Процессоры с интегрированной графикой достаточно давно и с переменным успехом борются за место под солнцем. Однако изначально никто и не предполагал, что графические ядра, размещённые на одном полупроводниковом кристалле с CPU, смогут составить конкуренцию дискретным графическим картам. Тем не менее по мере того, как совершенствовались полупроводниковые технологии, производители научились встраивать в процессоры вполне полноценные графические акселераторы, способные ускорять и 3D-графику, и проигрывание видео высокого разрешения, и перекодирование видео. Всё это стало вполне естественным и своевременным ответом на изменения той типичной среды, в которой обитают среднестатистические пользователи компьютеров. Трёхмерная графика сегодня используется повсеместно, даже в Интернете, а уж пройти мимо видеоконтента невозможно при всём желании.
К тому же серьёзное значение приобрели игры, которые стали полноправным и популярным видом массового досуга. Сегмент компьютерных развлечений продолжает расти быстрыми темпами, но серьёзные требования к мощности графических ускорителей предъявляют далеко не все популярные игры. Широким распространением могут похвастать в том числе и сетевые многопользовательские проекты, нужды которых при современном уровне развития технологий вполне могут удовлетворить не только традиционные графические карты, но и интегрированные 3D-ускорители. Поэтому не вызывает удивления вот такая статистика: почти треть продаваемых сейчас персональных компьютеров вообще не имеет дискретного графического ускорителя. Причем существенную долю таких систем составляют и домашние компьютеры, приобретаемые для развлечений.
Мощность графического ядра, которое можно встроить в процессор, ограничивается двумя факторами: размером полупроводникового кристалла GPU и его тепловыделением. Однако с освоением новых производственных технологий и внедрением современных графических архитектур рамки возможностей постепенно расширяются. Сейчас, с повсеместным внедрением техпроцессов с 14-нм нормами, стало возможно совмещать с центральным процессором графический ускоритель, занимающий на кристалле порядка 100 мм2. Это сравнимо с площадью, которую занимают GPU актуальных дискретных видеокарт ценовой категории «до $100». Таким образом, всё сводится к тому, что современные процессоры с интегрированной графикой должны быть способны дотянуться как минимум до уровня производительности GeForce GT 1030.
И эти выкладки не врут. Старший представитель семейства Raven Ridge (именно таким кодовым именем компания AMD назвала свой новый проект – процессор Ryzen со встроенным графическим ядром поколения Vega) обещает теоретическую пиковую производительность на уровне 1,76 Тфлопс, что сопоставимо с показателями не только GeForce GTX 1030, но и GeForce GTX 1050! Однако нужно понимать, что на практике графическое быстродействие Raven Ridge, как и любого другого процессора со встроенной графикой, существенно сдерживается пропускной способностью памяти. В то время как бюджетные дискретные графические карты получают собственную специальную память с полосой пропускания свыше 50-100 Гбайт/с, интегрированная графика вынуждена довольствоваться разделяемым с процессором общим двухканальным контроллером памяти, который обычно предлагает в разы худшую пропускную способность, приправленную более высокими задержками.
В некоторых ситуациях данную проблему разработчики решают добавлением в процессор с интегрированной графикой дополнительной буферной памяти. Например, нашумевшие Kaby Lake-G с графикой Radeon RX Vega M будут содержать собственную HBM2-видеопамять объёмом 4 Гбайт. Или другой пример: самые мощные интеловские процессоры со встроенным видеоядром, которые были выпущены до нынешнего момента, Skylake-R, оборудуются 128-мегабайтным виктимным кешем четвертого уровня на основе eDRAM.
Однако в случае Raven Ridge такой подход не годится. Дополнительная буферная память влечёт за собой удорожание конечного продукта, а стратегия AMD заключается в том, чтобы при помощи своих новых предложений предпринять атаку на нижний рыночный сегмент, предложив хороший вариант тем пользователям, которые собирают системы из недорогих CPU и бюджетных GPU. Поэтому в Raven Ridge ставка сделана на интенсификацию возможностей системной памяти. Для нового процессора со встроенным видеоядром инженеры AMD оптимизировали имеющийся контроллер DDR4-памяти, добавили ему поддержку более скоростных частотных режимов и снизили задержки. В результате у компании получился весьма любопытный продукт, который в своей рыночной нише не имеет близких аналогов.
Запуском новых интегрированных процессоров Raven Ridge компания AMD продолжает начатое в прошлом году уверенное возвращение на рынок CPU в роли его полноправного участника. Микроархитектура Zen уже доказала свою жизнеспособность в роли фундамента для производительных чипов, теперь же она должна послужить основой для недорогих массовых интегрированных процессоров, в которые AMD смогла упаковать и свою лучшую на данный момент графическую архитектуру Vega. Как ожидает сама AMD, таким шагом она сможет легко «пересадить» на свои устройства тех пользователей, которые до сих пор довольствовались дискретными графическими картами с ценой менее $100. Цель несколько амбициозная, но, если учесть, какие шаги предприняты для её достижения, вполне реальная.
К тому же очень удачно сложилось, что Raven Ridge пришёл на выручку в очень сложное время. На рынке бушует спровоцированный криптоэнтузиастами дефицит дискретных графических ускорителей, в результате чего купить видеокарту даже начального уровня сегодня можно только по заметно завышенной цене. И это значит, что Raven Ridge могут стать своего рода «палочкой-выручалочкой» для тех пользователей, которые не хотят втридорога переплачивать за видеокарту и либо готовы довольствоваться интегрированными решениями, либо могут позволить себе переждать с их помощью смутные времена. В общем, интерес к Raven Ridge огромен по многим причинам.
