Обзор AMD Ryzen 7 7700X, где он сравнивается со старыми Ryzen 7, потому что с Raptor Lake его сравнивать без толку

В модельном ряду Ryzen 7000 есть модификации с 6, 8, 12 и 16 ядрами. Процессоры с максимальным числом ядер AMD позиционирует в качестве решений для рабочих систем, которые имеют дело с многопоточными вычислительными нагрузками по обработке и созданию цифрового контента. Модели попроще нацеливаются на более массовую аудиторию геймеров. Поэтому, представляя потребительские процессоры с архитектурой Zen 4, AMD специально акцентировала внимание на том, что Ryzen 5 7600X и Ryzen 7 7700X имеют прекрасный игровой КПД. Они не так дороги, но при этом могут обеспечить столь же высокий уровень FPS, как и процессоры старшей весовой категории.

В предыдущих тестах мы видели, что это действительно так. Более того, в некоторых ситуациях восьмиядерному Ryzen 7 7700X и шестиядерному Ryzen 5 7600X удаётся даже показывать лучшую производительность в играх, нежели предлагают 12- и 16-ядерные Ryzen 9. Основываясь на одном CCD-чиплете и имея единый 32-Мбайт L3-кеш, они не страдают от повышенных задержек при межъядерном взаимодействии, что делает их более эффективным вариантом для игр по сравнению с собратьями, основанными на двух CCD. Иными словами, у Ryzen 5 7600X и Ryzen 7 7700X были все шансы оказаться лучшим выбором для игровых систем. И в идеальном «красном» мире, где конкурирующих процессоров не существует, всё было бы именно так.

Но в реальности их игровой триумф был подорван анонсом Raptor Lake. Как мы уже убедились в обзоре Ryzen 5 7600X, никакие из процессоров AMD серии Ryzen 7000 не могут соперничать с новым поколением Intel Core. Даже 300-долларовый Core i5-13600K оказывается в играх быстрее любого из Ryzen 7000 (в скобках заметим, что тут речь не идёт о Ryzen 7000X3D, усиленных 3D-кешем, — про них у нас скоро будет отдельный разговор). Это касается и Ryzen 7 7700X — как игровой процессор он, очевидно, провалился, в чём мы воочию убедились при тестировании Core i5-13600K и Core i7-13700K. Об этом же говорят и продажи: если опираться на данные крупнейших американских магазинов Amazon и Newegg, в списке наиболее востребованных покупателями процессоров Ryzen 7 7700X находится во втором или даже в третьем десятке.

Однако это не повод совсем отказываться от подробного тестирования Ryzen 7 7700X. Во-первых, даже самые убедительные аргументы о том, что это неудачный продукт, нуждаются в наглядном подтверждении. А во-вторых, тесты Ryzen 7 7700X — прекрасный материал для совсем другого исследования. С помощью этого процессора мы посмотрим на то, как выросла производительность Ryzen с 2017 года, когда AMD вывела на рынок новое семейство CPU на архитектуре Zen. Флагманские модели Ryzen первых поколений имели как раз по восемь вычислительных ядер, и Ryzen 7 7700X можно считать полноправным потомком Ryzen 7 1800X и Ryzen 7 2700X.

⇡#Ryzen 7 7700X в подробностях

Ryzen 7 7700X не отличается от своих предшественников по числу ядер: это, как и другие носители марки Ryzen 7, восьмиядерный процессор с поддержкой SMT, которая наделяет его способностью исполнять 16 потоков одновременно. Основываясь на чиплетном дизайне, он собран из двух полупроводниковых кристаллов: 5-нм CCD-чиплета с вычислительными ядрами и кеш-памятью третьего уровня и 6-нм чиплета ввода-вывода, где реализована внутренняя шина Infinity Fabric и все внешние интерфейсы CPU.

