Обзор процессоров AMD Ryzen 3 1300X и 1200: дешёвый Zen

Ещё когда процессоры Ryzen существовали только в проекте, компания AMD объясняла: микроархитектура Zen разрабатывается с прицелом на универсальность. Замысел состоял в том, чтобы вернуть себе утраченные позиции во всех сегментах процессорного рынка, но при этом не слишком потратиться на разработку. Именно поэтому для перспективных CPU и был выбран подход «one size fits all».

Сегодня же, когда мы уже увидели несколько видов CPU, построенных на архитектуре Zen, можно говорить с уверенностью: идея сработала. Все вышедшие за последние полгода процессоры AMD нового поколения: производительные Ryzen 7, массовые Ryzen 5 и серверные EPYC, не только имеют абсолютно одинаковую микроархитектуру, но и даже основываются на совершенно идентичных полупроводниковых кристаллах Zeppelin. Однако при этом все они оказываются абсолютно конкурентоспособны – каждый в своём сегменте. Но на этом сфера применения данного дизайна ещё не заканчивается: для Zeppelin и Zen есть ещё как минимум два полигона для внедрения: в процессорах Threadripper для премиальной десктопной платформы и в процессорах Ryzen 3, которые должны привести новую микроархитектуру в недорогие настольные системы. В том, что и здесь у AMD не возникнет никаких технических трудностей, сомнений нет: в гибкости нового процессорного фундамента мы уже неоднократно убеждались, а данные применения не выдвигают никаких специфических требований.

Но в случае с процессорами Ryzen 3, о которых пойдёт речь в этом материале, всё не так просто. Предполагается, что эти CPU должны стать альтернативой для интеловской серии Core i3, нацеливаясь на ценовой диапазон $110-$130. Процессоры такой стоимости представляют собой весьма лакомый кусок для производителя, потому что они способны продаваться огромными тиражами. Однако загвоздка в том, что выбирают их в первую очередь не для игровых систем, а для простых офисных или домашних компьютеров, которые скорее всего не требуют использования мощной графической карты и могут довольствоваться интегрированным в процессор GPU. А его у Ryzen 3 не предусмотрено. В результате тот Ryzen 3, с которым нам придётся иметь дело сейчас, на самом деле полноценным конкурентом для Core i3 не является.

Естественно, об этой проблеме знает и сама AMD. Поэтому APU, основанные на микроархитектуре Zen, она тоже готовит. Но появятся они ближе к концу года, а пока же компания предлагает вариант, который должен подойти лишь некоторой части целевой аудитории – геймерам, желающим построить сравнительно недорогую сборку для игр. И здесь Ryzen 3 действительно есть чем похвастать на фоне конкурента.

Стратегия AMD, благодаря которой она собиралась покорять сердца пользователей настольных компьютеров, была понятна с самого начала. Компания сформировала модельный ряд так, чтобы в каждом ценовом сегменте её процессоры обеспечивали более развитую многопоточность, чем есть у интеловских альтернатив. Этот принцип отчасти распространяется и на Ryzen 3. Хотя эти процессоры и представляют собой самый младший вариант Ryzen, они располагают четырьмя полноценными ядрами, в то время как альтернативные интеловские CPU, выступающие в той же ценовой категории, а это – Core i3, имеют лишь по два ядра. Правда, чтобы разделить Ryzen 3 и Ryzen 5 компания AMD в младшей серии процессоров заблокировала технологию SMT, поэтому в конечном итоге Core i3 и Ryzen 3 предлагают одновременное исполнение четырёх потоков. Но разница в том, как они это делают: у варианта AMD на каждый поток отводится отдельное аппаратное ядро, а у Intel – ядра выполняют по два потока на одном ядре за счёт технологии Hyper-Threading.

Есть у Ryzen 3 и ещё одно преимущество: они, как и все их более дорогие собратья, поддерживают разгон. Причём для этого не требуется приобретать специальные материнские платы: эксплуатировать процессоры на частотах, выходящих за пределы паспортных характеристик, позволяют даже сравнительно дешёвые материнские платы на базе набора системной логики B350, стоимость которых начинается с $80-90.