⇡#Формула Raven Ridge: Zen + Vega
Для того, чтобы понять, что есть Raven Ridge, как компания AMD смогла собрать воедино две свои передовые наработки и почему это потребовало почти года дополнительных инженерных усилий, достаточно посмотреть на то, как выглядит полупроводниковый кристалл новых гибридных процессоров. Вот он:
Вы наверняка помните, что в основе всех процессоров Ryzen, выпущенных до настоящего времени, лежит полупроводниковый кристалл Zeppelin, который собран из двух модулей CCX (Core Complex) и необходимой обвязки. В каждом таком модуле CCX имеется по четыре вычислительных ядра с микроархитектурой Zen и разделяемый кеш третьего уровня объёмом 8 Мбайт. Модули соединяются между собой и с «внеядерными» контроллерами посредством специальной шины Infinity Fabric, представляющей собой улучшенную версию HyperTransport. Таким образом, все Ryzen без встроенной графики, вне зависимости от того, сколько вычислительных ядер в них доступно для пользователя, основываются на едином восьмиядерном кристалле площадью порядка 218 мм2, включающем в себя около 4,8 млрд транзисторов.
Понятно, что дополнительно расширять столь крупный кристалл ещё и графическим ядром трудно с производственной точки зрения. Поэтому для того, чтобы выпустить Raven Ridge, инженерам компании AMD пришлось на базе ядер с микроархитектурой Zen спроектировать иной кристалл. В нём графическое ядро заняло место второго четырёхъядерного модуля CCX. В результате площадь кристалла Raven Ridge осталась почти такой же – она составляет 210 мм2, а число транзисторов немного подросло — до 4,94 млрд.
«Загнать» Raven Ridge в такие рамки удалось отнюдь не малой кровью. Инженеры AMD были намерены совместить с вычислительными ядрами Zen достаточно производительный вариант графического ядра Vega. Прошлые APU компании, известные под кодовым именем Bristol Ridge, оснащались интегрированным графическим ядром с архитектурой GCN 1.3 (она, например, также использовалась в графических картах R9 Fury) и в максимальных версиях располагали набором из 512 потоковых процессоров. В Raven Ridge, которые изначально позиционировались AMD как продукты принципиально иного уровня, мощность должна была увеличиться на заметную величину, поэтому в новый полупроводниковый кристалл был вписан весьма крупный GPU с 11 вычислительными блоками (CU), что в общей сложности соответствует массиву из 704 потоковых процессоров (SP).
В итоге оставить в Raven Ridge один позаимствованный из Zeppelin старый CCX нетронутым, обеспечив интегрированный процессор четырьмя вычислительными ядрами и 8-мегабайтным L3-кешем, не получилось. В погоне за снижением себестоимости инженерам пришлось несколько урезать и его. В результате объём размещённой в CCX-модуле Raven Ridge кеш-памяти третьего уровня сократился вдвое – до 4 Мбайт. Правда, её ассоциативность при этом не поменялась, а значит, на серьёзное изменение скоростных характеристик L3-кеша рассчитывать не следует.
Тем не менее четырёхкратное по сравнению с «большими Ryzen» сокращение суммарного объёма кеш-памяти третьего уровня на его быстродействии всё-таки сказалось: латентности немного уменьшились. Ниже всё это продемонстрировано на графиках, на которых приведены практически измеренные задержки подсистемы памяти четырёхъядерного Raven Ridge и четырёхъядерного процессора Ryzen 5 1500X, приведённых к единой тактовой частоте 3,8 ГГц.
Латентность L3-кеша в Raven Ridge снизилась примерно на 5 тактов. Они оказались отыграны благодаря упрощению алгоритмов работы, которые теперь обходятся без поддержки когерентности частей кеш-памяти, расположенных в различных CCX.
Попутно обнаруживается и ещё одна любопытная деталь: заметное ускорение в Raven Ridge получил и кеш второго уровня. Его латентность упала с 17 до 13 тактов, хотя это изменение производитель нигде не афишировал.
Указывая на изменение подсистемы кеш-памяти, AMD обещает, что уменьшение объёма L3-кеша в новых процессорах не должно отрицательно сказаться на производительности. Компенсирует негативный вектор не только снижение латентностей, но и тот факт, что Raven Ridge не приходится страдать от сравнительно медленных межъядерных соединений между CCX, выполненных за счет работающей на одной частоте с контролером памяти шины Infinity Fabric. Действительно, в новом процессорном дизайне CCX-модуль только один, и данная внутренняя шина связывает его с графическим ядром и другими «внеядерными» компонентами, но обмена данными между вычислительными ядрами никоим образом не касается.
Это хорошо прослеживается, если сравнить практически измеренные задержки при межъядерном обмене данными у Raven Ridge и Ryzen 5 1500X. Здесь Raven Ridge заметно выигрывает — для четырёхъядерного процессора конструкция с одним CCX выглядит более оптимальной.
В дополнение к улучшениям в системе кеширования в Raven Ridge был оптимизирован и контроллер памяти. Во-первых, в нём добавилась официальная совместимость с модулями DDR4-2933, благодаря чему Raven Ridge стал первым процессором на рынке, поддерживающим столь быструю спецификацию JEDEC. Во-вторых, при прочих равных Raven Ridge работает с памятью эффективнее, чем предшествующие Ryzen. Тесты указывают на не слишком кардинальное, но всё же наблюдаемое невооружённым глазом снижение латентности.
Правда, здесь можно усмотреть и снижение практической пропускной способности, однако этот эффект скорее следует списать на «сырость» BIOS материнских плат. После выхода Raven Ridge производители материнских плат вновь активно обновляют прошивки, и новые версии BIOS действительно привносят в производительность контроллера памяти Raven Ridge дополнительные улучшения.
Таким образом, суммарно изменения в подсистеме памяти Raven Ridge разноплановы, и уменьшившийся L3-кеш вряд ли станет серьёзным недостатком этих процессоров. Но резекции в Raven Ridge подвергся не только он. Был серьёзно урезан и ещё один блок – встроенный в процессор контроллер графической шины PCI Express. Для подключения внешней графической карты в процессорах Raven Ridge полноценный интерфейс PCI Express 3.0 x16 не поддерживается: вместо него предлагается пользоваться усечённой шиной PCI Express 3.0 x8. Впрочем, в случае графических карт не самого верхнего уровня данное ограничение вряд ли способно как-то повлиять на производительность, и единственный момент, который стоит иметь в виду, – это отсутствие совместимости Raven Ridge с мульти-GPU-конфигурациями.
