Предварительный обзор AMD Ryzen 5 1600X и 1500X: отрезать с пользой

Новые процессоры Ryzen, которые были представлены на суд общественности несколько дней тому назад, подняли небывалую волну сетевых дискуссий. В чём-то первые Ryzen не оправдали ожиданий, в чём-то их превзошли, но гораздо важнее то, что AMD смогла сделать так, что о её процессорной продукции теперь не только много говорят. Вследствие появления Ryzen многие пользователи стали серьёзно рассматривать процессоры AMD в качестве возможной основы персональных компьютеров самого различного уровня – и это означает, что прямо сейчас происходит тектонический сдвиг в положении дел на процессорном рынке. Новая микроархитектура Zen серьёзно отличается от Bulldozer и производных, благодаря чему во многих случаях Ryzen можно противопоставлять даже современным Core i7. В результате, количество желающих приобрести новинку оказалось весьма солидным, и нет сомнений в том, что весь предварительно заготовленный перед стартом продаж миллион процессоров компания AMD сможет реализовать без труда.

Тем не менее, о настоящей популярности новых чипов AMD речь вести пока преждевременно. Дело в том, что для вывода Ryzen на рынок компания выбрала стратегию «сверху вниз», и на данный момент купить можно лишь старшие модели, которые относятся к серии Ryzen 7. А такие процессоры не могут стать массовыми как минимум по двум причинам.

Первая причина – цена. Линейка Ryzen 7 включает в себя три модификации стоимостью от $330 до $500. Это хоть и дешевле флагманских многоядерных процессоров Intel, но отнести Ryzen 7 к числу продуктов ходовой ценовой категории невозможно. Вторая причина не менее серьёзна, это – специфичный профиль производительности новинки. Ryzen 7 способен на равных состязаться в быстродействии с процессорами Core i7 лишь в том случае, если речь идёт о создании и обработке цифрового контента. В играх же производительность Ryzen 7 скорее соответствует уровню Core i5, что делает новый флагманский продукт AMD блестящим по сочетанию цены и производительности вариантом для работы, но достаточно заурядным – для игровых систем.

Именно поэтому существенная часть компьютерного сообщества заняла выжидательную позицию и хочет посмотреть, что смогут принести более доступные по цене варианты Ryzen: Ryzen 5 и Ryzen 3. В них AMD собирается сократить число вычислительных ядер, что, безусловно, нанесёт урон производительности в ресурсоёмких приложениях, но должно почти не сказаться на скорости в 3D-играх, ведь даже для самых современных игровых приложений массив из восьми вычислительных ядер с поддержкой SMT (одновременной многопоточности – Simultaneous multithreading) явно избыточен.

К счастью, ждать наиболее интересных версий Ryzen придётся относительно недолго. Анонс серии Ryzen 5, в которую войдёт как минимум один шести- и один четырёхъядерник, намечен на второй квартал текущего года и вероятнее всего произойдёт где-то в его середине. Выход же Ryzen 3 – перспектива более отдалённая: пока про сроки появления таких процессоров известно лишь то, что они появятся во второй половине года, а состав этой серии на данный момент неясен вообще.

Тем не менее для того, чтобы оценить перспективы Ryzen в роли массового продукта, вполне достаточно увидеть, на что способна серия Ryzen 5. По словам представителей AMD, входящие в неё процессоры получат цены в диапазоне от $200 до $300, то есть, они будут прямо противопоставляться интеловским Core i5. При этом характеристики основных представителей линейки Ryzen 5 уже объявлены официально. А это значит, что ничего не мешает смоделировать предстоящие новинки и дать аргументированный ответ на вопрос, стоит ли ждать их анонса тем, кого интересует новая платформа Socket AM4 и возможность сборки на её основе компьютера средней ценовой категории. Этим и займёмся.

⇡#Что про Ryzen 5 известно официально

Хотя серия Ryzen 5 формально считается ещё не выпущенной, это не помешало AMD упомянуть её во время официального представления Ryzen 7 и даже сообщить основные характеристики входящих в неё моделей.

По мнению самой компании, намеченные на второй квартал процессоры Ryzen 5 обладают наиболее привлекательным среди всех новинок AMD соотношением между ценой и производительностью и, обладая ценой до $300, могут стать востребованными у очень широкой аудитории.

