Po uvedení Tiger Lake od Intelu přichází druhá ze dvou velkých procesorových událostí letošního roku. Včera šéfka AMD Lisa Su v internetovém streamu odhalila procesory Ryzen 5000 a trošku i novou architekturu Zen 3, na níž jsou tato CPU založená.
To, co s nimi AMD slibuje, není vůbec malé. K vedení ve vícevláknovém výkonu a energetické efektivitě, které už teď drží současná generace Ryzen 3000, teď má Ryzen 5000 dobýt také trůn procesoru s nejvyšším jednovláknovým výkonem a také nejrychlejšího procesoru pro hráče, což je teď asi nejcennější titul (odhlédneme-li od serverů tedy), který Intel drží. Podle AMD má tedy dobýt celkové kompletní prvenství, což by bylo poprvé od doby, kdy Core 2 porazilo Athlon 64, kdy se něco takového Intelu stane.
Architektura Zen 3 má být největší pokrok od prvního Zenu
Ryzeny 5000 jsou desktopové procesory pro socket AM4, vyráběné na 7nm procesu (ten mají společný se Zenem 2, jde tedy o takový „tock“, podle starší tick-tock terminologie Intelu). AMD nadále používá čipletovou architekturu, kdy řadiče pamětí a další konektivita je v centrálním IO čipletu vyráběném starším 14nm procesem, zatímco jádra CPU jsou v jednom či dvou 7nm čipletech menší velikosti, separátně.
Koncepčně se toho tedy na této rovině zdá se změnilo jen málo a hlavní inovace je uvnitř CPU čipletů, kde nastupuje ona očekávaná architektura Zen 3. Naopak IO čiplet je zřejmě převzatý z generace 3000 (jde o stejný křemík), takže například od paměťového řadiče nečekejte nic moc nového.
Architektonické změny
Jádro Zen 3 je podle CTO Marka Papermastera vůbec největší inovace od prvního Zenu a také přináší největší mezigenerační výkonnostní pokrok. Údajně v něm byly přepracovány takřka všechny části (fáze zpracování instrukcí od začátku po konec). Zatím nebyly sděleny nějaké velké podrobnosti, k nimž ale AMD má sdělit podrobnější popis během cca čtyř–pěti týdnů, které zbývají do uvedení. Ale něco k nim už máme a AMD předestřelo, jaká výkonnostní zlepšení přináší.
IPC lepší o 19 %
Už se objevilo několik zpráv předvídajících nebo uvádějících, jaké bude architektonické zlepšení výkonu na 1 MHz, takzvané IPC. AMD uvedlo poněkud vyšší číslo, než se čekalo (teda pokud pomineme méně opatrné optimisty): Zen 3 má podle něj mít IPC lepší o 19 %. Respektive to alespoň platí pro vícevláknové úlohy.
AMD říká, že 19% zlepšení IPC má naměřené coby geometrický průměr 25 různých aplikací, které byly měřené na procesoru s osmi jádry (a zřejmě 16 vlákny – má jít o Ryzen 7 3800X a Ryzen 7 5800X) na pevně nastavené frekvenci 4,0 GHz s pamětí DDR4-3600 a stejnými komponenty kromě CPU a desky.
Je teoreticky možné, že zlepšení IPC čistě v jednovláknovém programu by bylo nižší. Jednak proto, že se teoreticky mohl víc zvýšit výkon „druhého vlákna“ při SMT, než výkon prvního. Kromě toho ale Zen 3 má změnu v členění CCX, která by měla pozitivně ovlivňovat vícevláknové aplikace (a jednovláknové teoreticky už ne nebo méně).
CCX s osmi jádry s unifikovanou 32MB L3 cache
Zásadní změnou v Zenu 3, kterou už ale známe, je přechod ze členění CPU jader na čtyřjádrové bloky CCX (Core Complex), k nimž vždy příslušel jejich vlastní blok L3 cache, na osmijádrové. U Ryzenů 5000 tak platí, že jeden CPU čiplet rovná se také jen jeden CCX a nyní je blok L3 cache sdílený všemi osmi jádry.
Toto má pozitivní vliv na výkon her, protože efektivní latence do pamětí je nižší a také mají jádra v rámci jednoho osmičlenného CCX přístup do dvojnásobného prostoru. L3 cache na jeden blok CCX je 32 MB. Osmijádrový procesor teď vlastně bude monolitický (jako Intely), dvanáctijádra a šestnáctijádra budou mít dva CCX místo čtyř. Část výhod by se ale u nich pořád měla projevovat.