Не работает Raven Ridge и с технологией Dual Graphics, которая поддерживалась в прошлых поколениях APU компании AMD. «Спарить» встроенное графическое ядро Vega с внешней видеокартой с той же архитектурой в единый мульти-GPU-массив напрямую средствами графического драйвера невозможно. Однако совместная работа встроенной графики и внешней видеокарты всё-таки возможна через технологию mGPU, которая является частью DirectX 12. Иными словами, «помочь» внешнему ускорителю встроенная Vega всё же может, при этом совершенно не важно, какая используется дискретная видеокарта, но работать такая связка будет исключительно в DirectX 12.
⇡#Семейство Ryzen 2000G: Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G
Компания AMD выпустила два варианта Raver Ridge для настольных систем. Оба они основываются на одном и том же дизайне и производятся на предприятиях GlobalFoundries по 14-нм (14LPP) техпроцессу, который применяется и в случае хорошо знакомых нам процессоров Ryzen без встроенной графики. Это значит, что, хотя гибридные новинки и получили модельные номера из двухтысячной серии, более совершенный 12-нм техпроцесс для их выпуска не используется и ничего общего с перспективными процессорами поколения Zen+, выход которых запланирован на апрель, они не имеют.
Старший десктопный Raven Ridge – это четырёхъядерный процессор Ryzen 5 2400G стоимостью $169 с поддержкой технологии SMT и встроенным графическим ядром Vega 11. Его младший собрат, Ryzen 3 2200G, – тоже четырёхъядерник, но без поддержки SMT и с более слабым графическим ядром Vega 8. Подробнее с характеристиками новых процессоров можно ознакомиться в таблице, где мы их поместили рядом с «классическими» четырёхъядерными Ryzen 5 и Ryzen 3.
| Ryzen 5 2400G | Ryzen 5 1500X | Ryzen 5 1400 | Ryzen 3 2200G | Ryzen 3 1300X | Ryzen 3 1200 | |
| Кодовое имя | Raven Ridge | Summit Ridge | Summit Ridge | Raven Ridge | Summit Ridge | Summit Ridge |
| Технология производства, нм | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 |
| Ядра/потоки | 4/8 | 4/8 | 4/8 | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| Базовая частота, ГГц | 3,6 | 3,5 | 3,2 | 3,5 | 3,5 | 3,1 |
| Частота в турборежиме, ГГц | 3,9 | 3,7 | 3,4 | 3,7 | 3,7 | 3,4 |
| Частота XFR, ГГц | - | 3,9 | 3,45 | - | 3,9 | 3,45 |
| Разгон | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть |
| L3-кеш, Мбайт | 4 | 2 × 8 | 2 × 4 | 4 | 2 × 4 | 2 × 4 |
| Поддержка памяти | DDR4-2933 | DDR4-2666 | DDR4-2666 | DDR4-2933 | DDR4-2666 | DDR4-2666 |
| Интегрированная графика | Vega 11 | Нет | Нет | Vega 8 | Нет | Нет |
| Число потоковых процессоров | 704 | - | - | 512 | - | - |
| Частота графического ядра, ГГц | 1,25 | - | - | 1,1 | - | - |
| Линии PCI Express | 8 | 16 | 16 | 8 | 16 | 16 |
| TDP, Вт | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 |
| Сокет | Socket AM4 | Socket AM4 | Socket AM4 | Socket AM4 | Socket AM4 | Socket AM4 |
| Официальная цена | $169 | $174 | $169 | $99 | $129 | $109 |
Если вспомнить о том, что Raven Ridge основывается на полупроводниковом кристалле с одним CCX-модулем, то совершенно понятно, что более мощных моделей APU от AMD в обозримом будущем ждать не приходится. Никакие Ryzen 7 с интегрированной графикой попросту невозможны. Ryzen 5 2400G полностью раскрывает возможности, которые заложены в разработанный дизайн. Этот процессор использует все четыре процессорных ядра и технологию многопоточности SMT, а также полный набор из 11 вычислительных блоков (CU), имеющиеся во встроенной реализации ускорителя Vega. Стоит отметить, что в результате Ryzen 5 2400G получился даже мощнее мобильного Ryzen 7 2700U, в котором графическое ядро эксплуатирует лишь 10 из 11 вычислительных блоков.
Имеющийся в Ryzen 5 2400G набор из 11 CU транслируется в 704 потоковых процессора, что в количественном выражении на 38 процентов превосходит арсенал, которым обладали решения поколений Kaveri, Carrizo и Bristol Ridge. К этому прикладывается примерно 13-процентный рост частоты графики, увеличенное число блоков текстурирования (с 32 до 44) и растеризации (с 8 до 16), а также новое поколение архитектуры. Vega относится к самому свежему, пятому поколению GCN, в то время как встраиваемые ранее видеоядра имели архитектуру третьего поколения. Всё это в сумме должно обеспечить весомое превосходство старшей новинки над предшественниками по производительности.
Впрочем, здесь уместно будет снова вспомнить о существовании Kaby Lake-G с графикой Radeon RX Vega M. С ними, очевидно, Raven Ridge ни в каких своих проявлениях тягаться не сможет. Благодаря тому, что в интеловском варианте процессоров с графикой Vega видеоядро располагается на отдельном полупроводниковом кристалле, оно значительно мощнее – в нём размещено 24 вычислительных блока и 1536 потоковых процессоров. Кроме того, не стоит забывать и про отдельную HBM2-память объёмом 4 Гбайт, которую Intel также сумела вместить в процессорную упаковку. Поэтому сфера применения у Ryzen и у Kaby Lake-G с графикой Vega будет различаться. Интеловский вариант – это премиальный и дорогой продукт для ноутбуков и ультракомпактных настольных систем класса NUC, AMD же метит в массовый сегмент.
