Ryzen 9 5950X против HEDT: тестирование в профессиональных приложениях

Обычно наши тестирования процессоров посвящены анализу производительности процессоров в привычной для большинства пользователей среде – в играх и распространённых приложениях для любительской работы с контентом. Однако конкурентная обстановка на процессорном рынке привела к тому, что за последние несколько лет старшие модели массовых процессоров заметно подняли свою производительность, и теперь их можно применять для решения куда более серьёзных задач. В первую очередь в этом отношении преуспела AMD. Предложенная вместе с вводом в строй микроархитектуры Zen 2 процессорная серия Ryzen 9 объединила те многоядерные процессоры, которые по вычислительной мощности способны посоперничать с CPU, совсем недавно считавшимися специализированными профессиональными решениями для высокопроизводительных настольных компьютеров (HEDT – High-End Desktop).

Иными словами, два года назад AMD стёрла существовавшую границу между массовыми процессорами и процессорами класса HEDT для высокопроизводительных рабочих станций. Теперь построить систему, которая способна справиться с ресурсоёмкими вычислительными задачами, связанными с научной деятельностью, инженерным проектированием, трёхмерным моделированием, разработкой или с профессиональной работой с контентом высокого разрешения, стало возможно, не выходя за рамки обычной массовой платформы Socket AM4. Для этого в арсенале у AMD сейчас есть два превосходных решения – Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X. Данные процессоры основаны на современной микроархитектуре AMD Zen 3 с наивысшим на данный момент показателем IPC (числом исполняемых за такт инструкций) и обладают 12 или 16 вычислительными ядрами, чего вполне достаточно для рабочих станций неплохого уровня. При этом Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X не требуют для себя никакой специализированной платформы, то есть могут работать в «гражданских» материнских платах с двухканальной памятью, что положительно сказывается на итоговой стоимости компьютера.

Выпуском процессоров Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X компания AMD фактически монополизировала рынок недорогих рабочих станций: схожих по соотношению цены и производительности решений в арсенале компании Intel нет и в ближайшее время не предвидится. При этом данные процессоры продаются заметно дешевле собственных специализированных предложений AMD для высокопроизводительных десктопов – представителей семейства Threadripper, которые к тому же до сих пор не переехали на микроархитектуру Zen 3.

Всё это в сумме подводит к мысли, что современных представителей серии Ryzen 9 не мешало бы ещё раз подробно протестировать, но подходя к ним не как к массовым CPU, а как к решениям класса HEDT, которые ориентированы на использование в составе компьютеров для профессиональных задач. Именно этим мы и решили заняться в данном материале — в нём мы попробуем ответить на вопрос, действительно ли старшие Ryzen 9 привлекательнее самых дорогих настольных процессоров Intel Core-X и наиболее доступных процессоров серии AMD Threadripper и в каких случаях Ryzen 9 действительно применимы в рабочих станциях.

⇡#Ещё раз про Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X

Подробно рассказывать о процессорах Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X нет особой нужды. На нашем сайте есть специальный обзор этих CPU, в котором мы в деталях обсуждаем их архитектуру, строение, особенности и характеристики. Поэтому напомним лишь базовые вещи, касающиеся серии Ryzen 9 в её современном виде.

Оба процессора, о которых идёт речь, — не совсем обычные CPU в экосистеме Socket AM4. Главная их особенность заключается в том, что они собраны не из двух, а из трёх полупроводниковых кристаллов: одного стандартного 12-нм I/O-чиплета и пары 7-нм CCD-чиплетов с процессорными ядрами. Все эти кристаллы объединены в одно целое посредством шины Infinity Fabric, и в этом смысле Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X можно назвать младшими братьями Threadripper или EPYC. Принципы компоновки и там и там применяются аналогичные, просто в случае с Ryzen 9 эта схема работает в несколько меньшем масштабе.

Именно такая схема и делает из Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X своего рода процессоры класса HEDT в миниатюре. За счёт двух чиплетов с вычислительными ядрами они могут предложить своим владельцам увеличенное число вычислительных ядер – 12 или 16. Правда, с определёнными оговорками, которые связаны с тем, что речь идёт про процессоры не для специализированной, а для обычной массовой платформы Socket AM4.

Чувствительных ограничений два. Во-первых, как и младшие Ryzen, 12- и 16-ядерный процессоры обладают лишь двухканальным контроллером памяти, а не четырёхканальным или восьмиканальным, как Threadripper или Threadripper PRO. Соответственно, решение каких-то задач, предъявляющих высокие требования к пропускной способности подсистемы памяти, на Ryzen 9 5900X или Ryzen 9 5950X будет не лучшей затеей. Второе ограничение касается теплового пакета. Процессоры в исполнении Socket AM4 ограничены 105-Вт рамками, в то время как Threadripper имеют TDP 280 Вт. И это выливается в несколько меньшие тактовые частоты: например, 24- и 32-ядерные Threadripper превосходят Ryzen 9 5950X по базовой частоте на несколько сотен мегагерц. Впрочем, пока этот недостаток вполне компенсирует микроархитектура Zen 3 с высоким показателем IPC.

Чтобы наглядно проиллюстрировать, как характеристики Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X выглядят на фоне спецификаций процессоров, которые принято считать настоящими HEDT-решениями, мы составили следующую таблицу где рядом с главными героями поместили 24-ядерный Threadripper 3960X и 18-ядерный Core i9-10980XE.

