Ryzen 5000 je tu. Zen 3 zvýší IPC o 19 % a porazí Intel ve hrách

AMD odhaluje procesory Ryzen 5000 Vermeer pro desktop a novou architekturu Zen 3

Včera nastal den, kdy AMD představilo novou generaci desktopových procesorů, Ryzen 5000. Ty přinášejí novou architekturu Zen 3, která je podle AMD největším skokem od prvního Zenu. Díky přepracování většiny částí jádra má prý až o 19 % lepší výkon na 1 MHz. Ryzen 5000 má díky tomu v jednovláknovém a herním výkonu překonat Intel a stát se kompletním výkonnostním králem. Bohužel se ale hodně zvýšily ceny.

Nová generace procesorů nám doteď byla známá pod kódovým označením Vermeer. Původně se mělo za to, že přijde na trh jako Ryzen 4000, ale AMD nakonec posunulo značení na generaci 5000, aby se procesory nepletly s Ryzenem 4000G – tato APU s integrovanou grafikou mají totiž zatím jen architekturu Zen 2 z loňska.

Teď nově vydané CPU Ryzeny navazují na čipletovou konstrukci Ryzenů 3000 „Matisse“, dokonce mají zřejmě stejný 12nm IO čiplet (v němž je řadič PCIe 4.0 a DDR4). Procesory dále pasují do socketu AM4, změna je prakticky jen v CPU čipletech. Podle AMD se stále vyrábějí na 7nm procesu, který je stejný jako u Ryzenů 3000 XT (mírně se liší proti původnímu 7nm procesu v Ryzenech 3000X). Zásadní změna přichází právě v architektuře.

Architektura Zen 3: posun na CCX s osmi jádry

AMD změnilo jednak samotná jádra, jednak to, jak jsou spojená dohromady. Jak Zen, tak Zen 2 fungují tak, že mají jádra sdružená vždy po čtyřech do takzvaného bloku CCX, v jehož rámci je sdílený blok L3 cache (16 MB u Zenu 2). Pokud má procesor více než jeden CCX, musí jádra z vedlejšího bloku chodit do L3 cache v sousedním CCX přes sběrnici Infinity Fabric, což přidává latenci a omezuje propustnost komunikace. Toto má asi největší dopad na herní výkon, zatímco aplikace tím tolik netrpěly a Zen/Zen 2 v nich byl lepší než ve hrách. Například srovnání Ryzenu 3 3100 a Ryzenu 3 3300X ukázalo, že FPS ve hrách jsou výrazně lepší, když jsou všechna jádra v jednom CCX a spojená s jednou společnou L3 cache.

Zen 3 v tomto směru přináší zlepšení v tom, že blok CCX má místo čtyř jader osm. To znamená, že jeden CPU čiplet už není dělený, ale je monolitický. Osmijádrová CPU tak budou mít jen jedinou L3 cache, jejíž kapacita je 32 MB. Dvanáctijádrový a šestnáctijádrový model ovšem stále budou tvořené ze dvou CCX s 2×32 MB L3 cache (dva CPU čiplety). I to je však lepší než ze čtyř předtím. AMD uvádí, že tato změna přináší nižší efektivní latence (samotná latence do RAM se nemění, ale L3 cache častěji umožní na RAM nečekat) a zároveň je pro jedno vlákno dostupná větší kapacita cache díky tomu, že jeden blok má teď 32 MB.

Výkon je až o 19 % lepší při stejné frekvenci

Druhou složkou zodpovědnou za nárůst výkonu jsou samotná jádra. Zde ještě AMD neříká specifika, ale vypadá to, že Zen 3 je větší přepracování, než byl Zen 2, údajně byl různě vylepšen celý návrh a má jít o nejvýznamnější změnu od vůbec příchodu celé nové linie jader Zen. Výsledkem má být, že IPC, tedy výkon na 1 MHz, narostlo až o 19 %.