Именно поэтому примечательно, что Ryzen 5 2400G получил рекомендованную стоимость на уровне $169: это позволяет данному процессору стать прямой и улучшенной альтернативой для Ryzen 5 1400. Очевидно, что старый вариант без графики теперь постепенно уйдёт с прилавков, ведь Ryzen 5 2400G превосходит Ryzen 5 1400 по многим базовым параметрам. Помимо наличия встроенного GPU у него выше тактовая частота (3,6 ГГц против 3,2 ГГц – базовая и 3,9 ГГц против 3,4 ГГц – турбо), есть поддержка более скоростной памяти DDR4-2933 и значительно лучше обстоит дело с межъядерным взаимодействием. Фактически Ryzen 5 1400 может быть интереснее только за счёт более вместительного L3-кеша, но стоит напомнить, что в этой модели он тоже урезан с 16 до 8 Мбайт. Таким образом, в подавляющем большинстве сценариев Ryzen 5 2400G будет быстрее и при эксплуатации со внешней графической картой.
Не хуже, чем 169-долларовый Ryzen 5 2400G, смотрится в своей нише и Ryzen 3 2200G. С точки зрения базовых характеристик этот процессор – типичный Ryzen 3: он располагает четырьмя вычислительными ядрами без SMT и имеет номинальную частоту 3,5 ГГц с возможностью авторазгона до 3,7 ГГц. Но ко всему этому добавлено сравнительно производительное графическое ядро Vega 8, а стоимость установлена на уровне $99, что делает данное предложение не только привлекательным гибридным APU, но и самым дешёвым Ryzen вообще. То есть даже если забыть о наличии в Ryzen 3 2200G неплохой графики, он уникален уже тем, что предлагает четыре производительных x86-ядра по цене ниже $100. Других подобных по щедрости предложений на данный момент попросту не существует.
Что же касается встроенного в Ryzen 3 2200G ускорителя Vega 8, то этот вариант GPU предлагает 512 потоковых процессоров, то есть он как минимум не уступает графике из APU прошлых поколений, которые AMD реализовывала под именами A10 и A12 по цене, существенно выходящей за 100-долларовый уровень.
Несмотря на то, что процессоры Ryzen с графикой Vega получили достаточно высокие тактовые частоты, AMD удалось удержать их тепловыделение в разумных рамках. Типичное тепловыделение Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G составляет 65 Вт — это большое достижение на фоне того, что наиболее быстрые десктопные APU компании ранее могли иметь расчётное тепловыделение на уровне 95 Вт. И даже больше того, в Raven Ridge при одновременной нагрузке на вычислительную и графическую части процессора частота ядер обоих типов не сбрасывается ниже номинальных значений, как это было принято в APU прошлых поколений. В рамках заявленного теплового пакета без каких-либо ухищрений способен оставаться даже старший Ryzen 5 2400G.
Отдельно следует упомянуть о том, что управлением тактовыми частотами в Raven Ridge занимается обновлённая технология Precision Boost 2. В ней реализован усовершенствованный и более агрессивный алгоритм, благодаря которому турборежим в новых процессорах с интегрированным графическим ядром включается чаще, чем раньше. Кроме того, при неполной нагрузке на часть ядер активнее задействуются промежуточные частоты между базовым и максимальным значением. Иными словами, подстройка под конкретную нагрузку в Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G стала чувствительнее, чем была ранее.
Однако технология XFR, которая позволяла дополнительно накинуть частоту в том случае, когда процессор эксплуатировался в благоприятном температурном режиме, в Raven Ridge отсутствует.
Установить новые процессоры семейства Raven Ridge можно в те же Socket AM4-материнские платы, в которых работают прочие Ryzen. Единственное ограничение – в совместимых платах должен использоваться обновлённый BIOS: для Raven Ridge требуются версии, собранные на основе библиотек AGESA 1.0.7.1 или более поздних. Иными словами, никаких дополнительных расходов новые CPU с интегрированной графикой не требуют. Они приходят в уже имеющуюся и широко распространённую платформу.
Говоря о том, насколько привлекательное сочетание цены и производительности получили новые десктопные Raven Ridge, нельзя обойти вниманием и тот факт, что коробочные версии Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G поставляются с комплектным кулером Wraith Stealth, стоимость которого тоже входит в озвученные 169 и 99 долларов.
Конечно, такой кулер не имеет отношения к высокоэффективным решениям для охлаждения, но с отводом тепла от 65-ваттных процессоров он точно справится и позволит при построении системы на Raven Ridge сэкономить дополнительную пару десятков долларов. И даже более того, возможностей этого кулера наверняка хватит и для умеренного разгона.
⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования
У процессоров Raven Ridge не существует прямых конкурентов. Ни одна из имеющихся на рынке альтернатив со встроенным GPU явно не может соперничать с ними по графической производительности. Поэтому при тестировании графики Raven Ridge нам в первую очередь придётся сопоставлять их с заведомо более слабыми Intel Core i3 поколения Coffee Lake, которые несут в себе графическое ядро уровня GT2, UHD Graphics 630. Из числа доступных вариантов паре Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G мы решили противопоставить Core i3-8350K – у этого процессора графика работает на более высокой частоте.
Однако сравнение Raven Ridge лишь с одним Core i3 поколения Coffee Lake было бы не особо показательным, поэтому в тесты интегрированной графики были включены и другие участники: один из предшественников Raven Ridge, APU поколения Bristol Ridge, а также достаточно старый процессор Broadwell-C – единственный устанавливаемый в процессорный разъем чип Intel, куда проник eDRAM-буфер и графика уровня GT3e, Iris Pro 6200. Так в тестирование попали AMD A12-9800E и Core i5-5675C.
Впрочем, главный вопрос о производительности графического ядра Raven Ridge касается того, могут ли такие процессоры стать альтернативой для видеокарт начального уровня. Поэтому в тестах приняла участие 80-долларовая (по официальным данным) видеокарта NVIDIA GeForce GT 1030, которую мы протестировали в составе платформы LGA1151-v2 с процессором Core i3-8100.
