Novo AMD Ryzen na arquitetura Zen 3: comparando com a geração anterior, bem como com Intel Core i9

Eu planejei escrever este artigo na primavera de 2020, mas sempre o coloco na caixa de volta. Eu gostaria de dizer que a razão para isso é a situação "ecológica" no país e no mundo, mas na realidade - o desejo de acumular mais material prático e de teste e, o que você pode fazer, procrastinação ilimitada. Agora, quando o departamento de marketing me escreve com mais frequência do que os credores e, aparentemente, logo começará a voltar para casa para perguntar sobre bem-estar, decidi que não havia outro lugar para economizar. Além disso, há experiência suficiente e a AMD lançou processadores baseados na nova arquitetura Zen 3.



Inicialmente, o artigo queria "bater cabeças" dois fabricantes - AMD e Intel. Mas todos os prazos foram perdidos. Portanto, em vez de comparar explicitamente “vermelho” e “azul”, testaremos duas gerações de Ryzen - no Zen 2 e no Zen 3. Para ser justo, não nos esqueceremos da Intel. Além disso, historicamente sempre oferecemos servidores em seus processadores - servidor e desktop. E artigos com testes foram lançados exclusivamente sobre eles. O monopólio da Intel na linha de configurações que apresentamos terminou há cerca de um ano - em dezembro de 2019, começamos a oferecer servidores baseados em AMD Ryzen 7 3700X e AMD Ryzen 9 3900X, então em outubro de 2020 AMD Ryzen 9 3950X foi adicionado a eles, e em Dezembro de 2020 e AMD Ryzen 9 5900X.



Em geral, eu decidi que os processadores de ambos os fabricantes na bancada de teste podem não estar no tempo certo, mas definitivamente não são ruins.

Da história do meu conhecimento com a AMD

Antes de passarmos aos testes e gráficos, gostaria de sair um pouco do tópico principal. Se você não apoia a nostalgia, pode pular esta parte com segurança. Além das memórias do autor sobre minha juventude e minha experiência de trabalho com computadores, incluindo processadores AMD, não haverá nada aqui.



Para mim, o conhecimento dos produtos AMD começou em 2006, quando, como aluno do primeiro ano, consegui um emprego como aprendiz em um centro de serviços e comecei a "consertar computadores". Então, no meu "uso pessoal" estava um computador doméstico baseado em um processador Intel Pentium 4 531 a 3 GHz, já com Hyper-Threading. Em uma placa-mãe Intel proprietária com SATA1, um disco rígido SATA de 80 GB da Seagate e uma placa de vídeo ATI Radeon X300. Naquela época, não o mais topo de linha, mas ainda um computador terrivelmente legal entre os colegas de classe, o que tornava possível jogar com calma no grid no CS 1.6.



Trabalhando no serviço, vi pela primeira vez computadores e laptops em processadores AMD (Athlon, Duron e Turion) - na minha opinião subjetiva, havia cerca de 50/50 deles na cidade com máquinas Intel. Além disso, havia processadores compatíveis com x86 periodicamente VIA e Cyrix. Mais ou menos na mesma época, surgiu a lenda de que a AMD esquentava e até queimava com o superaquecimento, o que, em geral, não estava longe da verdade . A propósito, este fato permitiu à Intel passar com sucesso "sob o radar" do consumidor com toda a pilha de erros técnicos e de marketing que foram observados durante a transição do Pentium 4 para o Core 2 Duo.



Usando minha posição oficial, eu rapidamente montei um computador pessoal baseado em um processador Intel Core 2 Duo E7200 em um soquete LGA775 e uma placa-mãe Asus - quando vi dezenas de placas-mãe Gigabyte no soquete 478 com burnout na ponte sul. Tudo me agradou, exceto que o processador não tinha suporte para virtualização de hardware e o VirtualBox que apareceu então funcionava muito devagar. Eu atualizei para um AMD Athlon II X2 e, graças à compatibilidade de soquetes com versões anteriores e posteriores, tive uma grande oportunidade de atualizar silenciosamente por alguns anos. A Intel não pode se gabar disso.