Не лишним будет напомнить, что семейство Ryzen 7000 отличается не только принципиально новой архитектурой ядер Zen 4, но и кардинальными изменениями в интерфейсах. Ryzen 7 7700X поддерживает двухканальную DDR5 SDRAM, имеет 24 линии PCIe 5.0 и предназначен для установки в материнские платы с гнездом Socket AM5. Кроме того, в Ryzen 7 7700X есть интегрированное графическое ядро Radeon офисного уровня, которое располагает 128 потоковыми процессорами и поддерживает аппаратное декодирование видео в форматах AV1 и H.265.

Как следует из таблицы характеристик, первоначально AMD установила на Ryzen 7 7700X рекомендованную цену $399, сразу начав продавать его на $50 дешевле вышедшего в период острого дефицита чипов Ryzen 7 5800X. Однако и такая стоимость оказалась для покупателей непривлекательной, что вынудило AMD несколько раз проводить уценку. В результате Ryzen 7 7700X стал чуть ли не самым быстродешевеющим CPU. Только за первые три месяца этого года на американском рынке он успел подешеветь до $320, а в России его цена снизилась до 30 тыс. руб., в то время как на старте продаж за него просили около 45 тыс. руб.

Сейчас, когда мы уже имеем достаточный багаж знаний о процессорах семейства Ryzen 7000 (см. обзор Ryzen 9 7950X, где можно найти подробную информацию об архитектуре Zen 4 и строении её носителей), отдельного упоминания заслуживают лишь три ключевые особенности, присущие конкретно восьмиядерному CPU.

Первая особенность — его частотная формула. Благодаря переводу на 5-нм техпроцесс частоты процессоров серии Ryzen 7000 сильно выросли. Все они с лёгкостью преодолевают 5-ГГц отметку, но при этом AMD формально ограничила максимальную частоту восьмиядерника, установив её на 300 МГц ниже, чем у флагмана, — в 5,4 ГГц. Однако правда заключается в том, что данное ограничение действует только на бумаге. На практике максимальная частота восьмиядерника в турборежиме доходит до 5,5 ГГц, в то время как флагманский 16-ядерный процессор самостоятельно выше 5,6 ГГц не разгоняется. Поэтому с точки зрения однопоточной производительности разница между Ryzen 7 7700X и Ryzen 9 7950X минимальна.

Проиллюстрируем сказанное традиционным графиком зависимости частоты Ryzen 7 7700X от плотности нагрузки. Он построен на примере рендеринга в Cinebench R23 при задействовании различного числа потоков.

Здесь хорошо видно, что до 5,4 ГГц, которые AMD называет максимальной частотой Ryzen 7 7700X, он замедляется только при нагрузке на четыре потока. А при полной многопоточной нагрузке частота Ryzen 7 7700X снижается до 5,075 ГГц, что позволяет говорить о довольно незначительных различиях в рабочих частотах представителей семейства Ryzen 7000 c 8 и 16 ядрами во всём спектре нагрузок.

Однако вторая особенность Ryzen 7 7700X несколько портит впечатление. Как выясняется, Ryzen 7 7700X заметно уступает флагману в скорости работы с памятью при одних и тех же настройках DDR5, контроллера памяти и шины Infinity Fabric. Как это выглядит на практике, можно посмотреть на приведённых далее скриншотах из AIDA64 Cachemem. Два представленных результата сняты на Ryzen 9 7950X и Ryzen 7 7700X с одной и той же DDR5-6000 с таймингами 32-38-38-80 и при синхронной работе контроллера памяти.

