900X (Vermeer, 12 ядер + SMT, 3,7-4,8 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 3950X (Matisse, 16 ядер + SMT, 3,5-4,6 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 3900XT (Matisse, 12 ядер + SMT, 3,8-4,7 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-10980XE (Cascade Lake-X, 18 ядер + HT, 3,0-4,8 ГГц, 24,75 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-10920X (Cascade Lake-X, 12 ядер + HT, 3,5-4,8 ГГц, 19,25 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-10900K (Comet Lake, 10 ядер + HT, 3,7-5,3 ГГц, 20 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: кастомная СЖО EKWB.
• Материнские платы:
  • ASRock X570 Taichi (Socket AM4, AMD X570);
  • ASUS ROG Maximus XII Hero (Wi-Fi) (LGA 1200, Intel Z490);
  • ASUS ROG Strix X299-E Gaming II (LGA2066, Intel X299).
• Память: 2 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-19-19-39 (G.Skill TridentZ Neo F4-3600C16D-16GTZNC).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition (GA102, 1440-1710/19000 МГц, 10 Гбайт GDDR6X 320-бит).
• Дисковая подсистема: Samsung 970 EVO Plus 2TB (MZ-V7S2T0BW).
• Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Все сравниваемые процессоры тестировались с настройками, принятыми производителями плат «по умолчанию». Это значит, что для платформ Intel обозначенные в спецификациях ограничения по энергопотреблению игнорируются, вместо чего используются предельно возможные частоты в целях получения максимальной производительности. В таком режиме эксплуатирует процессоры подавляющее большинство пользователей, поскольку включение лимитов по тепловыделению и энергопотреблению в большинстве случаев требует специальной настройки параметров BIOS. Все сравниваемые процессоры были протестированы с памятью, работающей в режиме DDR4-3600 с настройками таймингов по XMP.

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Pro (v2004) Build 18363.476 с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Chipset Driver 2.10.13.408;
• Intel Chipset Driver 10.1.31.2;
• NVIDIA GeForce 456.38 Driver.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Комплексные бенчмарки:

• Futuremark PCMark 10 Professional Edition 2.1.2506 – тестирование в сценариях Essentials (обычная работа среднестатистического пользователя: запуск приложений, сёрфинг в интернете, видеоконференции), Productivity (офисная работа с текстовым редактором и электронными таблицами), Digital Content Creation (создание цифрового контента: редактирование фотографий, нелинейный видеомонтаж, рендеринг и визуализация 3D-моделей).
• 3DMark Professional Edition 2.14.7042 — тестирование в сцене Time Spy Extreme 1.0.

Приложения:

• 7-zip 19.00 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 3,1 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
• Adobe After Effects CC 2020 17.1.2 – тестирование скорости рендеринга анимационного ролика. Измеряется время, затрачиваемое системой на обсчёт в разрешении 1920 × 1080@30fps заранее подготовленного видеоролика.
• Adobe Photoshop 2020 21.2.1 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта Puget Systems Adobe Photoshop CC Benchmark 18.10, моделирующего типичную обработку изображения, сделанного цифровой камерой.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic 9.3 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 16-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Fujifilm X-T1.
• Adobe Premiere Pro 2020 14.3.1 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Blender 2.90.1 – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели pavillon_barcelona_v1.2 из Blender Benchmark.
• Corona 1.3 – тестирование скорости рендеринга при помощи одноимённого рендерера. Для измерения производительности используется стандартное приложение Corona 1.3 Benchmark.
• Magix Vegas Pro 18.0 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Microsoft Visual Studio 2017 (15.9.28) – измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта – профессионального пакета для создания трёхмерной графики Blender версии 2.79b.
• Stockfish 12 – тестирование скорости работы популярного шахматного движка. Измеряется скорость перебора вариантов в позиции «1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w».
• SVT-AV1 v0.8.5 - тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат AV1. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
• Topaz Video Enhance AI v1.6.1 – тестирование производительности в основанной на ИИ программе для улучшения детализации видео. В тесте используется исходное видео в разрешении 640×360, разрешение которого увеличивается в два раза с использованием модели Theia-Detail: UE,P.
• V-Ray 4.10.03 – тестирование производительности работы популярной системы рендеринга при помощи стандартного приложения V-Ray Benchmark Next;
• x265 3.4+26 10bpp — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.
• XMRig 6.4.0 – тестирование производительности при майнинге с использованием алгоритма RandomX.