Mais tarde mudei para o AMD Phenom II X6 e foi incrível! O Gentoo Linux, que era meu sistema operacional principal na época, levou menos de um dia para compilar! Nenhum dos meus colegas no Intel Core 2 Quad conseguiu tal resultado. Até certo ponto, eu acreditava que essa era a apoteose do pensamento do computador. Até agora, o fornecedor não ofereceu a nova AMD FX-8100 baseada na microarquitetura Bulldozer. Oito núcleos, não alguns lamentáveis ​​seis! E eu fui atualizado ... A velocidade de "reconstruir o mundo" caiu, e eu aprendi que o processador pode superaquecer no resfriamento "in a box". Mais tarde, atualizei algumas vezes - FX-8150, FX-8300 - e optei por AMD FX-8350 na microarquitetura Piledriver e com a atualização da placa-mãe (soquete AM3 +). Mas ainda não era o mesmo. Portanto, na minha memória, a linha Phenom II X6 permaneceu a melhor da AMD por muitos anos.



O tempo passou, a acne juvenil desapareceu, o Gentoo Linux empurrou o Fedora Linux e a necessidade de compilação diária desapareceu. Aceitei o passado, comecei uma família e, como resultado, perdi a oportunidade de atualizar constantemente meu equipamento pessoal. A AMD assistiu ao lançamento de novas linhas sem muito entusiasmo e, em seguida, mudou-se completamente para os produtos da Apple, encerrou sua carreira como técnico e administrador de host local e perdeu contato com desktops. “A história se tornou uma lenda, uma lenda uma farsa. E aí inventaram anedotas ”.



E em 2018 a AMD lança uma nova geração de processadores baseados na arquitetura Zen. Eu estava todo revivido: algo novo após tantos anos de estagnação. Mesmo assim, trabalhei aqui, onde trabalho, e como escrevi acima, só lidava com processadores Intel. No entanto, na esperança de um dia oferecermos configurações baseadas em AMD.



E agora minha esperança fantasmagórica de repente se torna realidade. Não sem minha participação, é claro.



Lembrando a história do FX-8100, optou-se por começar pelo Reisens do terceiro milhar, cujos testes mostraram, a meu ver, resultados simplesmente lindos. E agora uma nova linha de processadores baseada na arquitetura Zen 3 foi lançada, que também não foi poupada do destino de ser testada.



Portanto, caro leitor, abandone o subjetivismo e o ceticismo. Porque, apesar de todo o meu amor genuíno pelos produtos de processador AMD, que, após muitos anos de ociosidade técnica, começa a ganhar o mercado quase do zero, sou a favor de uma abordagem objetiva - os resultados dos testes vão dizer tudo para mim.

Algumas palavras sobre a tecnologia de processo e nanômetros

Muitos, incluindo nós, reclamaram repetidamente que a Intel está há muito tempo presa em seus 14 nm. A prova disso foram as frequentes conversas como: “E a AMD tem 7 nm há muito tempo. E logo vai ter menos ainda ... ”. Decidi me aprofundar um pouco no problema, então aqui está meu breve comentário sobre o processo técnico e o efeito dos nanômetros declarados no desempenho do processador.

Uma característica importante para comparar processos técnicos ainda é o número de transistores por milímetro quadrado. Ou seja, quantos elementos lógicos mais simples existem no cristal do processador. O fato é que o processo técnico não fala sobre o tamanho do transistor em si, mas sobre o tamanho de uma de suas partes - a saber, o portão (tanto quanto posso imaginar). O resto dos elementos constituintes do transistor não estão estritamente ligados ao tamanho do processo técnico.



Antes, em minha opinião, antes do surgimento de uma tecnologia como o FinFET, em que eram usados ​​transistores tridimensionais em vez de planos, ainda fazia sentido comparar os processos de fabricação dos fabricantes, a partir do tamanho do transistor. Mas então os fabricantes seguiram em direções diferentes, desenvolvendo suas próprias soluções tecnológicas. E "nanômetros" de um indicador real se transformaram em um abstrato. Ao mesmo tempo, o hábito de comparar processos técnicos não desapareceu, embora tudo tenha se resumido a comparar "macio com quente". Agora, focar no tamanho do processo técnico declarado não é tão inútil quanto não é muito indicativo. E vale a pena comparar parâmetros completamente diferentes.



Por exemplo, neste artigo, o autor fornece uma tabela interessante comparando processos técnicos:





Fontewww.hardwareluxx.ru

• Fin Pitch: ( )
• Min Metal Pitch:
• Fin Height: Si
• Fin Width:

Também existe uma distância entre os transistores no substrato. E, deve-se destacar que difere para fabricantes como Samsung, TSMC, Intel e GF, com o mesmo tamanho declarado do processo técnico.