Výrazně překopaná jádra
Toto je ovšem vlastně změna mimo CPU jádro (proběhla v jejich propojení do systému). Samotná jádra Zen 3 mají ale asi taky významné úpravy, které ovšem zatím AMD neupřesňovalo. Bylo zmíněno, že je vylepšena predikce větvení, která zřejmě bude schopná zpracovávat více takových událostí naráz (mluví se o „vyšší propustnosti predikce“). Ve slajdech se zmiňuje „Zero Bubble“ Branch Prediction, což asi odkazuje na zlepšenou schopnost predikovat větve a tím menší objem nečinně promrhaných cyklů.
Je dokonce možné, že byly přidány ALU v celočíselné části a FPU/FMA pipeline v SIMD/FPU části, jelikož Mark Paper Master řekl, že má jádro „rozšířené“ floating point a integer „enginy“. Je také možné, že přibudou AGU a Load/Store jednotky pro načítání a ukládání dat do paměti, protože prezentace se zmiňovala o „více loadech a storech“. Ale zde si raději počkejme, až co pak firma odhalí. IPC by totiž mohlo zlepšovat také třeba prohloubení front a bufferů, ne přímo přidání dalších jednotek do backendu. (Poznámka: i kdyby byla přidána ALU, nejspíš jich celkově bude jen pět, ne šest.)
V prezentaci AMD ono 19% zlepšení IPC ještě blíž analyzuje a uvádí rozpis na jeho zdroje/složky. To naznačuje, kde proběhly větší inovace, o nichž se snad dozvíme víc, až vyjdou recenze.
- +2,7 % dělá vylepšený prefetch do cache
- +3,3 % změny/rozšíření přímo ve výpočetních jednotkách (ALU atd)
- +1,3 % vylepšená predikce větvení
- +2,7 % vylepšení micro-op cache
- +4,7% frontend (nejspíš dekodéry, fetch, out-of-order scheduling instrukcí)
- +4,6% Load/Store jednotky
7nm proces bez EUV. Ani N7+, ani N7P
Výrobní proces byl dlouho záhada, očekávalo se, že by AMD mohlo použít vylepšený 7nm proces N7P nebo dokonce N7+, který používá EUV litografii. Ale ne, podle webu AnandTechu je Vermeer vyráběný stejnou technologií N7 jako první 7nm čipy.
Respektive, jsou v ní některá drobná zlepšení, která původní Ryzeny 3000 „X“ nemají, ale která AMD/TSMC už od letoška používají pro výrobu Ryzenů 3000 XT. Mezi „XT“ verzemi a Ryzenem 5000 je už tedy prý výrobní proces identický.
Článek pokračuje na další straně.
Galerie: Odhalení procesorů AMD Ryzen 5000 a architektury Zen 3, oficiální benchmarky
Modely: od 6 po 16 jader, ale bohužel všude zdražení
Procesorů s jádry Zen 3 zatím existuje – respektive byla oznámena – čtveřice. Dobrá zpráva je, že nepokrývají jen malou část trhu a všechny mají být uvedené zhruba za měsíc v jedné první vlně. Špatná zpráva je, že začínají cenově relativně vysoko proti předchozím generacím. A co hůř, AMD všechny modely zdražilo. Podobně jako třeba Nvidia u grafik Pascal a Turing tedy přidalo výkon, ale také s tím také víc osolilo cenovky.
AnandTech uvádí, že vysvětlení zástupců firmy je takové, že ačkoliv se snaží nabízet atraktivní poměr ceny a výkonu, celkové výkonnostní prvenství těchto procesorů vytváří určitý nárok na vyšší cenu, který se holt firma rozhodla uplatnit. Je pravda, že AMD má pořád řádově menší zisky než Nvidia nebo Intel, ale nás zákazníky to i tak moc nepotěší. Nezbývá než doufat, že časem třeba ceny budou klesat, jako časem zlevnily (pod úroveň své doporučené ceny) předchozí generace Ryzenů.
16jádro
Nejvyšší model se jmenuje Ryzen 9 5950X a jde o šestnáctijádro s 32 vlákny a 64 MB L3 cache (2×32 MB). Jeho frekvence je 3,4 GHz v základu a 4,9 GHz v boostu. To je jako u Ryzenů 3000 maximální boost, který nemusí být dosažen ve všech programech a platí zejména pro krátké nárazové zátěže, je závislý na teplotě, chlazení, desce, napájení a tak podobně.
Těžko říct, kolik bude typická frekvence při všech jádrech zatížených. AMD zachovalo 105W TDP (maximální spotřeba v boostu by tedy asi stále měla být 142 W). Zatím nevíme, jakou frekvenci pamětí DDR4 tyto procesory oficiálně podporují, konektivita PCI Express 4.0 by měla asi být beze změn (PCIe 4.0 ×16 pro grafiku a ×4 pro SSD).
Cena je 799 dolarů. S DPH je to teď v korunách asi 22 400 Kč (822 €). AMD tedy zdražilo o padesát dolarů amerických a bohužel platí, že totéž uvidíte i u následujících procesorů.
