Статья: Обзор процессора AMD Ryzen 5 1500X: когда недогрузили ядер

Процессоры AMD Ryzen, ассортимент которых к настоящему времени вырос уже до семи моделей с числом ядер от четырёх до восьми, после бесчисленных корректировок настроек операционной системы, выхода новых версий BIOS и даже игровых патчей,  продолжают проявлять себя на зависть хорошо в одних задачах и на удивление посредственно – в других.  Впрочем, добиваться успеха, не имея на руках очевидных козырей, AMD умеет очень неплохо. И поэтому списывать со счетов всё многообразие Ryzen не следует даже любителям игр.

Например, с шестиядерными процессорами серии Ryzen 5 компания провернула весьма удачный финт, установив их стоимость на одном уровне с четырёхъядерными Core i5. Благодаря этому в лице Ryzen 5 1600X мы получили очень достойную альтернативу для Core i5-7600K, даже несмотря на более низкий показатель IPC. 

Но в семейство Ryzen 5 входят не только шестиядерные процессоры. Оно включает в себя и четырёхъядерники, которые, согласно замыслу производителя, должны бороться с младшими версиями Core i5 в ценовой категории «до $200». Однако в том, что такая борьба будет действительно происходить на равных, есть определённые сомнения. Версии Ryzen, которые AMD предлагает в остальных ценовых сегментах, обладают большим, по сравнению с интеловскими альтернативами, количеством вычислительных ядер. В случае же младших Ryzen 5 это правило не выполняется: здесь формальное преимущество на стороне процессоров AMD лишь в том, что они, в отличие от Core i5, обладают технологией многопоточности SMT. Достаточно ли этого, чтобы четырёхъядерные Ryzen 5 смогли стать убедительной альтернативой младшим представителям серии Core i5, мы посмотрим в этом обзоре, который посвящён тестированию старшего четырёхъядерника с микроархитектурой Zen, Ryzen 5 1500X.

⇡#Модельный ряд Ryzen 5: от четырёх до шести

Семейство Ryzen 5 состоит из четырёх процессоров. Старшая модель – это 250-долларовый 95-ваттный процессор Ryzen 5 1600X с шестью ядрами и поддержкой технологии многопоточности SMT (Simultaneous multithreading), обладающий массивным L3-кешем на 16 Мбайт и базовой частотой 3,6 ГГц. При работе в реальных условиях частота этого процессора может возрастать до 3,7 ГГц при многопоточной нагрузке и до 4,0 ГГц при нагрузке на одно или два ядра. А технология XFR (extended frequency range) поможет поднять частоту ещё выше – до 4,1 ГГц в случае активности лишь одного процессорного ядра. Свой Ryzen 5 1600X компания AMD противопоставляет Core i5-7600K, который имеет лишь четыре ядра, лишён технологии Hyper-Threading, располагает сравнительно небольшим L3-кешем объёмом 6 Мбайт и работает на частотах 3,8-4,2 ГГц. В таком сопоставлении Ryzen 5 1600X выигрывает практически по всем параметрам, поэтому совершенно неудивительно, что в конечном итоге предложение AMD выглядит весьма заманчиво.

В случае с более дешёвым Ryzen 5 1500X ситуация оказывается совершенно иной. Данный CPU оценён производителем в $189, что делает его конкурентом Core i5-7400 или даже Core i5-7500, если ориентироваться на реальные розничные цены. При этом Ryzen 5 1500X имеет четыре ядра с поддержкой SMT, 16-мегабайтный L3-кеш, базовую частоту 3,5 ГГц с возможностью авторазгона при невысокой нагрузке до 3,9 ГГц, а его тепловыделение вписывается в 65-ваттный тепловой пакет. В итоге неоспоримое превосходство над Core i5 получается лишь в размере кеш-памяти и в поддержке технологии многопоточности, по числу же ядер и частотам Ryzen 5 1500X и равноценные Core i5 почти одинаковы. Правда, все варианты Ryzen поддерживают разгон, а у младших Core i5 множитель частоты блокируется, но даже этот факт не позволяет говорить о подавляющем перевесе Ryzen 5 1500X по характеристикам – шестиядерный Ryzen 5 в этом плане выглядит куда интереснее.

Оставшиеся в семействе Ryzen 5 модели процессоров: 220-долларовый Ryzen 5 1600 и 170-долларовый Ryzen 5 1400 — аналогичны Ryzen 5 1600X и Ryzen 5 1500X соответственно, но имеют немного более низкие рабочие частоты, что делает их менее привлекательными вариантами по паспортным характеристикам, но зато более интересным выбором с прицелом на разгон.

Целиком весь модельный ряд Ryzen на данный момент имеет следующий вид:

Неплохо выглядит и платформа для Ryzen. В отличие от старой платформы Socket AM3, новая — AM4 — получила все необходимые на современном этапе возможности, включая двухканальную DDR4 SDRAM, выделенную процессорную шину PCI Express 3.0 x4 для NVMe SSD, интерфейс USB 3.1 Gen2 и т. д. Старший набор системной логики для Ryzen, X370, поддерживает разгон процессоров, а также конфигурации SLI и Crossfire. Более демократичный чипсет, B350, слегка урезан по числу линий PCI Express и не поддерживает мульти-GPU, однако он так же, как и X370, не чинит никаких препятствий разгону. Ассортимент материнских плат, основанных на этих чипсетах, весьма широк, он включает продукты различных ценовых категорий и разных форм-факторов.