Como resultado, descobriu-se que o conceito de processo técnico em um ponto tornou-se puramente marketing e não fala, como antigamente, sobre a vantagem técnica dos processadores que o têm menos. Portanto, a tecnologia de processo TSMC 7nm FinFET, na qual as duas últimas gerações de processadores AMD são fabricados, não pode ser considerada a melhor em relação à tecnologia de processo de 14 nm proprietária da Intel. Se você quiser se aprofundar no tópico, aqui está um artigo interessante e um vídeo educacional para você.nesta ocasião. E finalmente estamos passando para os testes.

Testando

Nos comentários ao artigo anterior, fomos razoavelmente censurados por usarmos diferentes versões de benchmarks, o que se reflete nos resultados do teste. O que posso dizer. Muitas vezes acontece que os "cartuchos" acabaram de ser trazidos e já se esgotaram. No sentido de que nem sempre é possível testar novamente para processadores específicos nas versões atuais dos benchmarks. Mas desta vez eu ainda consegui colocar minhas mãos em uma carga completa de munição, então vocês podem ver não apenas os resultados dos testes do Geekbench da quarta versão, mas também da quinta.



E desde que começamos a conversar sobre o que afeta os resultados dos exames, lembrei-me de um exemplo da vida. Certa vez, um meteorologista foi questionado em uma entrevista “Diga-me o que afeta a previsão do tempo?” Ele respondeu - é mais fácil dizer que não. Portanto, a fase da lua não afeta os resultados do teste, mas isso não é preciso.



Mas, falando sério, existem fatores mais do que suficientes que podem afetar o resultado final do teste. E não é apenas um sistema operacional ou uma distribuição Linux. O resultado também dependerá da versão do kernel do SO, versões do software do sistema, cartões de memória, mesmo que tenham as mesmas características, chipset, potência do processador e fases de resfriamento, versão do BIOS, versão benchmark, principalmente do pacote foronix, cujos testes são atualizados com mais frequência que apresentações Apple em 2020. Até mesmo a unidade afeta, por exemplo, a aprovação no teste do Phoronix Apache. Em geral, existem muitas condições que são difíceis de repetir com o tempo. Portanto, com o melhor de nossa capacidade durante os testes, tentamos criar as condições mais idênticas para esses processadores, cujos resultados serão incluídos em um artigo.



Eu gostaria de observar especialmente o seguinte ponto. Refere-se em menor medida aos processadores Intel, que vêm fazendo atualizações da mesma arquitetura por muitos anos, e em maior medida aos processadores AMD: após o lançamento dos processadores, os primeiros resultados dos testes são piores do que os resultados dos mesmos testes um ano depois. Presumo que isso se deva à adição de suporte para os processadores correspondentes e otimizações no kernel, software e benchmarks. É por isso que os resultados dos primeiros testes de processadores AMD não chegaram aqui: eles estavam bons, mas os novos são ainda melhores.

Desta vez, verificamos tudo novamente para que o leitor possa obter os resultados de teste mais atualizados.



Então, "o que entrou em nossas patas tenazes hoje?"



Primeiro, esses são dois processadores AMD baseados na arquitetura Zen 2 - Ryzen 9 3900Xe Ryzen 9 3950X . Seria mais honesto compará-los com os nove mil processadores Intel - Core i9-9900K. Afinal, quase "da mesma idade". Mas decidimos que outro representante da Intel participaria da comparação, ou melhor, o Core i9-10900K , um processador relativamente superior para o soquete LGA1200. Por um lado, já temos testes comparativos de i9-9900K e i9-10900K , por outro lado, ambos os processadores são construídos na mesma arquitetura. Então, tudo é justo.



Também decidimos testar as novas plataformas AMD 5.000 baseadas nelas adicionadas recentemente à nossa linha de servidores, portanto os testes tradicionais são indispensáveis. Verificaremos três processadores na arquitetura Zen 3: Ryzen 7 5800X, Ryzen 9 5900X, Ryzen 9 5950X .



Observe que não estamos apenas comparando processadores do mesmo fabricante na forma de atualizações, como fizemos anteriormente. Desta vez, temos a oportunidade, em primeiro lugar, de comparar processadores de dois fabricantes diferentes e, em segundo lugar, processadores de um fabricante em duas arquiteturas diferentes.