Игры:

• Assassin’s Creed Odyssey. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra High. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra High.
• Civilization VI: Gathering Storm. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, MSAA = 4x, Performance Impact = Ultra, Memory Impact = Ultra.
• Crysis Remastered. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Settings = Very High, RayTracing Quality = Very High, Anti-Aliasing = TSAA. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Settings = Very High, RayTracing Quality = Very High, Anti-Aliasing = TSAA.
• Far Cry New Dawn. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra, Anti-Aliasing = Off, Motion Blur = On.
• Gears Tactics. Разрешение 1920 × 1080: Default Quality = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: Default Quality = Ultra.
• Grand Theft Auto V. Разрешение 1920 × 1080: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = x4, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum. Разрешение 3840 × 2160: DirectX Version = DirectX 11, FXAA = Off, MSAA = Off, NVIDIA TXAA = Off, Population Density = Maximum, Population Variety = Maximum, Distance Scaling = Maximum, Texture Quality = Very High, Shader Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Reflection Quality = Ultra, Reflection MSAA = x4, Water Quality = Very High, Particles Quality = Very High, Grass Quality = Ultra, Soft Shadow = Softest, Post FX = Ultra, In-Game Depth Of Field Effects = On, Anisotropic Filtering = x16, Ambient Occlusion = High, Tessellation = Very High, Long Shadows = On, High Resolution Shadows = On, High Detail Streaming While Flying = On, Extended Distance Scaling = Maximum, Extended Shadows Distance = Maximum.
• Hitman 2. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, Super Sampling = 1.0, Level of Detail = Ultra, Anti-Aliasing = FXAA, Texture Quality = High, Texture Filter = Anisotropic 16x, SSAO = On, Shadow Maps = Ultra, Shadow Resolution = High.
• Metro Exodus. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, Tesselation = Full, Advanced PhysX = Off, Hairworks = Off, Ray Trace = Off, DLSS = Off. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, Quality = Ultra, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, Tesselation = Full, Advanced PhysX = Off, Hairworks = Off, Ray Trace = Off, DLSS = Off.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA. Разрешение 3840 × 2160: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = Off.
• The Witcher 3: Wild Hunt. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Preset = Ultra, Postprocessing Preset = High. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Preset = Ultra, Postprocessing Preset = High.
• Total War: Three Kingdoms. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme.
• World War Z. Разрешение 1920 × 1080: DirectX11, Visual Quality Preset = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: DirectX11, Visual Quality Preset = Ultra.

Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Проверка производительности процессоров в комплексных тестах вроде PCMark 10 – скорее дань традиции. Такие тесты оценивают, насколько хорошо системы решают распространённые пользовательские задачи, и выдают некий средневзвешенный результат, скорее характеризующий быстродействие процессоров при решении офисных задач, что трудно посчитать типичной активностью для предложений класса Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X. Но тем не менее, даже в PCMark 10 процессоры на микроархитектуре Zen 3 показывают свою силу. В то время как 10-ядерный Core i9-10900K в этом тесте обходил 12-ядерник AMD поколения Zen 2, Ryzen 9 3900X, теперь ситуация кардинально изменилась. На двух верхних местах на диаграммах ниже – новые Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X, что недвусмысленно говорит об улучшениях производительности Zen 3 именно в тех задачах, где ранее у процессоров AMD она хромала.

Удерживают лидерство новые Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X и в околоигровом бенчмарке 3DMark Time Spy. Процессорная составляющая этого теста имеет оптимизации под актуальные многопоточные архитектуры, и в нём на первом месте закрепляется новый 16-ядерник, который не только обходит своего предшественника на 2 %, но и побеждает 18-ядерный HEDT-процессор конкурента.

⇡#Производительность в приложениях

Начнём с плохого. Когда AMD высчитывала прирост IPC, который, по её заявлениям, в Zen 3 составляет 19 %, она выбрала для оценки какой-то особенный набор приложений, совершенно непохожий на те приложения, которые используем для тестирования мы. В результате при сравнении Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 3950X в ресурсоёмких задачах мы не видим такого впечатляющего прироста, как обещала AMD, даже несмотря на то, что в наших тестах новый Ryzen 9 5950X работает на более высокой частоте по сравнению с Ryzen 9 3950X. Среднее преимущество носителей архитектуры Zen 3 над Zen 2 составляет около 13 %, что, впрочем, тоже весьма неплохо.