12jádro
Dále následuje dvanáctijádro s SMT (24 vlákny) Ryzen 9 5900X. To je také 105W model složený ze dvou čipletů, takže obsahuje 64 MB L3 cache (2×32 MB). V každém CPU čipletu ale budou dvě jádra deaktivovaná. Tento model má základní frekvenci 3,7 GHz a takt boostu maximálně 4,8 GHz. Cena je 549 dolarů (15 400 Kč/565 €).
Osmijádro a šestijádro
Osmijádro (s 16 vlákny) je zatím jen jedno, a to 105W model Ryzen 7 5800X. Zde by už procesor měl být tvořen jen jedním 7nm CPU čipletem (14nm IO čiplet samozřejmě zůstává), takže CPU má jednu společnou 32MB L3 cache. Maximální turbo je 4,7 GHz a základní frekvence 3,8 GHz. Cena je opět vyšší než měl při uvedení Ryzen 7 3800X – zde je to 449 $ (12 600 Kč/462 €).
Pod tímto modelem je zatím už jen rovnou šestijádro Ryzen 5 5600X, které má ale na rozdíl od modelu 3600X jen 65W TDP. Jde zatím o jediný takový 65W model v řadě 5000. Procesor má stále 32 MB L3 cache a měl by být z jednoho čipletu, jen se dvěma deaktivovanými jádry. Základní takt je 3,7 GHz, maximální boost 4,6 GHz.
A opět je zvýšená cena, což je obzvlášť prekérní, když jde o zatím „nejlevnější“ Ryzen 5000. AMD za něj chce dost neatraktivních 299 $ (8400 Kč/308 €). Tento model má jinak jako jediný přibalený chladič, ovšem jen základní nízký a nijak skvělý Wraith Stealth pro 65W procesory.
Chladič už bude jen u 65W Ryzenů
Předchozí modely chladič nemají, počítá se s tím, že typicky budete stejně chtít nějaký lepší (což i dává smysl, ale v momentě, kdy CPU současně zdraží…). AMD údajně teď už bude přibalovat chladiče pouze k 65W modelům. Což také asi znamení konec naparáděných Wraith Prismů.
Levnější modely asi budou, ale až časem
Zatím v nabídce chybí 65W osmijádro, ale také v podstatě jakýkoliv levnější a dostupnější procesor. Tři sta dolarů bývala s troškou slev už u Ryzenů cena za nejnižší osmijádro, kdežto teď za to dostanete jenom šestijádro.
Zde nejspíš AMD posléze dodá do nabídky další modely – Ryzen 5 5600 a časem snad i nějaké Ryzeny 3, ale aspoň teď je bohužel Zen 3 vyhrazen jen těm, kdo mají na dražší CPU. Zvlášť Ryzen 5 5600X nevypadá moc lákavě, spíše asi bude lepší počkat na jeho zlevnění nebo na Ryzen 5 5600. Je možné, že by ceny mohlo trochu srazit dolů uvedení procesorů Rocket Lake od Intelu, které přijdou v březnu.
V prodeji 5. listopadu
Jak můžete vidět, generace 4000 byla přeskočena, zřejmě proto, aby nebyl v zmatek v tom, že APU Ryzeny 4000G mají jen jádra Zen 2. Všechny čtyři modely se začnou prodávat naráz, ovšem až za čtyři týdny, přesněji to bude 5. listopadu. Ve stejný den mají vyjít i recenze.
Podpora desek: minimum je AGESA 1.0.8.0
Při vydání by zřejmě měla být kompatibilita jen s deskami založenými na čipsetu A520, B550 a X570, přičemž často budou stejně vyžadovat aktualizaci BIOSu s AGESA 1.0.8.0. Desky generace 400 by alespoň v některých případech (bude to na výrobcích) měly také dostat podporu, ale Beta BIOSy pro ně zřejmě budou přicházet až později – podle webu AnandTech nejspíš až počínaje lednem 2021, přičemž finální vydání BIOSu by mohlo asi být i později kvůli testování a tak podobně.
Podpora by měla fungovat tak, že AGESA 1.0.8.0 je minimum, s čím se vám podaří počítač spustit, abyste byli schopní aktualizovat na novější BIOSy již přímo s novým CPU Ryzen 5000. Optimální výkon ale budete mít až když naflashujete BIOS alespoň s AGESA 1.1.0.0.
Článek pokračuje na další straně.