Всё это позволяет ставить конфигурации, основанные на процессорах Ryzen, в один ряд с привычными сборками на базе интеловских чипов, что действительно выглядит как огромное достижение компании AMD, оправившейся после фиаско с Bulldozer. Микроархитектура Ryzen эффективна и конкурентоспособна, тепловыделение новых процессоров не выходит за границы разумного, а платформа для них обладает всеми необходимыми свойствами.

Однако, как показало практическое знакомство, процессоры Ryzen не лишены и серьёзных недостатков. Причём у представителей серии Ryzen 5 они оказались абсолютно предсказуемыми и полностью унаследованными от немного более ранних Ryzen 7. И в этом нет ничего удивительного: обе серии процессоров базируются на одном и том же 14-нм полупроводниковом кристалле Zeppelin, то есть Ryzen 5 получается из восьмиядерных заготовок простым отключением «лишних» вычислительных ядер.

В первую очередь это выливается в то, что, как и в случае с Ryzen 7, «сырые» спецификации Ryzen 5 не позволяют с достаточной степенью достоверности судить об их реальном быстродействии. Современная интеловская микроархитектура Kaby Lake обладает лучшей удельной производительностью, а значит, при одинаковом числе ядер и одинаковой частоте процессоры Intel работают быстрее Ryzen 5. Это приводит к тому, что в задачах, которые плохо распараллеливаются для выполнения в несколько потоков одновременно, Ryzen 5, как и их старшие собратья, будут несколько проигрывать в быстродействии решениям микропроцессорного гиганта.

Есть в Ryzen и ещё одно выраженное слабое место. Новые процессоры AMD более чувствительны, чем их конкуренты, к пропускной способности памяти, но с поддержкой скоростной памяти у них существуют серьёзные проблемы в части совместимости. Новые версии BIOS смогли несколько улучшить ситуацию с работоспособностью памяти в режимах быстрее DDR4-2400/2666, однако контроллер памяти Ryzen продолжает показывать удручающе высокую латентность, что серьёзно подрывает производительность в задачах, активно работающих с большими объёмами данных.

Не слишком воодушевляет и разгон. Да, AMD сохранила свободные множители для всего модельного ряда своих новых CPU, однако достигаемые на практике результаты вряд ли могут стать серьёзным поводом для оптимизма. Любые версии новых процессоров AMD, в том числе и Ryzen 5, при использовании обычных методов охлаждения гонятся лишь до частот порядка 3,9-4,0 ГГц, в то время как современные четырёхъядерные интеловские чипы, которым противопоставляются Ryzen 5, зачастую способны штурмовать 5-гигагерцевую отметку. И даже если говорить о многоядерных чипах Core i7 класса HEDT, то и их частоты можно без труда доводить как минимум до 4,2 ГГц.

Полупроводниковый кристалл Zeppelin, лежащий в основе всех модификаций Ryzen, составлен из двух четырёхъядерных блоков CCX (Core Complex), которые соединены между собой посредством специальной шины Infinity Fabric. Конфигурации кристалла, применённые в Ryzen 5, несколько различаются. В шестиядерных Ryzen 5 1600X и 1600 в изначальном кристалле аппаратно деактивировано по одному ядру в каждом CCX. В четырёхъядерных процессорах Ryzen 5 1500X и 1400 заблокирована половина ядер. Но в Ryzen 5 1500X отключению подвергается по паре ядер в каждом CCX, что позволяет сохранить в работоспособном состоянии весь распределённый по двум CCX 16-мегабайтный кеш третьего уровня, а в Ryzen 5 1400 полностью блокируется один из двух CCX вместе с относящейся к нему 8-мегабайтной частью кеш-памяти. Таким образом, половиной от Ryzen 7 можно условно назвать лишь Ryzen 5 1400, старший же четырёхъядерник использует существенно большую часть изначального полупроводникового кристалла.

Впрочем, оптимальность выбранной для Ryzen 5 1500X конфигурации вызывает серьёзные сомнения. Сохранение в этом процессоре в функциональном состоянии двух CCX улучшает формальные спецификации в части объёма L3-кеша, но оставляет узкое место – синхронизированную с DDR4-памятью шину Infinity Fabric, которая замедляет любые коммуникации между ядрами. В результате Ryzen 5 1400 не только менее требователен к скорости работы памяти, но и в большинстве случаев при разгоне до одинаковой частоты окажется быстрее своего старшего собрата. Иными словами, в погоне за лучшими паспортными характеристиками AMD допустила в модельном ряду Ryzen 5 досадный перекос.