Toto číslo vychází z měření 25 aplikací na procesoru Ryzen 7 3800X a novém Ryzenu 7 5800X, obojím s osmi jádry a 16 vlákny, s taktem zamčeným na 4,0 GHz a s pamětí DDR4-3600. Jde tedy o IPC ne v jednom vlákně, ale se započtením škálování vícevláknových aplikací a se započtením efektu, který má SMT. Zlepšení IPC pro jednovláknové úlohy by se tedy mohlo i lišit a být nižší. Toto ale ukáží recenze. Jádro má mít díky vyššímu IPC také lepší energetickou efektivitu (vyšší výkon při stejné spotřebě). Ta údajně může vycházet až o 20 % lepší, než dosahoval Zen 2 (Ryzeny 3000) a až 2,8× lepší proti Intel Comet Lake (asi Core i9-10900K).

V jádrech asi velké změny

Přesný charakter změn je zatím neznámý. CTO Mark Papermaster zmínil „širší integer i floating point engine“, což by mohlo znamenat ALU a FMA pipeline v FPU navíc, ale jistě to nevíme. Zmíněno bylo i „více load/store“, takže by mohla přibýt další AGU (nyní má Zen 2 tři). Také prediktor větvení má prý mít „vyšší propustnost“, což asi znamená, že zvládne zpracovat více větví za cyklus.

AMD ve slajdech uvádí podrobnější rozbor, které části jádra jsou jak zodpovědné za celkové 19% zlepšení IPC, což by dokládalo, že podstatné změny jsou na více místech a jádro je opravu výraznou architektonickou inovací (v dobách modelu tick-tock u Intelu by se řeklo „tock“).

• +2,7 % vylepšený prefetch do cache
• +3,3 % změny/rozšíření přímo ve výpočetních jednotkách (ALU, FPU pipeline)
• +1,3 % vylepšená predikce větvení
• +2,7 % vylepšení micro-op cache
• +4,7% frontend (dekodéry, fetch, out-of-order scheduling instrukcí?)
• +4,6% jednotky Load/Store

Modely: zatím jen čtyři Ryzeny 5000, chybí 65W a levné volby

Architekturu tímto opustíme (ovšem vypadá to, že možná už do měsíce by AMD mohlo vypustit víc detailů, takže se k Zenu 3 ještě možná vrátíme) a můžeme přejít k podobám, ve kterých si budete moci tato jádra koupit. Zde přichází špatná zpráva: Zen 3 bude zatím dost drahý.

Jednak nejlevnější model, který zatím bude v nabídce, není vůbec levný. Druhý související problém je, že AMD zdá se všude plošně zvedlo ceny o 50 dolarů, což hlavně u těch levnějších udělá dost. Je to prý proto, že Ryzen 5000 jsou nejvýkonnější desktopové/herní procesory dneška, za což je holt nutné připlatit. Podle AMD pořád má být poměr cena/výkon lepší než u Intelu, ale to asi platí pro celkový vícevláknový výkon v aplikacích. V hrách nebo jednovláknovém výkonu už to asi bude horší.

Ryzen 9 5950X

Nejvýkonnější model generace bude oproti situaci loni k dispozici hned od začátku, v podobě šestnáctijádra s 32 vlákny Ryzen 9 5950X. Má 2×32 MB L3 cache a stále stejné 105W TDP (což znamená 142W limit pro turbo/trvalou zátěž). A asi také zůstala stejná konektivita PCIe 4.0 ×16 pro GPU a ×4 pro SSD, stejně jako dvoukanálový řadič pamětí podporující DDR4-3200.

Frekvence je 3,4 GHz v základu, což je o 100 MHz méně než u 3950X. Zen 3 tedy asi potřebuje běžet na o něco nižší frekvenci, aby se vešel do stejné spotřeby jako Zen 2, protože základní takt je asi omezený právě hodnotou TDP. Maximální boost ale stoupl na 4,9 GHz. Jako u předchozí generace platí, že je skutečně jen maximem pro krátké nárazové zátěže, jeho dosažení není automatické a závisí na teplotě čipu, chlazení, napájení, desce, firmware, ovladačích…

Cena tohoto procesoru je 799 dolarů (proti 749 $ za Ryzen 9 3950X). U nás by to s 21% DPH vycházelo na nějakých 822 € nebo 22 400 Kč.