Ryzen 7 7700X

Ryzen 9 7950X

Подобное наблюдалось и раньше: процессоры AMD, основанные на двух CCD, всегда работали с памятью быстрее из-за ограничений пропускной способности Infinity Fabric в рамках одного чиплета. Однако в CPU прошлых поколений это сказывалось на скорости записи в память, которая в шести- и восьмиядерниках была ниже. А теперь ситуация другая: Ryzen 7 7700X уступает Ryzen 9 7950X в первую очередь по пропускной способности чтения, которая у одночиплетного процессора ниже более чем на 25 %. Чуть в меньшей степени страдает и скорость копирования, а вот скорость записи в память у Ryzen 7 7700X и Ryzen 9 7950X почти одинакова. Вывод неутешительный: полностью загрузить работой контроллер DDR5 SDRAM один CCD-чиплет не в состоянии, причём в новом поколении процессоров AMD ситуация усугубилась, поскольку скорость чтения из памяти оказывает ощутимое влияние на производительность в приложениях, работающих с большими объёмами данных.

И третья особенность рассматриваемого процессора, не упомянуть о которой невозможно, — его температурный режим. Формально Ryzen 7 7700X относится к числу CPU с тепловым пакетом 105 Вт, и в этом он не отличается от Ryzen 7 5800X и Ryzen 7 3800X. Однако у всех новых Ryzen есть явные проблемы с отводом тепла: даже при сравнительно невысоком энергопотреблении их нагрев достигает пугающе высоких температур.

Например, при многопоточном рендеринге в Cinebench R23 температура Ryzen 7 7700X превышает 90 градусов даже при использовании кастомной системы жидкостного охлаждения с 360-мм радиатором.

На скриншоте можно увидеть ещё один достойный внимания момент: потребление во время рендеринга составляет 145 Вт — разрешённый максимум для Ryzen 7 7700X. Примерно такое же потребление развивали многие процессоры AMD прошлых поколений, но до 90-градусных температур дело у них не доходило. Этот факт — ещё одна иллюстрация проблем Ryzen 7000 с теплораспределительной крышкой, которая сильно затрудняет передачу тепла от кристаллов CPU к системе охлаждения.

Бороться с высоким нагревом Ryzen 7 7700X и прочих его собратьев увеличением эффективности системы охлаждения бесполезно. Понизить температуры можно только дополнительной настройкой самого процессора в BIOS материнской платы. К счастью, AMD предусмотрительно добавила в Ryzen 7000 возможность ограничивать максимальную температуру, и мы настоятельно рекомендуем воспользоваться этой функцией и ограничить нагрев, например, 80 градусами. Искать эту опцию следует в подразделе AMD Overclocking/Precision Boost Override.

А чтобы при этом не потерять в производительности, стоит выполнить ещё одно действие — снизить напряжение питания CPU через функцию Core Curve Optimizer. Мы рассказывали подробно, как ей пользоваться, в обзоре Ryzen 7 7600X, и Ryzen 7 7700X, как и его младший собрат, тоже способен работать при напряжении, сниженном на 0,05-0,1 В относительно заводских установок. Поэтому в большинстве случаев достаточно будет просто установить параметр Curve Optimizer Magnitude (в подразделе AMD Overclocking/Precision Boost Override/Curve Optimizer) в -25 или -30 для всех ядер одновременно.

С такими настройками Ryzen 7 7700X не будет нагреваться выше 80 градусов с любой системой охлаждения, а, при условии её достаточной эффективности, производительность останется близка к изначальной (а может, даже и немного повысится).

⇡#Взгляд в прошлое

После того как мы познакомились с главным героем тестирования, самое время вспомнить, чем он принципиально лучше предшественников — восьмиядерных представителей серии Ryzen 7, которые AMD предлагала раньше.

Большинство рекламных рассказов про процессоры семейства Ryzen 7000 начинаются одинаково — с упоминания о новой архитектуре Zen 4, которая за счёт увеличения размеров внутренних буферов повысила показатель IPC (удельную производительность в пересчёте на частоту) по отношению к Zen 3 на довольно заметные 13 %. Вторым пунктом в списке преимуществ новинок обычно идёт более современная технология производства: CCD-чиплеты процессоров Ryzen 7000 выпускаются на TSMC по 5-нм нормам. И это тоже вносит вклад в прирост быстродействия — тонкий техпроцесс позволил поднять тактовые частоты Ryzen 7000 выше 5 ГГц. Например, превосходство того же Ryzen 7 7700X над предшественником по частоте достигает 15 %, и столь решительных шагов на данном направлении AMD до сих пор себе не позволяла.