Да и вообще, процессоры Ryzen нельзя назвать лишёнными «детских болезней». Их много, но, к счастью, среди них нет никаких страшных хронических недугов. Какие-то вещи ещё могут быть исправлены патчами, какие-то требуют изменений в микроархитектуре, но и в сегодняшнем виде Ryzen представляет собой достаточно интересный вариант для настольного компьютера. Именно поэтому мы с большим интересом продолжаем знакомиться с различными представителями модельного ряда AMD Ryzen.

⇡#Ryzen 5 1500X в подробностях

Ryzen 5 1500X принципиально отличается от всех рассмотренных нами ранее CPU с микроархитектурой Zen тем, что в его коробочную поставку входит кулер. Процессор комплектуется сравнительно компактной системой охлаждения Wraith Spire, которая рассчитана на отведение 80 Вт тепловой энергии, а значит, она не только легко справится с охлаждением 65-ваттного процессора, работающего в номинальном режиме, но и может даже позволить некоторый разгон.

Стоит отметить, что Wraith Spire – это не самое старшее решение в линейке кулеров AMD Wraith, поэтому RGB-подсветка в нём не предусмотрена.

Что же касается характеристик Ryzen 5 1500X, то информацию о них нетрудно получить при помощи диагностической утилиты CPU-Z. При нагрузке на все ядра частота этого процессора составляет 3,6 ГГц.

При однопоточной нагрузке процессор автоматически разгоняется до 3,9 ГГц. Таким образом, старший четырёхъядерный CPU в линейке Ryzen работает примерно на 100-200 МГц медленнее флагмана Ryzen 7 1800X.

Таковы особенности построения модельного ряда новых процессоров AMD: с уменьшением числа ядер частоты тут не растут, а наоборот – убывают. Связано это с тем, что применяемый при производстве Ryzen 14-нм технологический процесс LPP компании GlobalFoundries не может обеспечить приемлемый выход годных кристаллов, способных работать на частотах выше 3,4-3,5 ГГц при безопасных напряжениях и с невысоким тепловыделением. Поэтому для старших моделей Ryzen кристаллы тщательно отбираются, а младшие модификации получают ординарную начинку.

При работе в номинальном режиме с использованием штатного кулера Wraith Spire процессор Ryzen 5 1500X разогревается не выше 70 градусов. Соответственно, никаких претензий к температурному режиму нет.

А вот контроллер памяти Ryzen 5 1500X неприятно удивил. Специально подобранные модули памяти, построенные на чипах Samsung B-die, которые без проблем работали с другими процессорами Ryzen с частотой DDR4-3200, с Ryzen 5 1500X смогли запуститься лишь как DDR4-2933. Самый же скоростной режим DDR4 SDRAM попросту не активировался.

Причём данная проблема относится не к конкретному экземпляру CPU, а к Ryzen 5 1500X в целом: после замены процессора другим образцом мы столкнулись ровно с теми же симптомами: совместимость с DDR4-3200 у четырёхъядерника, похоже, принудительно заблокирована производителем. 

⇡#Разгон

Многие надеялись, что уж четырёхъядерные Ryzen 5 смогут разгоняться лучше своих старших собратьев и окажутся способны сбросить с себя «проклятие 4 ГГц». Однако чуда вновь не произошло: поскольку в основе Ryzen 5 1500X лежит всё тот же 14-нм полупроводниковый кристалл Zeppelin площадью порядка 200 мм², разгонный потенциал получился совсем не лучше, чем у остальных Ryzen с большим количеством ядер. К тому же значительная часть процессоров Ryzen 5 представляет собой отбраковку от производства восьмиядерных CPU, и поэтому в некоторых случаях пользователи могут получить даже более посредственные по оверклокерскому потенциалу чипы. 

Что же касается доставшегося нам экземпляра Ryzen 5 1500X, то при охлаждении воздушным кулером Noctua NH-U14S он смог устойчиво работать на максимальной частоте 4,0 ГГц. Для прохождения теста стабильности в новой, оптимизированной под процессоры с микроархитектурой Zen программе Prime95 29.10 напряжение питания пришлось увеличить до 1,425 В. Напряжения, не превышающие 1,45 В, инженеры AMD считают относительно безопасными для длительного использования, поэтому полученный разгон можно считать применимым для каждодневного использования в «боевой» системе.

Максимальная температура в процессе проверки стабильности составила всего лишь 66 градусов и не вызвала никакого беспокойства. Однако разогнать Ryzen 5 1500X выше 4,0 ГГц не получилось – дальнейший прирост частоты вызывал нестабильность. Результат разгона несколько разочаровал — несмотря на то, что частоту процессора относительно паспортного значения удалось увеличить на 14 процентов, это явно хуже того разгона, которым могут порадовать своих владельцев представители семейства Kaby Lake, особенно после скальпирования.

Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что в одной ценовой категории с Ryzen 5 1500X компания Intel может предложить лишь оверклокерский процессор с двумя ядрами – Core i3-7350K. Ryzen 5 1500X же обладает четырьмя полноценными ядрами, а младший интеловский процессор с таким же количеством ядер и возможностью разгона стоит почти на 30 процентов дороже.