Флагманский продукт в серии – процессор Ryzen 5 1600X. Он будет обладать шестью вычислительными ядрами и за счёт технологии SMT окажется способным выполнять 12 потоков одновременно. Номинальная тактовая частота обещана на уровне 3,6 ГГц, а в турбо-режиме, который у процессоров Ryzen включается при нагрузке на одно или два ядра, частота может возрастать до 4,0 ГГц. Кроме того, не стоит забывать про технологию XFR (Extended Frequency Range): в Ryzen 5 1600X, как следует из модельного номера, она поддерживается. Следовательно, при благоприятном температурном режиме частота может повышаться на дополнительные 100 МГц за пределы указанных в спецификации величин. В итоге, по рабочим частотам Ryzen 5 1600X совершенно аналогичен флагманскому процессору Ryzen 7 1800X.

Второй, младший продукт в будущей массовой серии – Ryzen 5 1500X. Несмотря на близкий с 1600X модельный номер, этот процессор – четырёхъядерник, который, тем не менее, поддерживает технологию SMT и способен выполнять восемь потоков одновременно. Номинальная частота данного четырёхъядерного процессора установлена в 3,5 ГГц, но при малопоточной нагрузке она может достигать 3,7 ГГц. Плюс, в Ryzen 5 1500X тоже предусмотрена технология XFR, так что рабочие частоты при достаточном охлаждении могут прирастать на дополнительные 100 МГц.

Отметим любопытный факт: с уменьшением числа активных ядер частота процессоров Ryzen не увеличивается, а даже наоборот. Это означает, что ограничения по предельным тактовым частотам у новых процессоров AMD определяются отнюдь не рамками тепловых пакетов. Они берутся из возможностей доступного компании 14-нм техпроцесса. Иными словами, AMD выжала из Ryzen всё, что могла, что мы уже видели во время почти безуспешных попыток разогнать Ryzen 7 1800X, и поэтому повышения номинальных частот выше 3,5-3,7 ГГц компания пока предложить не может.

Что же касается заявленных тепловых пакетов, то для Ryzen 5 1600X и Ryzen 5 1500X они точно так же, как и у Ryzen 7, весьма скромные. Шестиядерник вписывается в стандартные 95 Вт, процессор же с четырьмя ядрами – в энергоэффективные 65 Вт.

⇡#Что про Ryzen 5 можно предположить

На самом деле почти всё, что надо знать про Ryzen 5 1600X и Ryzen 5 1500X, сказала сама компания AMD. Единственная неясность в характеристиках осталась лишь в части объёма кеш-памяти третьего уровня или более обще – в конкретных конфигурациях полупроводникового кристалла. Однако эти параметры нетрудно домыслить с высокой степенью достоверности.

Единственный полупроводниковый кристалл, который может быть установлен в Ryzen 5 – это тот же самый восьмиядерный кристалл с кодовым именем Zeppelin, который в настоящее время используется в составе Ryzen 7.

Восьмиядерный полупроводниковый кристалл Ryzen 7 (Zeppelin)

Другого варианта у AMD в распоряжении нет и не будет как минимум до второй половины года, когда на рынок придут бюджетные процессоры Ryzen 3. Впрочем, пока ничего другого и не требуется: компания AMD рассматривает процессоры Ryzen 5 как удобный способ реализации отбраковки от производства восьмиядерников, в некоторых частях кристалла которых имеются какие-либо дефекты. Поэтому главный вопрос заключается в том, по какому принципу AMD будет отключать ядра на восьмиядерном кристалле для получения процессоров с шестью и четырьмя ядрами. Однако ответить на него несложно.

Напомним, восьмиядерный полупроводниковый кристалл Ryzen составлен из двух независимых структурных единиц – равноправных четырёхъядерных блоков CCX (CPU-Complex), которые соединены шиной Infinity Fabric и разделяют общий на весь процессор контроллер памяти, корневой комплекс PCI Express и прочие элементы северного моста. Помимо четырёх вычислительных ядер с индивидуальным на каждое ядро L2-кешем объёмом 512 Кбайт в CCX входит и разделяемый 8-мегабайтный кеш третьего уровня, который имеет 16-кратную ассоциативность и функционирует на единой частоте с процессорными ядрами. Этот кеш логически поделён на четыре сегмента по 2 Мбайт, однако деление это именно логическое: оно используется в алгоритмах кеширования для низкоуровневого чередования адресов и не предполагает возможность выключения из работы отдельных сегментов. То есть, отключение в CCX отдельных ядер не должно сказываться на объёме кеш-памяти третьего уровня.