В конечном итоге Ryzen 3 кажется действительно привлекательным вариантом для сборки недорогого игрового компьютера. Понравиться такие CPU могут и экономным энтузиастам. Однако прежде чем утвердиться в таких выводах, всё нужно как следует проверить. Старшие Ryzen имели не слишком впечатляющую производительность в играх, и эта их особенность могла легко быть унаследована и младшими собратьями. Именно поэтому, как только в сфере нашей досягаемости появились Ryzen 3, мы тут же взялись за их обзор.

⇡#Подробности о Ryzen 3

Модельный ряд процессоров Ryzen 3, который представила компания AMD, состоит всего из двух моделей: Ryzen 3 1300X и Ryzen 3 1200. Тем не менее с появлением этой пары семейство Ryzen приобрело некую завершённость, и никаких существенных дополнений к платформе Socket AM4 больше пока не предвидится.

AMD Ryzen 3 1300X

В целом ассортимент всех Ryzen на сегодняшний день выглядит так:

Нетрудно заметить, что Ryzen 3 1300X по сути – несколько урезанная версия четырёхъядерника более высокого класса Ryzen 5 1500X. Новинка предлагает аналогичные тактовые частоты 3,5-3,7 ГГц, но лишена технологии SMT (многопоточности) и имеет вдвое меньший объём кеш-памяти третьего уровня. Такое ослабление характеристик компания AMD сопроводила уценкой на треть: Ryzen 3 1300X стоит $129.

AMD Ryzen 3 1300X

Что касается Ryzen 3 1200, то для него такие аналогии провести нельзя. Это самый дешёвый процессор среди всех Ryzen, стоимость которого установлена всего в $109, и, вероятно, именно поэтому по номинальным тактовым частотам он отстаёт от любых других своих собратьев. Кроме того, аналогично Ryzen 3 1300X он лишён технологии SMT и имеет урезанный до 8 Мбайт L3-кеш. Однако это всё равно настоящий четырёхъядерник: процессоров с меньшим числом ядер в линейке Ryzen нет и, по всей видимости, не будет.

AMD Ryzen 3 1200

Оба представителя серии Ryzen 3, как и все другие Socket AM4-процессоры, обладают разблокированными множителями, что позволяет их легко разгонять. Для этого подходят любые материнские платы на базе наборов логики X370 и B350, включая и достаточно дешёвые модели. По максимальным частотам, которые можно выжать при использовании типовых методов охлаждения, новинки скорее всего будут мало отличаться от других процессоров Ryzen: это обусловлено тем, что все они имеют один и тот же полупроводниковый базис.

Базис этот – выпускаемый по 14-нм технологии на производственных мощностях GlobalFoundries восьмиядерный кристалл Zeppelin, который компания AMD использует не только во всех Ryzen, но и в Threadripper, и даже в серверных EPYC. Поначалу это казалось удивительным, но теперь расчёт производителя прояснился: AMD решила выиграть за счёт унификации и снижения расходов на разработку. Кроме того, применение Zeppelin в продуктах с кардинально различными характеристиками позволяет компании рационально пристраивать производственную отбраковку. В частности, в Ryzen 3 могут применяться кристаллы Zeppelin с браком и в области вычислительных ядер, и в области L3-кеша, ведь эти процессоры используют арсенал полупроводникового чипа лишь наполовину.

Полупроводниковый кристалл Zeppelin

Впрочем, «наполовину» в данном случае не буквально точное определение. Как известно, полупроводниковый кристалл Zeppelin вмещает два четырёхъядерных CCX-комплекса, соединённых между собой шиной Infinity Fabric. Но четырёхъядерные процессоры Ryzen 3 (как, кстати, и Ryzen 5) AMD получает отнюдь не полным выключением одного из двух CCX-комплексов. Эти процессоры получены по формуле «2+2», то есть на кристалле активны оба комплекса, но в каждом из них деактивировано по два процессорных ядра.

На первый взгляд такой подход кажется не совсем логичным, но он, если вдуматься, имеет несколько преимуществ. Первое заключается в том, что полупроводниковых кристаллов с одним бракованным и вторым полностью рабочим CCX-комплексом получается не так много. Дефекты обычно разбросаны по площади полупроводника более-менее равномерно, поэтому их присутствие в области одного CCX-комплекса скорее всего означает и наличие дефектов во втором CCX-комплексе тоже. В результате схема «2+2» против «4+0» позволяет реализовать существенно большую долю отбраковки. Тем более, что в Ryzen 3 вдвое урезан L3-кеш, что позволяет пускать на эти процессоры в том числе и те кристаллы, где проблемы затрагивают область кеш-памяти.