Podle AMD má procesor o 5–27 % vyšší výkon než předchůdce v aplikacích (SolidWorks 2019, GCC, V-Ray, Premiere Pro) a o 13–29 % lepší FPS ve hrách. Proti Intel Core i9-10900K to má být náskok o 6–59 % v oněch čtyřech aplikacích a výkon ve hrách je o 0–11 % lepší (v jedné hře byly FPS stejné). Skóre v jednovláknovém Cinebench R20 je údajně 640. Ovšem zde bude třeba počkat na recenze, toto jsou jen oficiální marketingové benchmarky, které mohou být všelijak zkreslené a výběrové.

Ryzen 9 5900X

O dost dostupnější bude dvanáctijádro s 24 vlákny Ryzen 9 5900X, které asi bude v prodejích výrazně populárnější (jako teď 3900X). Stejně jako předchůdce je 105W. Opět se skládá ze dvou CPU čipletů (dva CCX) s 2×32 MB L3 cache, v každém čipletu/CCX budou dvě jádra vypnutá. Zde bude takt 3,7 GHz v základu, takž je tu opět to snížení o 100 MHz. Maximální boost se také zvýšil na až 4,8 GHz. Jednovláknový a herní výkon tedy bude trochu nižší, než u 4,9GHz 5950X.

Za tento model AMD chce 549 $, opět tedy víc, než kolik původně stál Ryzen 9 3900X (a teď Ryzen 9 3900XT). U nás to vychází na cca 565 €/15 400 Kč.

Ryzen 9 5900X má podle AMD být až o 26 % rychlejší ve hrách než Ryzen 9 3900XT. Proti Intelu je výkon ve hrách v průměru o 7 % vyšší (jde o průměr z několika her, výsledky se pohybují od -3 % v Battlefieldu V až po +21 % v League of Legends). Aplikační výkon ještě nemáme, ale AMD ukázalo při prezentaci výkon v Cinebench R20 1T, kde bylo dosaženo skóre 631 bodů.

Ryzen 7 5800X

Další levnější modely jsou zatím jenom dva. Ryzen 7 5800X je 105W osmijádro s taktem 3,8 GHz v základu (zase o 100 MHz níž než u 3800X). Maximálním boostem je opět o trošku nižší než u dražších verzí, zde už „jen“ 4,7 GHz. CPU jen 32 MB L3 cache a mělo by být z jednoho CCX a tedy ideální pro hry. Ale teoreticky by mu mohlo 5950X utéct díky svému vyššímu maximálnímu bostovému taktu.

Za tento procesor chce AMD 449 $, opět tedy víc. U nás to s DPH může být zhruba 462 €/12 600 Kč. Bohužel chybí 65W levnější osmijádro 5700X, které by navázalo na výhodný model Ryzen 7 3700X, což relativní drahost Zenu 3 hodně zhoršuje. Eventuálně se sice Ryzen 7 5700X asi může objevit, ale kdo ví, kdy to bude. Snad na jaře, v březnu totiž Intel vydá konkurenci v podobě procesorů Rocket Lake a AMD může reagovat novými modely a slevami.

Ryzen 5 5600X

A podobně nepříjemné je to u nejlevnějšího modelu, kterým zatím nabídka končí, ovšem nevypadá to na dvakrát výhodný/levný procesor: Ryzen 5 5600X je jenom šestijádro (s 65W TDP a 32 MB L3 cache). Takt má 3,7 GHz v základu a a 4,6 GHz v maximálním boostu. Jeho cena je ale 299 $ (308 €/8400 Kč), v podstatě na úrovni toho, za co se dá sehnat zlevněný Ryzen 7 3700X s osmi jádry Zen 2.