Поэтому вариант получения шестиядерного Ryzen 5 1600X на базе восьмиядерного полупроводникового кристалла Zeppelin существует только один. Для сохранения симметричной конфигурации отключаться должно по одному ядру в каждом CCX. А это значит, что ядерная формула Ryzen 5 1600X будет выглядеть как 3+3, но общий размер L3-кеша останется равным 16 Мбайт, как и в восьмиядерниках.

Схема отключения двух ядер для Ryzen 5

С четырёхъядерным Ryzen 5 1500X сложнее. Этот процессор можно получить двумя различными способами: выключив по два ядра в каждом CCX, либо целиком выключив один из CCX. Но более вероятным представляется именно второй вариант, в котором ядерная формула будет выглядеть как 4+0, а L3-кеш сократится вдвое. Такой выбор более логичен на данном этапе, так как только он даст AMD возможность не отправлять в утиль кристаллы с дефектами в области кеш-памяти. А впоследствии, когда AMD выпустит процессоры Ryzen 3 и получит в своё распоряжение удешевлённые исконно четырёхъядерные кристаллы, компания сможет применять их в составе Ryzen 5 1500X наряду с отбраковкой Zeppelin.

Схема отключения четырёх ядер для Ryzen 5

Таким образом, полностью характеристики процессоров Ryzen 5 1600X и Ryzen 5 1500X с высокой долей вероятности будут выглядеть следующим образом:

Поскольку AMD неоднократно обещала, что разгон будет поддерживаться всеми моделями Ryzen, нет никаких сомнений, что Ryzen 5 1600X и Ryzen 5 1500X, как и их старшие собратья, никаких блокировок коэффицинтов умножения иметь не будут.

⇡#Моделируем Ryzen 5 1600X и Ryzen 5 1500X

Хотя до анонса Ryzen 5 пока остаётся достаточно много времени, смоделировать их производительность интересно уже сейчас. И это нетрудно сделать, имея в своём распоряжении один лишь образец Ryzen 7 1800X. Используемая нами при тестировании Ryzen материнская плата ASUS Crosshair IV Hero в последних обновлениях BIOS получила функцию отключения ядер, которая позволяет из восьмиядерного Ryzen 7 1800X получать процессор с шестью или четырьмя ядрами.

Что же касается корректировки рабочих частот, то в случае с Ryzen 5 1600X всё совсем просто. Его номинальные частоты полностью аналогичны частотам Ryzen 7 1800X, включая абсолютно такой же автоматический разгон в рамках технологий Precision Boost и XFR. Поэтому для того, чтобы получить представление о производительности шестиядерного Ryzen, достаточно лишь отключения пары ядер без какого-либо вмешательства в остальные настройки.

В случае же Ryzen 5 1500X ситуация несколько сложнее. Здесь мало отключить один из CCX, надо вмешиваться и в рабочие частоты, которые ниже, чем у Ryzen 7 1800X. Но сделать это не так просто. Дело в том, что при любом вмешательстве в частоту, управляющий блок SMU (System management unit) переходит в специальный оверклокерский режим. В нём деактивируется какое бы то ни было внутреннее управление напряжением питания процессорных ядер через встроенный механизм LDO (Low Drop-Out), и как следствие, технологии Precision Boost и XFR становятся недоступными. Иными словами, смоделировать динамически изменяемые рабочие частоты Ryzen 5 1500X невозможно, и довольствоваться придётся какой-то статической частотой.

В итоге, для Ryzen 5 1500X мы выбрали фиксированную частоту 3,7 ГГц. Это – некая точка, которая лежит внутри его диапазона рабочих частот с учётом технологии XFR. Однако нужно иметь в виду, что из-за этого в приложениях, ориентированных на многопоточность, мы в рамках эксперимента получим чуть более высокую производительность, а в однопоточных задачах, напротив, производительность смоделированного процессора окажется чуть ниже, чем у настоящего Ryzen 5 1500X.