Паспортные характеристики Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X смотрятся довольно внушительно, но кажется, что они всё-таки немного не дотягивают до уровня процессоров вроде Core i9-10980XE и Threadripper 3960X из-за недобора в числе процессорных ядер. Однако на этот довод есть контраргумент: рассматриваемые нами процессоры основаны на более прогрессивной микроархитектуре Zen 3. Как показало наше недавнее исследование, с точки зрения IPC (удельной производительности) в приложениях она превосходит Zen 2 в среднем на 11 %, а Skylake – примерно на 22 %. Кроме того, благодаря переходу на восьмиядерные CCX процессоры с микроархитектурой Zen 3 не так явно зависят от производительности подсистемы памяти, как их предшественники. Это удвоило объём L3-кеша, доступного для каждого процессорного ядра, и несколько нивелировало преимущества 4-канального контроллера DDR4 SDRAM, реализованного в процессорах класса HEDT.

Наконец, нельзя не выделить ценовое преимущество. Старший 16-ядерный Ryzen 9 5950X банально дешевле и чем Threadripper 3960X (на 33 %), и чем Core i9-10980XE (на 19 %). С точки зрения стоимости Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X скорее можно рассматривать как конкурентов старшим процессорам Core i9 для массовой платформы LGA1200: например, новый восьмиядерный Core i9-11900К оценён в $539.

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

Цель сегодняшнего тестирования – определить, имеют ли право процессоры Ryzen 9 5900X и Ryzen 9 5950X носить звание HEDT-решений начального уровня. Поэтому основными соперниками в тестах для них стали не слишком дорогие процессоры, целенаправленно предназначенные для применения в рабочих станциях, — 24-ядерный Threadripper 3960X и 18-ядерный Core i9-10980XE. Но при этом в сравнение были включены и более простые в смысле позиционирования массовые модели CPU: старшие модели Core i9 для LGA1200 с восемью и десятью ядрами, а также массовый восьмиядерный Ryzen 7 5800X.

В связи с тем, что тесты нацелены на определение производительности процессоров в профессиональных применениях, в сравниваемых платформах была установлена не игровая, а профессиональная графическая карта AMD Radeon Pro W5700, драйвер которой имеет специальные оптимизации для работы в CAD/CAM-приложениях.

В конечном итоге в состав тестовой системы вошли следующие комплектующие:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen Threadripper 3960X (Castle Peak, 24 ядра + SMT, 3,8-4,5 ГГц, 128 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 5950X (Vermeer, 16 ядер + SMT, 3,4-4,9 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 5900X (Vermeer, 12 ядер + SMT, 3,7-4,8 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 7 5800X (Vermeer, 8 ядер + SMT, 3,8-4,7 ГГц, 32 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-10980XE (Cascade Lake-X, 18 ядер + HT, 3,0-4,8 ГГц, 24,75 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-11900K (Rocket Lake, 8 ядер + HT, 3,5-5,3 ГГц, 16 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-10900K (Comet Lake, 10 ядер + HT, 3,7-5,3 ГГц, 20 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: кастомная СЖО EKWB.
• Материнские платы:
  • ASUS ROG Strix X299-E Gaming II (LGA2066, Intel X299);
  • ASUS ROG Strix TRX40-E Gaming (Socket sTR4, AMD TRX40);
  • ASUS ROG Crosshair VIII Hero (Socket AM4, AMD X570);
  • ASUS ROG Maximus XIII Hero (Wi-Fi) (LGA1200, Intel Z590).
• Память: 4 × 16 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-18-18-38 (Crucial Ballistix RGB BL2K16G36C16U4BL).
• Видеокарта: AMD Radeon Pro W5700 (Navi 10, 1630-1880/7000 МГц, 8 Гбайт GDDR6 256-бит).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 760p 2 Тбайт (SSDPEKKW020T8X1).
• Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

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

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Pro (20H2) Build 19042.572 с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Chipset Driver 2.13.27.501;
• Intel Chipset Driver 10.1.31.2;
• Radeon Pro Software for Enterprise 21.Q1.1.

Для тестирования на этот раз мы использовали нетипичный набор задач. Поскольку речь идёт о производительности процессоров в составе рабочих станций, измерение производительности было выполнено при помощи соответствующих по назначению приложений и бенчмарков, которые являются отраслевым стандартом и активно используются в профессиональной среде:

• Adobe After Effects 2020 17.7.0 с тестовым пакетом PugetBench for After Effects 0.93.2;
• Adobe Photoshop 2021 22.2.0 с тестовым пакетом PugetBench for Photoshop 0.93;
• Adobe Premiere Pro 2020 14.9.0 с тестовым пакетом PugetBench for Premiere Pro 0.95.1;
• Autodesk AutoCAD 2021 R.47.0.0 с тестовым пакетом Cadalyst Systems Benchmark 2015 v5.5b;
• Blackmagic Design DaVinci Resolve Studio 17.1.1 с тестовым пакетом PugetBench for DaVinci Resolve 0.92.2;
• Dassault Systemes Solidworks 2021 SP3.0 с тестовым пакетом SPECapc for Solidworks 2021;
• Microsoft Visual Studio 2019 с исходным кодом проекта Chromium 91.0.4470.0 для измерения скорости компиляции;
• SPECworkstation 3.1 – тестовый пакет для определения производительности рабочих станций в приложениях научной, медицинской, энергетической и инженерной направленности.