Вторая часть тестирования касалась проверки быстродействия Raven Ridge при работе со внешней графической картой. AMD позиционирует новинки как замену для некоторых старых моделей Ryzen 5 и Ryzen 3. Поэтому в тестах с дискретным GPU против Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G выступали четырёхъядерные процессоры Ryzen «первой волны», четырёхъядерные Core i3 поколения Coffee Lake и шестиядерник Core i5-8400, который достаточно близок к Ryzen 5 2400G по стоимости.
В конечном итоге список задействованных в тестировании комплектующих получился таким:
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise (v1709) Build 16299 с использованием следующего комплекта драйверов:
Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:
Комплексные бенчмарки:
Приложения:
Игры:
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.
⇡#Игровая производительность (с интегрированным GPU)
Начнём с самого интересного – измерения той производительности, которую могут дать интегрированные в Raven Ridge графические ускорители Vega 11 и Vega 8 в распространённых игровых приложениях.
На протяжении всей своей истории компания AMD предпочитает встраивать в процессоры как можно более мощные графические ядра, пытаясь дотянуться до быстродействия бюджетных дискретных видеокарт. Это коренным образом отличается от подхода Intel: графика в десктопных процессорах "голубого гиганта", напротив, застряла на достаточно невысоком уровне, а наращивание мощности происходит лишь в мобильных чипах. Поэтому заранее можно сказать, что Raven Ridge смогут убедительно обойти Coffee Lake – чтобы установить это, даже не нужно никакого тестирования.
Гораздо же более интересен другой вопрос: достаточно ли продвинуты интегрированные процессоры AMD нового поколения для того, чтобы стать альтернативой дискретным GPU начального уровня, например видеокарте GeForce GT 1030. По логике вещей, Vega с 8 и уж тем более с 11 вычислительными блоками (CU) должна выдавать приемлемую игровую производительность в разрешении Full HD. И это именно тот тезис, который стоит проверять на практике.
Исходя из поставленной цели, мы выбрали несколько популярных игр разного класса и провели в них измерение частоты кадров с теми настройками качества, которые наилучшим образом подходят для графических акселераторов начального уровня. Поскольку мы ориентировались на кадровую частоту 30 FPS при разрешении 1920 × 1080, для разных игр выбирались различные настройки. Но зато по результатам тестов можно будет не только рассуждать о том, какой из участвующих в сравнении GPU быстрее, но и сказать, насколько комфортно можно играть в ту или иную игру на Raven Ridge.
Но начать по традиции стоит с синтетического теста 3DMark Fire Strike, по которому можно составить общее впечатление о том, на что способны Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G в системах без внешней графической карты.
Получается, что старший Ryzen 5 2400G с графическим ядром Vega 11 действительно способен составить конкуренцию дискретному видеоускорителю GeForce GT 1030 – их результаты очень близки. Однако младший Ryzen 3 2200G с урезанным GPU Vega 8 отстаёт от старшей модели Raven Ridge примерно на 17 процентов и, таким образом, с дискретной видеокартой уже сравниться не может. Впрочем, это не мешает ему оставаться процессором с одним из самых производительных графических ядер: и Core i5-5675C, и A12-9800E, не говоря уже о Core i3-8350K, выдают значительно более низкие показатели.
Давайте теперь посмотрим на производительность Raven Ridge в реальных играх.
Самое главное, о чём можно сказать, проанализировав результаты: и Ryzen 5 2400G, и даже Ryzen 3 2200G (с некоторыми оговорками) способны потянуть любые игры в разрешении Full HD. Это относится не только к киберспортивным дисциплинам, многопользовательским проектам и казуальным играм, но и к навороченным современным играм AAA-класса. Правда, для каждого случая придётся подбирать свои установки качества. Например, для Assassin’s Creed: Origins, PlayerUnknown's Battlegrounds или The Witcher 3: Wild Hunt настройки придётся скручивать на минимум, а многопользовательские игры, подобные Dota 2 или World of Tanks, напротив, могут уверенно работать при максимальных параметрах качества (без включения полноэкранного сглаживания).
Но это – типичная ситуация не только для Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G. С настройками качества изображения придётся поступать подобным образом и в случае использования младшей дискретной видеокарты. Иными словами, старший Raven Ridge, Ryzen 5 2400G, вполне успешно соперничает с 80-долларовой видеокартой GeForce GT 1030. Если смотреть на усреднённые результаты, то интегрированный процессор AMD чуть медленнее, однако имеющийся разрыв не слишком заметен в реальности. Таким образом, и встроенная Vega 11, и внешняя GeForce GT 1030 при одинаковых настройках дадут частоту кадров одного и того же порядка. Дискретная видеокарта может быть лучше лишь в одном: благодаря наличию выделенной GDDR5-видеопамяти в ряде ситуаций она обеспечивает меньшие просадки минимального FPS, однако мы бы не стали говорить, что это преимущество GeForce GT 1030 носит сколь-нибудь принципиальный характер.
Следовательно, новый Ryzen 5 2400G позволяет существенно сэкономить бюджет в игровых сборках начального уровня. Самый младший четырёхъядерный процессор Intel с видеокартой уровня GeForce GT 1030 обойдётся как минимум в $208, а Ryzen 5 2400G предлагает практически всё то же самое «в одном флаконе» за $169, то есть примерно на $40 дешевле.
⇡#Энергопотребление (с интегрированным GPU)
Раньше продукция компании AMD выгодно отличалась от интеловских процессоров тем, что в ней в качестве внутреннего термоинтерфейса между полупроводниковым кристаллом и теплораспределительной крышкой всегда использовался высокоэффективный индиевый припой. Это служило залогом качественного теплоотвода и гарантировало адекватный температурный режим при эксплуатации процессора. Однако в Raven Ridge компания изменила своим традициям, и следом за Intel заменила припой обычной термопастой с заведомо более низкой теплопроводностью. AMD оправдывает такой шаг соображениями экономии и стремлением к снижению розничной стоимости гибридных процессоров нового поколения. Но такая аргументация кажется достаточно слабой. Уместным будет напомнить, что даже младшим Bristol Ridge, которые продаются дешевле $50, до сих пор как-то удавалось избегать перевода на полимерный внутренний термоинтерфейс.