No caso de comparar Intel e AMD, TUDO é diferente: fabricante, arquitetura nuclear, tecnologia de processo, cache de processador, tanto em volume quanto em arquitetura de execução, solução quantitativa e qualitativa de execução de núcleo, frequência de processador, número de unidades computacionais. A única coisa que une esses processadores é a arquitetura x86 / x86_64... E isso não é totalmente verdade tecnicamente. No caso de comparar processadores AMD de gerações diferentes: são duas arquiteturas de núcleo diferentes. Bem, e, talvez, iremos agora combiná-los com nossos testes.



Vale a pena dizer algumas palavras sobre o terceiro e quinto mil processadores AMD. De acordo com a empresa, ela conseguiu dar um salto ainda maior no desempenho com a linha Zen 3 do que com o lançamento das gerações anteriores de Ryzen. Graças a isso, os novos itens, segundo o fabricante, devem se tornar as soluções mais rápidas do mercado, não só em tarefas de computação, mas também em jogos. A AMD afirma que redesenhou seriamente a arquitetura do cristal, o que tornou possível, sem aumentar as frequências básicas no mesmo processo técnico, aumentar o desempenho geral para 19% em relação ao Zen 2. Bem, veremos.



Portanto, seis processadores estão envolvidos no teste:

• Intel Core i9-10900K,
• AMD Ryzen 9 3900X,
• AMD Ryzen 9 3950X,
• AMD Ryzen 7 5800X,
• AMD Ryzen 9 5900X,
• AMD Ryzen 9 5950X.

Apenas servidores de unidade única (1U) foram usados ​​nos testes. Todos os processadores são resfriados por resfriamento a líquido (doravante referido como "resfriamento por água", CBO, "água", "hidropisia").



Os processadores AMD são resfriados a água em um design clássico para plataformas de 1U. O processador Intel é resfriado por refrigeração líquida avançada - uma solução personalizada de nossa própria produção, cuja configuração ainda não cobrimos. Caso contrário, o i9-10900K superaquecerá. Bem, pelo menos eles não queimam.



Todas as amostras de teste são colocadas sob um único denominador comum: 1U, "água", a mesma RAM com uma frequência de 2933, o mesmo armazenamento de dados. A memória com uma frequência de 2933 é a máxima para i9-10900K, enquanto o "Ryazan" apresentado suporta memória para 3200. E como você sabe, o desempenho dos processadores AMD, inclusive em testes, depende fortemente da frequência da memória. Do nosso lado, isso é feito para, por assim dizer, igualar as chances.



Os processadores AMD são testados na mesma placa-mãe com o novo chipset.



E mais um ponto para o qual gostaria de chamar sua atenção.



Comparação dos processadores AMD 9 3900X, AMD 9 3950X e AMD 9 5900X, AMD 9 5950X é lógico e compreensível: os últimos sucessores dos anteriores. Mas o AMD 7 5800X se destaca nessa linha. A questão é que nossa linha tarifária também inclui AMD 7 3700X, que eu adoraria comparar com o novo AMD 7 5800X. E isso também seria compreensível. Infelizmente, não houve oportunidade de testá-lo no momento da preparação do artigo. Mas, uma vez que existem resultados 5800X, por que não compartilhá-los.





Características de desempenho das plataformas



Processadores Intel i9-10900k

• Placa-mãe: ASRockRack W480D4U
• RAM: 32 GB DDR4-2933 MT / s Kingston 2 peças
• NVMe SSD: 1 TB Intel 665P

Processadores AMD

• Placa-mãe: ASRockRack X570D4U (bios beta)
• RAM: 32 GB DDR4-2933 MT / s Kingston 2 peças
• NVMe SSD: 1 TB Intel 665P

Parte do software: OS CentOS Linux 8 x86_64 (8.3.2011).

Kernel: 4.18.0-240.1.1.el8_3.x86_64

Otimizações introduzidas em relação à instalação padrão: adicionadas opções de inicialização do kernel elevador = noop selinux = 0 O



teste é executado com todos os patches Spectre, Meltdown e Foreshadow com backport para este kernel.



Lista de testes realizados:



1) Sysbench

2) Geekbench 4

3) Geekbench 5

4) Conjunto de testes Phoronix

Resultado dos testes

5950X é melhor do que 3950X - 160%.

5900X é melhor do que 3900X em 166%.





5950X é melhor do que 3950X - 23,3%.

5900X é melhor do que 3900X - 20,7%.





5950X é melhor do que 3950X —7,3%.