Однако простые пользователи, столкнувшиеся с Ryzen 7 7700X лицом к лицу, в первую очередь увидят не архитектуру Zen 4 и высокие частоты. Для них на передний план выйдет то, что этот процессор предназначен для новой платформы Socket AM5, которая отличается от привычной Socket AM4 чуть менее, чем во всём. Из-за этого он имеет LGA-исполнение без ножек, поддерживает исключительно DDR5 SDRAM, может работать с PCIe 5.0 SSD и видеокартами, а также обладает интегрированной графикой. И следовательно, покупка Ryzen 7 7700X в большинстве случаев будет больше похожа не на апгрейд, а на переход на совершенно новый ПК.

При этом решившиеся на такой переход в итоге заметят не только существенный прирост производительности, обеспечиваемый новой архитектурой и повышенными частотами, но и некоторые формальные признаки, отличающие Ryzen 7000 от предшественников. Например, увеличение размера L2-кеша с 512 до 1024 Кбайт на ядро или появление поддержки набора инструкций AVX-512.

Любопытно, что сама AMD считает архитектуру Zen 4 всего лишь оптимизированным вариантом Zen 3. И в этом смысле предшествующий восьмиядерник Ryzen 7 5800X архитектурно куда более интересен, поскольку сделанный в нём переход от Zen 2 к Zen 3 стал причиной в полтора раза большего прогресса в IPC, нежели на последующем шаге. Основной вклад в произошедший на этом этапе 19-процентный прирост удельной производительности внёс перевод Ryzen на полноценные восьмиядерные «комплексы» CCX (Core Complex) — до этого процессоры AMD компоновались из четырёхъядерных строительных блоков. В результате все ядра восьмиядерного Ryzen 7 5800X получили возможность взаимодействовать друг с другом напрямую, а 32-Мбайт кеш третьего уровня стал полностью однородным, а не состоящим из двух самостоятельных половинок.

Производился Ryzen 7 5800X по 7-нм техпроцессу, который даже на момент его выхода был далеко не новым, поэтому его частоты не показали заметного прогресса. Однако производительность Ryzen 7 5800X на фоне Ryzen 7 3800X всё равно выросла очень заметно, на что повиляли не только изменения в структуре CCX, но и другие важные архитектурные изменения. В их числе: перегруппировка и добавление исполнительных устройств, увеличение скорости работы с L1D-кешем, а также улучшение алгоритмов предсказания переходов.

В конечном итоге именно Ryzen 7 5800X стал первым процессором AMD, который смог посоперничать с решениями Intel по игровой производительности, хотя явных отличий от предшественника в числовых спецификациях он не имел. Более того, в Ryzen 7 5800X даже применялся точно такой же чиплет ввода-вывода, как и в процессорах предшествующего поколения. Поэтому с точки зрения поддержки памяти и внешних интерфейсов Ryzen 7 5800X почти идентичен Ryzen 7 3800X.

Поколение Ryzen 5000 интересно ещё и тем, что в нём AMD впервые обкатала «трёхмерный кеш» 3D V-Cache — способ расширения L3-кеша путём монтажа поверх CCD-чиплета ещё одного полупроводникового кристалла с дополнительной SRAM-памятью. Так появился Ryzen 7 5800X3D — разновидность восьмиядерника на архитектуре Zen 3 с L3-кешем, увеличенным до 96 Мбайт. Как показала практика, вместительный 3D-кеш добавляет 15 % к игровой производительности, поэтому AMD перенесла этот приём и в актуальное поколение CPU.