Позитивная же для новинок AMD сторона заключается в том, что они уверенно обходят все конкурирующие предложения компании Intel, причём с совершенно разгромным счётом. 12-ядерный Ryzen 9 5900X оказывается быстрее, чем Core i9-10900K, в среднем на 30 %, а 16-ядерный Ryzen 9 5950X уверенно обходит 18-ядерник Intel, перекрывая его производительность где-то на 20 %. Иными словами, у процессоров Intel в ресурсоёмких приложениях не осталось никаких шансов: микроархитектура Skylake устарела окончательно и бесповоротно.

Всё это значит, что Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X – это наилучшие современные процессоры для профессиональной и любительской работы с цифровым контентом, существующие в рамках массовой экосистемы. Составить им конкуренцию способны разве только представители семейства Threadripper, но их стоимость намного выше.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Компиляция:

Архивация:

Шахматы:

Майнинг:

⇡#Производительность в играх. Тесты в разрешении 1080p

А вот где настоящая жара! Изменение структуры CCX – это именно то, чего ой как недоставало процессорам Ryzen на протяжении первых трех поколений. Именно из-за этого их игровая производительность и вызывала постоянные нарекания. Теперь же проблема исправлена, причём настолько успешно, что кадровая частота в разрешении FullHD при переходе от Zen 2 к Zen 3 подскочила сразу на 25-30 %. И это сразу выводит процессоры Ryzen 5000 в положение безусловно подходящих для игровых систем.

Мы пока не видели, как показывают себя в играх младшие представители этого модельного ряда, но Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X смотрятся просто отлично. Например, тот же Ryzen 9 5900X по итогам тестирования в наборе из 12 игр демонстрирует некоторое превосходство как по среднему, так и по минимальному FPS над Core i9-10900K, который до сих пор считался лучшим геймерским CPU.

Однако справедливости ради нужно заметить, что крупномасштабного перевеса, как в случае ресурсоёмких приложений, тут всё-таки нет. Новые процессоры AMD лишь немного лучше Core i9-10900K, обходя его в семи играх из двенадцати. А это значит, что отправить Core i9-10900K в полный нокаут у Ryzen 9 5900X не получилось. Для производительных игровых сборок можно выбирать как один, так и другой CPU, причём вариант Intel внезапно может оказаться привлекательнее из-за более низкой цены.

Попутно нужно добавить, что декларируемый AMD рост показателя IPC в процессорах Zen 3 на 19 % очевидно был рассчитан на основе рабочих и игровых приложений. По факту же в ресурсоёмких приложениях прирост оказался ниже этой величины, а в играх – больше.

⇡#Производительность в играх. Тесты в разрешении 2160p

Если же выбирать лучший процессор для игровых систем, ориентированных на работу с разрешением Ultra HD, то в этом случае различия между Ryzen 9 5950X, Ryzen 9 5900X и Core i9-10900K почти полностью стираются, по крайней мере, если в системе установлена графическая карта GeForce RTX 3080. Однако игровая несостоятельность HEDT-процессоров Intel, как и отставание от новинок AMD процессоров Ryzen прошлого поколения хорошо прослеживается даже тут.

⇡#Энергопотребление

Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X помещены в рамки того же самого теплового пакета, в котором находились их предшественники – Ryzen 9 3950X и Ryzen 9 3900X: у всех них энергопотребление жёстко ограничено величиной 142 Вт, и при её достижении попросту сбрасывается частота. Поэтому никаких заметных изменений в энергопотреблении при переходе на микроархитектуру Zen 3 не произошло, однако в целом системы на базе Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X чуть более экономичны по сравнению с аналогичными системами на базе Ryzen 9 3950X и Ryzen 9 3900X при многопоточной нагрузке, но немного более прожорливы в случае однопоточной работы.

И это означает, что Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X очень явно превосходят процессоры Intel по удельной производительности на ватт, поскольку потребление 14-нм процессоров для LGA 1200 и LGA 2066 заметно выше при ощутимо более низкой производительности.