Впрочем, от перевода на новую схему теплоотвода десктопные Raven Ridge проиграли не столь сильно. Даже Ryzen 5 2400G, имеющий 65-ваттный тепловой пакет и работающий на частотах порядка 3,5-4,0 ГГц, при максимальной нагрузке не демонстрирует никаких признаков критического нагрева. Иными словами, термопаста, появившаяся внутри Raven Ridge, имеет достаточную для данного применения эффективность. Для проверки мы максимально нагружали вычислительные и графическое ядра Ryzen 5 2400G (с помощью утилиты powerMAX 1.0), но температурный режим оставался во вполне разумных рамках. Как показано на скриншоте ниже, с применением кулера Noctua NH-U14S максимальная температура не выходила за пределы 65 градусов.
Правда, чтобы в процессе такого нагрузочного теста не выходить за разрешённые пределы по температуре и энергопотреблению, процессору приходилось несколько сбавлять рабочие частоты. Частота вычислительных ядер Zen снижалась до 3,5 ГГц, а графическое ядро Vega 11 замедлялось до 1066 МГц. Но даже такого очень сдержанного снижения частот оказывается достаточно, чтобы почти всегда удерживать Raven Ridge в рамках теплового пакета 65 Вт. И это не простая декларация: практическая проверка потребления реальных систем на базе Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G подтверждает их неплохую энергоэффективность.
Используемый нами в тестовой системе цифровой блок питания Corsair RM850i позволяет контролировать потребляемую и выдаваемую электрическую мощность, чем мы и пользуемся для измерений. На графике ниже приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное сразу «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается.
При нагрузке исключительно на графическое ядро полная система на базе Ryzen 5 2400G потребляет в районе 70 Вт. Это больше, чем в аналогичных условиях требует Core i3-8350K, но и производительность графики у Raven Ridge находится на совершенно ином уровне. Правда, явно не в пользу гибридных процессоров AMD говорит иной момент: система, составленная из Core i3-8100 и внешней графической карты GeForce GT 1030, оказывается экономичнее, чем сборки с Ryzen 5 2400G или Ryzen 3 2200G без дискретного видеоускорителя.
При одновременной нагрузке на вычислительные и графические ресурсы системы ситуация несколько иная. Платформы на базе процессоров Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G сравниваются по потреблению с комплектом «Core i3-8100 плюс GeForce GT 1030».
И самый интересный тест – измерение потребления в реальной игре, World of Tanks.
Как видите, использование внешней графической карты и интеловского процессора вместо Raven Ridge позволяет сэкономить электроэнергию. Однако в целом назвать игровые системы на базе Ryzen 5 2400G или Ryzen 3 2200G неоправданно прожорливыми невозможно. Общее типичное потребление на уровне 80 Вт позволяет без каких-либо проблем использовать такие интегрированные процессоры даже в компактных системах. Правда, нужно иметь в виду, что в случае комплексных пиковых нагрузок Raven Ridge всё-таки выходят за 65-ваттные рамки.
Как и все остальные Ryzen, представители семейства Raven Ridge позволяют себя разгонять: никакие их множители производитель не блокирует. Причём разгонять можно не только процессорные ядра Zen, но и графическое ядро Vega. И в данном случае это очень важный момент. Производительности четырёх x86-ядер с микроархитектурой Zen заведомо хватит для недорогой игровой системы, а вот от встроенного GPU в любом случае захочется большего. Дополнительный прирост частоты кадров в этом случае как раз и способен обеспечить разгон. Причём вместе с увеличением частоты встроенной графики Vega целесообразно постараться увеличить и скорость работы памяти: недостаток пропускной способности двухканальной DDR4 SDRAM ощущается даже при использовании сравнительно быстрых модулей.
Чтобы не оставлять все такие утверждения голословными, мы провели серию экспериментов, в которых постарались выявить, как разгон встроенного GPU и памяти способен повлиять на игровую производительность. Все опыты проводились со старшим Raven Ridge, процессором Ryzen 5 2400G.
Графическое ядро Vega 11 со штатной частоты 1250 МГц разогналось на 24 процента – до 1550 МГц. Для обеспечения стабильности в таком состоянии напряжение на GPU пришлось увеличить до 1,2 В. Кроме того, помогло в деле разгона попутное увеличение напряжения SOC до 1,2 В.
Как показали дальнейшие тесты, прирост игровой производительности от такого разгона весьма заметен: увеличение частоты графики на 24 процента выливается в рост частоты кадров в пределах 7-10 процентов. Но ещё более сильного эффекта можно добиться, если при этом увеличивать до максимума частоту работы памяти. В процессорах Raven Ridge контроллер памяти был немного усовершенствован, и с Ryzen 5 2400G нам без каких-либо проблем удалось запустить модули памяти, основанные на чипах Samsung B-die, в режиме DDR4-3466.
На следующих графиках продемонстрирована масштабируемость игровой производительности, которой можно добиться при грамотном разгоне графики в системе на базе старшего Raven Ridge, Ryzen 5 2400G.
Результаты очень показательны: самое главное для систем на базе Raven Ridge – это быстрая память. Фактически разгон памяти оказывается даже более эффективным, чем разгон графического ядра. Процессоры Ryzen без встроенной графики зависели от памяти, поскольку состояли из двух CCX, соединённых шиной Infinity Fabric, которая работала синхронно с контролером памяти. В Ryzen 5 2400G CCX-модуль только один, но масштабируемость графической производительности при росте частоты DDR4 SDRAM впечатляет даже сильнее. Одним лишь переключением режимов памяти можно добиться роста показателей в играх на величину до 25-30 процентов. Очевидно, что недостаток пропускной способности двухканальной DDR4 сильно сдерживает потенциал Vega 11, поэтому предоставить графическому ядру более быструю память нужно стараться всеми силами.