Но сколь бы прорывными ни были процессоры на ядрах Zen 3, нельзя переоценить и значение вышедшего в 2019 году Ryzen 7 3800X с архитектурой Zen 2. Ведь он стал первым потребительским CPU, где был на практике опробован новаторский чиплетный дизайн. Процессор перестал быть монолитным и был физически поделён на полупроводниковые кристаллы двух видов — CCD-чиплеты с ядрами и чиплеты ввода-вывода с внешними интерфейсами. В частности, в состав Ryzen 7 3800X вошло два кремниевых кристалла: 7-нм ССD-чиплет с парой четырёхъядерных комплексов CCX и 12-нм I/O-чиплет с улучшенным контроллером DDR4-памяти и поддержкой PCIe 4.0.

При этом архитектура Zen 2, лежащая в основе ядер Ryzen 7 3800X, тоже оказалась довольно серьёзным шагом вперёд. По сравнению с Zen она получила 15-процентный прирост в удельной производительности, который обеспечили два ключевых изменения. Во-первых, удвоение объёма кеш-памяти третьего уровня — 32-Мбайт L3 впервые появился именно в Ryzen 7 3800X. И во-вторых, расширенный вдвое FP-блок, который научился работать с AVX2-инструкциями напрямую, а не через их трансляцию в пары 128-битных команд. Кроме того, в Zen 2 нашли своё место и более мелкие исправления первоначальной архитектуры Zen вроде увеличения размера кеша декодированных микроопераций или улучшения алгоритмов предсказания переходов.

Однако пользователи, совершившие в своё время переход на Ryzen 7 3800X, сразу же отметили другой позитивный момент. Процессоры семейства Ryzen 3000 не только оказались более всеядными в отношении модулей памяти, но и стали нормально поддерживать скоростные модули DDR4 SDRAM. Причём настройка таймингов DDR4 давала существенный прирост производительности и превратилась чуть ли не в главный способ оптимизации систем на платформе AMD.

Что же касается ещё более ранних восьмиядерных процессоров, Ryzen 7 2700X и Ryzen 7 1800X, то из сегодняшнего дня они выглядят настоящими динозаврами, хотя и вышли всего пять-шесть лет тому назад. Тем не менее в своё время они были флагманскими предложениями, поскольку до перехода на чиплетный дизайн AMD не умела делать потребительские процессоры более чем с восемью ядрами. Но сейчас о таких «флагманах» можно говорить разве что в снисходительным тоне, и на то есть много причин.

Например, процессоры Ryzen 7 1800X и Ryzen 7 2700X производились по 14- и 12-нм техпроцессам, и это не давало AMD возможности вывести их частоты за пределы 4 ГГц. Кроме того, в используемых ими архитектурах Zen и Zen+ существовало огромное количество изъянов, которые подрывали производительность за пределами целочисленных вычислительных задач. У Ryzen первых поколений был недостаточно вместительный L3-кеш из двух 8-Мбайт частей, они страдали от высоких задержек межъядерного взаимодействия, а их блок FPU не мог напрямую выполнять операции с 256-битными регистрами. Плюс к тому, массу нареканий вызывал и реализованный в Ryzen 7 1800X и Ryzen 7 2700X контроллер DDR4. Он был капризен, почти не работал со скоростными модулями и добавлял при обращениях к памяти дополнительные задержки. Иными словами, хотя Ryzen 7 1800X и Ryzen 7 2700X и были довольно прогрессивными для своего времени продуктами, сейчас они выглядят не иначе как бета-версии нормальных CPU, с которыми мы имеем дело в настоящее время.

⇡#Энергопотребление и температуры

Сравнение разных восьмиядерных Ryzen начнём со сравнения их энергопотребления и температур. Формально их показатели TDP за время эволюционного процесса почти не менялись, но по факту за время своего пути от первоначальной архитектуры Zen до современной Zen 4 они стали намного горячее. Это хорошо видно по политике AMD, касающейся комплектации Ryzen 7 кулерами. Ryzen 7 2700X и Ryzen 7 3800X поставлялись вместе с кулером Wraith Prism, но впоследствии компания отказалась от поставки вместе с восьмиядерниками любых штатных систем охлаждения, возложив борьбу с нагревом на плечи пользователей.