Во-вторых, кристалл с равномерно распределёнными работающими ядрами проще охлаждать. Схема с одним активным CCX-комплексом привела бы к тому, что активно нагревалась бы лишь одна половина полупроводникового кристалла, что влекло бы за собой увеличение плотности теплового потока и необходимость использования более производительных систем охлаждения. Схема же «2+2» явно лучше в смысле легкости отвода тепла. Например, боксовые версии Ryzen 3 комплектуются полностью алюминиевыми кулерами AMD Wraith Stealth, и этого вполне хватает.

Кулер AMD Wraith Stealth

Конечно, у схемы с использованием в четырёхъядерном процессоре двух CCX-комплексов есть и недостатки. Основной заключается в том, что связь между CСX-комплексами в полупроводниковом кристалле Zeppelin построена по шине Infinity Fabric, частота которой синхронизирована с частотой работы памяти. А это значит, что скорость взаимодействия между парами ядер и половинками L3-кеша в таком процессоре различается в зависимости от того, идёт ли речь о ядрах, относящихся к одному CCX-комплексу, или нет. Обращения из одного CCX-комплекса к другому порождают дополнительные латентности, которые тем выше, чем медленнее память, которая используется в системе. Именно поэтому AMD рекомендует эксплуатировать свои процессоры с более быстрой DDR4-памятью, но в случае недорогих процессоров Ryzen 3 такая рекомендация выглядит как минимум странно.

Впрочем, полноценный четырехъядерный процессор за сто с небольшим долларов выглядит настолько заманчивым вариантом, что все подобные нюансы можно запросто проигнорировать. Да и вообще, привлекательность любых Ryzen во многом определяется их ценами, что отлично иллюстрирует следующая таблица.

⇡#Разгон

С частотным потенциалом Ryzen 3 история совершенно обычная. Поскольку в основе этих процессоров лежит всё тот же 14-нм полупроводниковый кристалл Zeppelin площадью порядка 200 мм², по разгоняемости они почти не отличаются от всех остальных Ryzen с большим количеством активных ядер. Надежда на то, что отключенные на кристалле ядра позволят Ryzen 3 штурмовать более отдалённые пределы по частоте, была, но она разбилась о реальность. Эффект от уменьшения числа работающих ядер проявляется лишь в более низких температурах разогнанного процессора под нагрузкой. Это, в теории, могло бы позволить выжать дополнительную сотню-другую мегагерц, но для этого пришлось бы повышать напряжение питания процессора выше безопасного предела, который, по словам AMD, находится в районе 1,4-1,45 В. Поэтому в конечном итоге типичный и применимый для рабочей конфигурации разгон для любого из Ryzen 3 – всё те же 3,9-4,1 ГГц.

Практическую проверку нераскрытого частотного потенциала Ryzen 3 мы провели с процессором Ryzen 3 1300X, хотя Ryzen 3 1200 в плане разгона ничем не отличается от своего старшего собрата. Оба эти CPU, как и все остальные процессоры для платформы Socket AM4, имеют свободные множители и могут быть легко выведены на повышенную частоту простым изменением коэффициента умножения и питающего напряжения. Как выяснилось, стабильность работы нашего экземпляра Ryzen 3 1300X на частоте 4,0 ГГц достигается при установке напряжения 1,425 В.

Испытания устойчивости работы системы при таком разгоне были проведены при помощи утилиты LinX 1.0.0K (AMD Edition), которая, как показала практика, разогревает Ryzen и находит проблемы в стабильности лучше, чем последние версии Prime95 29.x.

Максимальная температура в процессе проверки составила всего лишь 65 градусов и не вызвала никакого беспокойства. Правда, для охлаждения мы пользовались достаточно производительным воздушным кулером Noctua NH-U14S, но имеющийся запас по температуре наверняка бы позволил достичь такой же частоты и с более простой системой охлаждения.

Учитывая полученный результат, для работы на повышенных частотах логичнее выбирать Ryzen 3 1200: стоит он дешевле, а его разгон до 3,9-4,1 ГГц даст прирост частоты на целых 30 процентов, что может расцениваться как оверклокерский успех. Ryzen 3 1300X же имеет сравнительно высокие номинальные частоты и так, поэтому для него относительный результат разгона окажется заметно ниже – порядка 15 процентов.