5900X é melhor do que 3900X —8,7%.





5950X é melhor do que 3950X —27,2%.

5900X é melhor do que 3900X - 25,8%.





5950X é melhor do que 3950X - 8,5%.

5900X é melhor do que 3900X —10,8%.





5950X perde para 3950X - 1,1%.

5900X é melhor do que 3900X - 0,2% (quase igual).





5950X é melhor do que 3950X - 1,4%.

5900X é melhor do que 3900X - 3,6%.





5950X é melhor do que 3950X - 8,1%.

5900X é melhor do que 3900X - 10,8%.





5950X é melhor do que 3950X - 3,0%.

5900X é melhor do que 3900X - 7,6%.





5950X é melhor do que 3950X - 16,1%.

5900X é melhor do que 3900X - 16,5%.





5950X é melhor do que 3950X - 17,3%.

5900X é melhor do que 3900X - 20,3%.





5950X é melhor do que 3950X - 2,3%.

5900X é melhor do que 3900X - 10,0%.





5950X é melhor do que 3950X - 21,7%.

5900X é melhor do que 3900X - 19,8%.







Em geral, os resultados eram previsíveis - a última geração do AMD 5.000 contorna seus predecessores e deixa o relativamente novo Intel Core i9-10900K para trás. Deve-se notar que o Ryzen 9 3950X do "terceiro milhar" mostrou-se muito digno - de acordo com os testes do Geekbench, ele ocupa o segundo lugar depois de novos produtos, e no teste multi-threaded John the Ripper, que mede o número de operações por segundo, superou o Ryzen 9 5950X ...



O Ryzen 7 5800X também provou ser bastante interessante, tornando-se o líder não apenas nos testes Geekbench nos modos single-threaded e multi-threaded, mas também em outros testes - para codificação de dados de áudio (codificar mp3) e o número de solicitações por segundo (Apache) ... Eu recomendaria dar uma olhada mais de perto nos servidores com este processador. Especialmente para processamento de conteúdo de mídia ou como um servidor web.



Bem, já que prometemos uma comparação com a Intel, direi algumas palavras sobre eles também. A julgar pelos resultados do teste, o i9-10900K tem a chance de competir pelo campeonato em testes de Geekbench de thread único (provavelmente, graças a alguns GHz adicionais), mas apenas com AMD “terceiro mil” - os indicadores de “quinto mil” são muito melhores. E mesmo o “terceiro milhar” chega ao i9-10900K na maioria dos testes.



Já que o "secretariado do partido" me deu a entender que júbilo alto não faz parte do nosso estilo, simplesmente expressarei minha opinião com calma. Na minha opinião, a Intel já faz dois anos, se não estiver se recuperando, pelo menos no mesmo nível da AMD nos segmentos de desktop e jogos. Assim que a Intel lança uma nova geração de processadores, a AMD imediatamente "bate nesta placa". Aparentemente, a superioridade do "blues" sobre os "vermelhos" está chegando ao fim. "Red", na minha opinião, é como Phoenix - queimou quando a série FX foi lançada e renasceu das cinzas com o lançamento de Ryzen.



Como você pode ver, meu amor genuíno pela AMD é causado não apenas por sentimentos românticos, mas também por cálculos frios e banais. Se você acompanhar as notícias, a AMD tinha uma participação de 50,8% do mercado mundial de processadores para desktop no início de 2021, de acordo com dados da PassMark Software. A participação da Intel, portanto, caiu para 49,2%. Isso significa que a competição entre os fabricantes gigantes está atingindo um nível diferente, o que manterá as duas empresas em boa forma. Portanto, suponho que 2021 não será menos dinâmico do que o passado de 2020 em termos de novidades no mercado de processadores. Além disso, as duas empresas têm algo a melhorar - a Intel ainda tem que lidar com a tecnologia de processo de 10 nm, e a AMD, pelo menos, vai resolver os problemas de abastecimento para que não funcione como em dezembro, quando nem todos receberam o que pediram.



Os testes usaram servidores baseados nos processadores AMD Ryzen e Intel Core da 1dedic.ru . Servidores dedicados com estes processadores podem ser montados no configurador e solicitados com 7% de desconto para o período de pagamento selecionado - 1, 3, 6 ou 12 meses usando o código promocional HABR1DEDIC21 . O desconto não se aplica a serviços adicionais conectados ao servidor. O código promocional é válido até 28 de fevereiro de 2021.