Впрочем, не будем спешить с выводами и посмотрим, какие энергетические аппетиты проявляют восьмиядерники при многопоточном рендеринге в Blender, где показатели энергопотребления близки к максимально возможным для каждого из CPU.

Зрелище получается очень показательным. Все Ryzen 7 имеют ограничение по потреблению 142 Вт, однако срабатывает оно лишь для процессоров двух последних поколений — для Ryzen 7 7700X и Ryzen 7 5800X. Более старые восьмиядерники ведут себя скромнее: Ryzen 7 3800X потребляет не более 128 Вт, Ryzen 7 2700X — не более 135 Вт, а Ryzen 7 1800X — не более 120 Вт.

Казалось бы, потребление расходится не так сильно, но температурный режим представителей разных поколений различается кардинально. Во многом так получается потому, что у Ryzen первых поколений площадь полупроводникового кристалла составляла 213 мм², а после перехода на чиплетный дизайн и современные техпроцессы площадь CCD стала составлять от 70 до 81 мм². В результате отводить тепло от Ryzen последних поколений становится всё труднее и труднее.

Ниже приведены температурные кривые для пяти восьмиядерных Ryzen, полученные при рендеринге в Blender, когда для их охлаждения использовалась одна и та же кастомная система жидкостного охлаждения.

Отводить тепло от выпускавшихся по старым техпроцессам Ryzen 7 1800X и Ryzen 7 2700X было значительно проще, и это отлично видно по их температурам. Процессоры, построенные на 7-нм чиплетах, стали горячее на полтора-два десятка градусов — температура Ryzen 7 3800X и Ryzen 7 5800X при рендеринге доходит до 80 градусов. Но при выпуске 5-нм Ryzen 7 7700X компания AMD, похоже, окончательно плюнула на температуры. Для этого процессора не считается из ряда вон выходящим работать и при 90 градусах. Причём не помогает даже мощная система охлаждения: логика регулировки тактовой частоты в Ryzen последнего поколения устроена так, что при снижении температуры под нагрузкой они стараются увеличить свою частоту, а заодно и напряжение питания.

Однако нужно понимать, что тесты в Blender являются предельным случаем. В приложениях для рендеринга процессоры потребляют и греются значительно сильнее, чем, например, в играх. Поэтому давайте отдельно посмотрим на то, какое энергопотребление присуще разным восьмиядерным Ryzen в Cyberpunk 2077.

Здесь аппетиты всех участников тестирования заметно скромнее, и они разбиваются на две группы. В первой оказываются восьмиядерники на базе архитектур Zen, Zen+ и Zen 2 — они требуют для своей работы порядка 80 Вт электрической энергии. Во второй группе находятся более новые носители архитектур Zen 3 и Zen 4 — им для обслуживания игрового процесса в Cyberpunk 2077 требуется уже около 100 Вт.

С температурами картина ещё разнообразнее. Наиболее холодные Ryzen 7 1800X и Ryzen 7 2700X откровенно удивляют показаниями термодатчиков — столь умеренный нагрев их современным последователям и не снился. Несколько особняком расположена на графике кривая Ryzen 7 3800X — наша СЖО оказалась способна удерживать температуру этого процессора около 60 градусов. А вот Ryzen 7 5800X и Ryzen 7 7700X снова становятся антилидерами по температуре, хотя их нагрев в игре и не выглядит слишком пугающим.

Получается, что, хотя каждый раз, выводя на рынок новые процессоры, AMD рапортует о взятии очередных высот в энергоэффективности архитектур, в реальности вместе с производительностью растёт и потребление, и нагрев. Установленный для восьмиядерных процессоров предел потребления 142 Вт был достигнут уже в прошлом поколении Ryzen 7, а новый Ryzen 7 7700X в дополнение к этому совершенно не стесняется работать при температурах, превышающих 90 градусов.