Что же касается разгона вычислительной части Raven Ridge, то здесь всё осталось по-старому. Процессоры этого семейства производятся по тому же самому 14-нм техпроцессу, что и обычные Ryzen, нет между ними и значимых различий в микроархитектуре. Поэтому при типичном разгоне Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G, как и их предшественники тысячной серии, могут дотягиваться до отметки в 4,0 ГГц, но не более того.
В частности, наш экземпляр Ryzen 5 2400G устойчиво функционировал при максимальной частоте 3,9 ГГц, для достижения которой напряжение питания CPU потребовалось увеличить до 1,4 В. Иными словами, разгонять ядра Zen в Raven Ridge не слишком много смысла: никакого заметного прироста частоты по сравнению с номинальным режимом добиться не получается.
Как видно по скриншоту, нагрев процессора во время тестирования стабильности при разгоне до 3,9 ГГц доходил до 75 градусов, несмотря на то, что для отвода тепла мы пользовались достаточно мощным кулером Noctua NH-U14S. А это значит, что произошедшая замена припоя под процессорной крышкой термопастой не прошла бесследно. Впрочем, на разгонном потенциале это (почти) не сказалось, дело ограничилось лишь ростом максимальных температур. Напомним, когда мы с аналогичным кулером разгоняли Ryzen 5 1500X, предельная температура CPU при его работе на частоте 4,0 ГГц не выходила за 65-градусную отметку.
⇡#Производительность в комплексных бенчмарках (с дискретным GPU)
Дальнейшее тестирование новых Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G проводилось с использованием внешней видеокарты. Такое исследование имеет смысл, так как вышедшая пара десктопных Raven Bridge заменяет в модельном ряду процессоров AMD старые Ryzen 5 1400 и Ryzen 3 1200. Действительно, новые Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G будут продаваться по такой же или более низкой стоимости, но при этом они предлагают как минимум не худшие тактовые частоты. Иными словами, многие покупатели, которые ранее нацеливались на приобретение младших моделей в сериях Ryzen 5 или Ryzen 3, теперь могут захотеть переориентироваться на представителей семейства Raven Ridge и использовать их с внешней видеокартой.
Тестирование в Futuremark PCMark 8 демонстрирует, как будут проявлять себя те или иные процессоры при обычной повседневной активности.
PCMark 8 наглядно показывает, что при работе в обычных, общеупотребительных приложениях размер L3-кеша имеет весьма существенное значение. В тех сценариях, где моделируется интернет-активность, а также обычная офисная или домашняя работа на компьютере, новинки смотрятся не слишком убедительно, предлагая производительность на том же уровне, что и их предшественники. Впрочем, не слишком позитивно ситуация выглядит и при создании и обработке цифрового контента. Производительность Ryzen 5 2400G оказывается между скоростью Ryzen 5 1500X и Ryzen 5 1400, а результаты Ryzen 3 2200G ютятся между показателями Ryzen 3 1300X и Ryzen 3 1200. С одной стороны, это явно указывает, что никакого принципиального улучшения вычислительного быстродействия процессорный дизайн Raven Ridge не даёт. С другой – никто ничего особенного и не обещал. AMD лишь утверждала, что проведённое ей сокращение объёма L3-кеша компенсируется другими улучшениями в подсистеме кеш-памяти, и, судя по всему, это соответствует действительности.
Для тестирования игрового потенциала CPU-части новинок мы воспользовались тестом 3DMark Time Spy Extreme, который с переходом в 4K-разрешение стал более процессорозависимым и получил углублённые оптимизации под многоядерность и векторные системы команд семейства AVX.
Ситуация повторяется. Никакого незаурядного прорыва в вычислительной производительности новые Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G не демонстрируют — они лишь немного улучшают показатели Ryzen 5 1400 и Ryzen 3 1200 соответственно, но отрыв составляет всего лишь 2-3 процента. Иными словами, несмотря на то, что AMD не постеснялась присвоить новинкам модельные номера из двухтысячной серии, никакого кардинального изменения производительности они не предлагают. С практической точки зрения (при эксплуатации с внешней графикой) это ровно такие же четырёхъядерные Ryzen, с которыми мы имеем дело уже на протяжении нескольких месяцев. Даже после выхода на рынок Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G старые процессоры Ryzen 5 1500X и Ryzen 3 1300X обоснованно сохраняют своё положение старших предложений в соответствующих ценовых категориях.
⇡#Производительность в ресурсоёмких приложениях (с дискретным GPU)
Тестирование в приложениях подводит примерно к таким же выводам, которые уже были высказаны выше. Процессоры Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G органично вписываются в уже имеющуюся иерархию четырёхъядерных Ryzen, не предлагая никаких прорывов с точки зрения производительности. AMD совсем не лукавила, когда утверждала, что, урезав L3-кеш в два или даже в четыре раза, можно не потерять в быстродействии: новые Raven Ridge демонстрируют это на практике. Понятно, что за такие результаты пришлось побороться, и в новых CPU действительно есть серьёзные структурные изменения, но в целом в большинстве задач четырёхъядерным процессорам компании AMD может хватить и 4 Мбайт L3-кеша.
Почти всегда производительность Ryzen 5 2400G оказывается немного выше, чем у Ryzen 5 1400, а Ryzen 3 2200G превосходит Ryzen 3 1200. Впрочем, нельзя не упомянуть, что среди ресурсоёмких задач встречаются и такие, где недостаток объёма кеш-памяти заметно сдерживает быстродействие новинок. Например, такая ситуация наблюдается в интернет-браузере и при обработке фотографий. Справедливости ради стоит отметить и существование обратных ситуаций: в финальном рендеринге и расчёте шахматных позиций вместительный L3-кеш не так важен, зато высокие рабочие частоты Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G позволяют им стать самыми быстрыми представителями в сериях Ryzen 5 и Ryzen 3 соответственно.