Приведённые ниже графики позволяют всё это оценить наглядно. На них приведено полное потребление систем (без мониторов) с соответствующими процессорами, измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается.

⇡#Выводы

Zen 3 – это мощно! В принципе, к этому можно было бы больше ничего и не добавлять, потому что достигнутый компанией AMD на четвёртой итерации развития микроархитектуры Zen прирост производительности оказался феноменально высок: увеличение показателя IPC на 19 %, о котором представители компании говорили на предварительных презентациях, – отнюдь не преувеличение. Всё выглядит так, как будто несколько лет разработка ядер поколения Zen всё разгонялась и разгонялась, а теперь AMD наконец «втопила на полную».

Но если отказаться от красивых метафор, то можно сказать, что AMD в Zen 3 начала делать то, что напрашивалось уже очень давно, и наконец-то пошла на конкретные шаги по борьбе с главным узким местом своей микроархитектуры – высокими задержками, порождёнными самой идеей модульного построения процессора из раздельных CCX-комплексов. И как только инженерами AMD было принято решение увеличить размер этого базового блока, из поля зрения сразу же исчезла масса проблем, а производительность буквально взмыла вверх, особенно если судить по программам, критично относящимся к внутрипроцессорным латентностям (тут речь в первую очередь об играх).

В итоге построенные на архитектуре Zen 3 процессоры Ryzen 5000 окончательно и бесповоротно обошли конкурирующие решения Intel Core, архитектура которых безнадёжно застряла в 2015 году. До недавних пор Intel удавалось поддерживать востребованность своих предложений, апеллируя к игровой производительности, которая у её процессоров все эти годы действительно оставалась на хорошем уровне благодаря высокоэффективной внутрипроцессорной кольцевой шине. Но Ryzen 5000 с архитектурой Zen 3, в которых плохо влияющая на игровую производительность шина Infinity Fabric перестала исполнять ключевую роль, лишают «синих» последнего козыря.

Фактически мы приходим к тому, что Ryzen 5000 – это самые быстродействующие на сегодняшний день CPU для настольных систем без каких-либо существенных оговорок. Конечно, мы далеки от мысли, что в комментариях под этой статьёй не всплывёт немалый список причин, почему AMD всё-таки «не смогла». И объективно у Ryzen 5000 действительно остались определённые недостатки, но у кого их нет? Например, вполне можно сослаться на то, что контроллер памяти новых процессоров AMD так и не получил полноценной поддержки скоростных типов DDR4 SDRAM, а достижимые новыми Ryzen частоты при разгоне продолжают навевать некоторое уныние. Но на фоне того, что произошло с удельной производительностью, всё это – лишь мелкие придирки, которые вряд ли способны испортить общее впечатление от триумфального прихода на рынок новой, правильной версии архитектуры Zen.

Несколько смазать впечатление, производимое Ryzen 5000, в массовом восприятии способны, пожалуй, лишь только две вещи: их сравнительно высокая стоимость и проблемы с доступностью в розничной продаже. Но нужно понимать, что и то, и другое – следствия качественного рывка, совершенного AMD. Представителям серии Ryzen 5000 нет нужды быть дешёвыми: они хороши настолько, что энтузиасты высокой производительности наверняка будут готовы покупать их и по более высокой цене. А то, что спрос на эти новинки превосходит предложение, служит наглядным подтверждением, что AMD не промахнулась и выпустила востребованный продукт высокого класса, вовсе не перегнув с его стоимостью. В конце концов рынок процессоров для ПК не является монопольным, и тем покупателям, которые считают, что Ryzen 5000 дороговаты, можно посоветовать остановить свой выбор либо на старых Ryzen 3000-й серии, которые с рынка пока не уходят, либо на процессорах Intel Core. Хотя, по нашему убеждению, рассмотренные в этом обзоре Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X своих денег явно стоят, и это же скорее всего будет справедливо и для двух других представителей модельного ряда, с которыми мы познакомимся чуть позднее.

Подводя финальную черту, остаётся выдать Ryzen 9 5950X и Ryzen 9 5900X нашу фирменную награду – медаль «Выбор редактора». Хотя здесь вполне могли бы подойти и другие значки отличия: как прагматичная медаль «За инновации и дизайн», так и более эмоциональная оценка «Hardcore».