Drahost tu opět zhoršuje to, že zatím nebyl vydán levnější model Ryzen 5 5600. I ten se možná ještě objeví, ale dokud tyto levnější modely do nabídky nebudou přidány (nebo se ceny v obchodech postupně nesníží pod doporučené hladiny), tak asi pro na cenu citlivé zákazníky poohlížející se po šestijádrech a levných osmijádrech zatím generace Ryzen 5000 nebude zajímavá, bohužel. U 12jádra a hlavně 16jádra už ona přirážka tak tragická není a výkon by ji mohl ospravedlnit, u šestijádra už nejspíš moc ne a zpříjemní ho asi až ty slevy. I když opět, asi bude lépe počkat na to, jak dopadnou recenze.

Dostupnost: 5. listopadu

Všechny čtyři modely se začnou prodávat současně, a to 5. listopadu (novembra), tedy za čtyři týdny po odhalení. Recenze mají vyjít ve stejný den.

Chladiče už budou jen u 65W procesorů

S Ryzeny 5000 přichází jedna změna – první tři modely vůbec nebudou mít chladiče, AMD už je do balení nebude dávat s tím odůvodněním, že u výkonnějších modelů zákazníci výrazně preferují vlastní lepší chladič (to je asi pravda, ale škoda, že stejně cena CPU stoupla, ačkoli se teď mohou odečíst náklady na chladič).

Jen Ryzen 5 5600X nadále bude prodáván s boxovým chladičem. AMD uvádí, že ten odteď bude dávat jen k 65W modelům. Bude to ale základní Wraith Stealth s nízkým celohliníkovým pasivem. S robustnějšími a RGB LED opatřenými Wraith Prism je tedy asi konec.

Kompatibilita nejprve pro desky A520/B550/X570, pro řadu 400 později

Ryzeny 5000 bude zpočátku možné nainstalovat jenom do AM4 desek s čipsetem A520, B550 a X570, které ale také musí mít dostatečně nový BIOS. Je potřeba, aby obsahoval kód AGESA 1.0.8.0 coby minimum. To dovolí počítač s Ryzenem 5000 spustit, ale fungování nebude optimální, tato kompatibilita je víceméně jen na to, abyste mohli desku hned aktualizovat na novější verzi. Optimálně bude Ryzen 5000 fungovat až po aktualizaci na BIOS s AGESA 1.1.0.0 a novější.

I desky řady 400 (X470, B450) by nakonec měly být podporovány – alespoň některé, zde to asi může záviset na vůli výrobců. BIOSy s podporou ale budou vycházet později až v druhé vlně. AMD uvádí, že by se mohly začít objevovat v lednu/januári 2021 a může to být postupné.

Pokud budete stavět úplně nový počítač, je výrazně doporučeno párovat Zen 3/Ryzen 5000 už jen s B550/X570 (nebo A520, ale tam nedostanete PCIe 4.0 a možnost přetaktovat).

Absolutní výkonnostní vedení, včetně her i jednovláknových aplikací?

AMD ambiciózně tvrdí, že Ryzeny 5000 porazí Intel už nejen v energetické efektivitě a vícevláknovém výkonu (to už dokázal 7nm proces a vysoký počet jader Ryzenů 3000), ale tentokrát i v absolutním výkonu v jednovláknových programech a také ve hrách. Ryzen 9 5900X a Ryzen 9 5950X by tak byly úplně nejvýkonnější mainstreamová/herní CPU (Threadrippery budou mít přirozeně vyšší vícevláknový výkon). Bylo by to poprvé od roku 2006 a procesorů Core 2 Duo, kdy je Intel takto poražen, tak uvidíme, zda to recenze potvrdí.

Intel ovšem může některé ztracené pozice dobýt zpět v březnu/marci příštího roku, až vydá desktopové procesory Rocket Lake. Ty budou mít stále jen 14nm proces a jen osm jader, ale v jednovláknovém a herním výkonu by mohly díky nové architektuře a možná i vyššímu taktu spolu s nižší latencí pamětí Ryzeny 5000 zase překonat. Do té doby by ale mohl „Vermeer“ od AMD kralovat.

• Contents
• AMD odhaluje procesory Ryzen 5000 Vermeer pro desktop a novou architekturu Zen 3

Flattr this!