Рендеринг:
Обработка фото:
Обработка видео:
Перекодирование видео:
Архивация:
Шахматы:
Интернет-сёрфинг:
⇡#Игровая производительность (с дискретным GPU)
Принято считать, что четырёхъядерный процессор – это тот необходимый минимум, который требуется геймерской системе, чтобы гладко воспроизводить 3D-графику современных игр AAA-класса. Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G вполне подходят под этот критерий, к тому же они продаются по весьма привлекательным ценам. Совершенно неудивительно, что такие предложения могут привлечь геймеров, которые строят свои системы с использованием дискретных видеоускорителей.
Однако сразу же нужно сказать о том, что Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G в роли геймерских процессоров ничуть не лучше их предшественников. Раньше было принято считать, что игровую производительность Ryzen ограничивают высокие задержки межъядерных соединений и высокие латентности подсистемы памяти. В Raven Ridge по всем этим направлениям прошли улучшения: никаких двух CCX с медленным соединением в новых процессорах нет, а латентность L2- и L3-кешей заметно уменьшилась. Тем не менее перемен в игровой производительности всё равно не видно. Как четырёхъядерные Ryzen проигрывали четырёхъядерным Core i3 в играх, так эта ситуация сохранилась и сейчас. Иными словами, очень похоже, что корень проблем кроется в микроархитектуре Zen, и простой переработкой внеядерных элементов ничего исправить уже не получится.
В среднем, как и в обычных ресурсоёмких приложениях, игровая производительность Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G оказывается немного ниже, чем предлагают Ryzen 5 1500X и Ryzen 3 1300X. А это значит, что в случае использования мощного дискретного графического ускорителя младший четырёхъядерный Coffee Lake, Core i3-8100, будет предпочтительнее новинок. Правда, тут следует сделать оговорку о том, что пока у Intel нет недорогих платформ для Coffee Lake, и конфигурации с этим процессором получаются дороже. А двухъядерные Core i3 прошлого поколения новым Ryzen проигрывают.
Процессоры Raven Ridge, в которых AMD объединила вычислительные ядра Zen с графическим ядром Vega, оказались ровно такими, какими и ожидались. Они продолжают планомерно проводить в жизнь идеи, которые AMD закладывает в каждое новое поколение своих APU, будь то Trinity, Richmond, Kaveri или Godavari. Смысл таких предложений заключается в том, чтобы атаковать рынок графических карт начального уровня и предоставить покупателям, примеряющимся к графическим картам с ценой менее $100, возможность сэкономить и обойтись вообще без какого-либо дискретного видеоускорителя.
Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G успешно решают эту задачу: потенциала встроенного в них GPU с архитектурой Vega вполне хватает для того, чтобы потянуть любые современные игры в разрешении Full HD. Конечно, в каких-то особенно тяжёлых игровых проектах придётся поступиться качеством, но на фоне карт класса GeForce GT 1030 новые интегрированные процессоры выглядят более чем достойно: фактически AMD удалось создать для младшего Pascal очень серьёзного конкурента.
Причём этот новоявленный конкурент выглядит особенно выигрышно, если попробовать посчитать бюджет: например, старший 169-долларовый Ryzen 5 2400G предлагает «в одном флаконе» производительность четырёхъядерного 150-долларового процессора Ryzen 5 и графической карты стоимостью от $80. Правда, тут нужно иметь в виду один важный момент. Для того чтобы интегрированная Vega раскрывала проектную производительность, платформа должна быть в обязательном порядке укомплектована быстрыми модулями DDR4 SDRAM. В противном случае никакого уровня производительности дискретных видеокарт младшего класса может не получиться.
AMD удалось заткнуть за пояс не только младшие игровые видеокарты NVIDIA. Raven Ridge попутно занимают территорию, которая оказалась обойдена вниманием компании Intel. Да, массовые процессоры Intel тоже обладают встроенной графикой, но GPU, которые микропроцессорный гигант встраивает в свои десктопные продукты, в разы хуже вариантов Vega, имеющихся в Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G. Иными словами, по совокупности факторов процессоры семейства Raven Ridge оказываются чуть ли не безальтернативными предложениями для бюджетных игровых систем.
Но на более широкую сферу применения Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G претендовать будет непросто. С технической точки зрения эти процессоры вполне полноценно могут работать и в комплекте с дискретными видеоускорителями, несмотря на то, что контроллер PCI Express в них существенно порезан. И даже больше того, новинки способны обеспечить уровень производительности чуть выше, чем предлагают выпущенные в прошлом году Ryzen 5 1400 и Ryzen 3 1200. На сегодняшний день такой вычислительной производительности кажется в целом достаточно, ведь она явно лучше, чем у двухъядерных процессоров Core i3 поколения Kaby Lake. Однако равноценным четырёхъядерным Core i3 семейства Coffee Lake новинки компании AMD всё же проигрывают. Поэтому в комплекте с внешней графикой Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G будут представлять интерес лишь до тех пор, пока Intel не обеспечит свои процессоры Coffee Lake класса Core i3 недорогими материнскими платами и не уравняет эти продукты в рамках одной ценовой категории.
Таким образом, в конечном итоге Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G оказываются достаточно узкоспециализированными решениями. Их можно смело рекомендовать к приобретению при построении бюджетного игрового компьютера с нуля либо для игровых систем, ориентированных на относительно нетребовательные сетевые многопользовательские проекты класса Dota 2, World of Tanks, Rocket League или CS:GO. Также Ryzen с интегрированной графикой можно посоветовать и для Socket AM4-сборок более высокого класса — в том случае, если вы не хотите тратиться на графическую карту прямо сейчас и собираетесь переждать кризис на рынке GPU. И если иметь в виду скорый выход LGA1151-материнских плат на базе наборов логики H370/B360/H310, на этом перечень разумных применений для Raven Ridge заканчивается.
Впрочем, на большее, по всей видимости, не рассчитывала и сама AMD. Raven Ridge – это хороший стартовый комплект для тех, кто хочет так или иначе прикоснуться к миру PC-гейминга. И этого вполне достаточно, чтобы такие процессоры не только оказались востребованными, но и смогли получить широкое признание.