Oficiální benchmarky slibují absolutní výkonnostní prvenství
Regulérní nezávislé recenze těchto procesorů vyjdou až onoho 5. listopadu, takže zatím trošku vytrvejte v ostražitosti. AMD ukázalo řadu benchmarků, kteér si můžte prohlédnout v galerii. Ale musíte mít na paměti, že jde o marketingové testy pořízené přímo firmou, které mohou být výběrové či jinak zkreslené a dávat růžovější obrázek, než je skutečnost. Pro informaci se na ně samozřejmě můžete podívat, ale reálný obrázek si udělejte až když budou nezávislé testy.
Výkon Ryzenu 9 5950X: nejrychlejší CPU (pro mainstreamový socket a herní PC)?
Podle AMD má Ryzen 9 5950X absolutně nejvyšší jednovláknový výkon „ze všech herních desktopových CPU“ a také nejvyšší vícevláknový výkon, pokud se bavíme o herních procesorech či procesorech v mainstreamové platformě (tedy ne o Threadripperu nebo serverových CPU).
Lisa Su ukázala několik čísel, podle nichž je Ryzen 9 5950X v různém profi softwaru (Adobe Premiere Pro, V-Ray, SolidWorks 2019 a kompilování v GCC) o 5 % až 27 % rychlejší než Ryzen 9 3950X, ve hrách má být o 13–29 % lepší.
Proti Intelově Core i9-10900K je náskok ve třech ze čtyř stejných aplikací od 6–14 %, ale 3D rendering ve V-Ray je o 59 % rychlejší díky množství jader. Ve hrách je procesor rychlejší o 5–11 % ve třech ze čtyř her proti Core i9-10900K, ve čtvrté (Far Cry New Dawn v DX11) je to jen plichta.
A v těžkých vícevláknových aplikacích mají Ryzeny 5000 prý mít až 2,8× lepší energetickou efektivitu (jde o srovnání proti Core i9-10900K v Cinebench R20, takže trošku extrémní případ).
Proti původním Ryzenům 1000 má být energetická efektivita 2,4× lepší. Ale i proti 7nm Ryzenům 3000 prý má být vylepšená, a to asi o 20 % (toto ale asi bude závist podle toho, jaké modely otestujete a v jakých programech).
Ryzen 9 5900X: porážka Intelu ve hrách?
I Ryzen 9 5900X, jenž má jednovláknový výkon o něco nižší než 5950X, podle AMD překonává ve vybraných hrách v rozlišení 1080p konkurenční Core i9-10900K – o v průměru 7 %. AMD udává zlepšení od +1 % po 6 % a dále dva výstřelky pozitivní (+21 % pro League of legends a +19 % pro CS:GO) a jeden negativní – v Battlefieldu V je Ryzen 9 5900X o 3 % pomalejší než Core i9-10900K.
Proti předchozí generaci AMD (Ryzenu 9 3900XT) má být Ryzen 9 5900X v 1080p hraní v průměru o 26 % rychlejší.
V prezentaci byly ukázány výsledky několika her s FPS zlepšenými o hodnoty od 19 do 33 %, dva z výsledků se ale vymykaly výrazně méně pokročilým skóre. Pro Battlefield V pod DX12 a Total War Three Kingdson pod DX11 naměřilo AMD jen +5 % a +6 %. Naopak u League of Legends a CS:GO má Zen 3 zase netypicky vysoké zlepšení o +50 % a +46 %.
Bude překonáno Tiger Lake?
AMD při videoprezentaci ukazovalo také test Cinebench R20 v jednom vlákně, v němž Ryzen 9 5900 XT získal 631 bodů. Ryzen 9 5950X se údajně dostane až na 640 bodů. To by jinak stačilo i na poražení 4,8GHz Tiger Lake. IPC Zenu 3 by tedy dokonce mohlo být vyšší, než má teď nejnovější a nejlepší architektura Intelu.
I když Cinebench je zrovna úloha, která jde procesorům Ryzen nadprůměrně a mohla by to být výjimka, takže celkově by Tiger Lake mohlo nejvyšší IPC udržet. Nicméně když v jednom ze slajdů se AMD na držitele „nejvyššího IPC“ v 86 procesorech pasuje. IPC se samozřejmě mění úlohu od úlohy, uvidíme teprv, zda Ryzen 9 5950X porazí Intel třeba v jednovláknovém Geekbench 5, kde Core i7-1185G7 dosahuje až 1600 bodů. Minimálně se asi obě architektury dost přiblížily, pokud Intel nemůže využít AVX-512 nebo asi vzácně využívané rozšíření DL Boost pro AI aplikace.
Co myslíte, bude mít v průměru/typicky architektura AMD Zen 3 vyšší IPC (výkon na 1 MHz) než Tiger Lake od Intelu?
Ale opět raději zopakujeme: toto jsou jen výběrové marketingové benchmarky. S posuzováním těchto CPU počkejte na nezávislé a kompletnější recenze. Jejich čtení bude zdá se dost zajímavé.
