Статья: Обзор процессора AMD Ryzen 5 1600X: Core i5-7600K, подвинься!

Анонс процессоров Ryzen 7, построенных на принципиально новой микроархитектуре AMD Zen, состоялся почти полтора месяца тому назад. И судя по тому, каким накалом отличаются неутихающие с тех пор дискуссии, прямо или косвенно затрагивающие новые процессоры, AMD удалось привлечь к своему продукту немало внимания. Однако столь жаркие дебаты объясняются в том числе и тем, что Ryzen 7 трудно назвать исключительно безукоризненной новинкой. Процессоры этого семейства получили нетипичные акценты в производительности и могут похвастать хорошими скоростными показателями преимущественно в приложениях для создания и обработки цифрового контента. В игровых же системах Ryzen 7 выглядит далеко не выдающимся вариантом, по крайней мере пока.

Впрочем то, что большинство участников споров о Ryzen обладателями таких чипов не является, а отстаивают свои позиции исключительно с умозрительных позиций, связано отнюдь не с тем, что этот процессор в чём-то не оправдал возложенных на него ожиданий. Такая ситуация сложилась скорее из-за того, что присутствующие на рынке модификации Ryzen 7 имеют сравнительно высокую стоимость и, вообще говоря, на роль массовых продуктов не претендуют. Сама AMD позиционирует Ryzen 7 как альтернативу интеловской элитной платформе HEDT (High-End Desktop), а потому цены процессоров данного семейства стартуют с отметки в $329.

Но сегодня, 11 апреля, всё должно измениться. На рынок приходят процессоры с микроархитектурой Zen более доступного семейства Ryzen 5, благодаря которому компания AMD хочет попытаться добиться успеха в популярном среднем сегменте. Цены новинок выглядят очень привлекательно, и успех предпринятой инициативы зависит лишь от того, смогут процессоры Ryzen 5 соответствовать представлениям среднестатистических пользователей о свойствах, которыми должен обладать главный чип в современном персональном компьютере, или не смогут.

И вот в этом как раз и заключается основная интрига. Дело в том, что стратегия AMD предполагает активное продвижение многоядерности. Любые Ryzen по сравнению с процессорами Intel аналогичной стоимости в обязательном порядке предлагают большее число физических и логических ядер, а это, вообще говоря, – не стопроцентно выигрышный подход. Однако в случае с Ryzen 5 он вполне может и сработать. Микроархитектура Zen предлагает достаточно неплохую удельную производительность на ядро, процессоры семейства Ryzen 5 сопоставимы по рабочим частотам с интеловскими альтернативами, а кроме того, они предлагают некоторые дополнительные преимущества, например, способность к разгону.

В настоящем материале мы попробуем проанализировать, насколько достойной альтернативой интеловским Core i5 могут стать процессоры Ryzen 5 и подробно познакомимся со старшей моделью в новом семействе, Ryzen 5 1600X, которая собирается затмить Core i5-7600K.

⇡#Модельный ряд Ryzen 5

Так или иначе, Ryzen 7 тяжело назвать идеальными процессорами для игровой системы. С одной стороны, они дороги и существенно превосходят по цене явно не худшие с точки зрения игровой производительности альтернативы, а с другой – ресурсы любого такого восьмиядерного процессора с поддержкой технологии SMT (simultaneous multithreading) для современных игр попросту избыточны. Иными словами, Ryzen 7 – это скорее вариант для рабочей станции, предназначенной для создания и обработки цифрового контента, чем массовый процессор для широких кругов любителей компьютерных развлечений.

Ryzen 5 же для игровых систем подходит куда лучше. Это понятно и по его строению, об этом говорит и сама AMD. В этой процессорной серии число ядер сокращено до уровня, адекватного нагрузке, создаваемой играми, а стоимость снижена настолько, чтобы приобретение подобного CPU не стало непосильной ношей для среднестатистического геймера. Однако AMD не стала отказываться от общей идеи, которую она планомерно проводит со своими новыми процессорами с микроархитектурой Zen. Ryzen 5, точно также как и представители старшего семейства, предлагают лучшие возможности многопоточности в сравнении с актуальными процессорами Intel, выступающими в той же ценовой категории. Причём, если в случае Ryzen 7, которые противопоставляются Core i7, AMD всё-таки не удалось переплюнуть флагманские LGA 2011-3 процессоры по абсолютному числу ядер и потоков, то Ryzen 5 в сравнении с Core i5 выглядят чистыми победителями. Количество ядер у новинок AMD больше до полутора раз, а по потокам преимущество доходит до троекратного.

В итоге, семейство Ryzen 5 объединяет в себе процессоры с микроархитектурой Zen, располагающие массивом из шести или четырёх ядер с поддержкой технологии SMT. Если учесть, что такие CPU должны стоить в диапазоне от $169 до $249, выглядит всё это очень многообещающе, особенно если иметь в виду типовые пользовательские задачи. Однако стоит иметь в виду, что Ryzen 5 сохраняет и другую характерную черту своих старших собратьев – базовые частоты, не превышающие отметку 3,6 ГГц. Хотя это и выглядит несколько нелогично, уменьшение числа активных ядер Zen не приводит к росту частотного потенциала, и рабочие частоты Ryzen 5 никаких рекордов не ставят.

Особенно сильно это проявляется в процессорах с четырьмя ядрами: соответствующие модели Ryzen 5 в этом плане заметно уступают старшим интеловским Core i5, частоты которых доходят до 3,8 ГГц. Но нехватку частотного потенциала в четырёхъядерниках AMD компенсирует заметно более низкой ценой, а старшим представителям серии Core i5 компания противопоставляет шестиядерные процессоры. Кроме того, все Ryzen 5 усилены технологией SMT, так что любой из процессоров данной серии имеет более развитые возможности для работы в многопоточных средах.

Модельный ряд процессоров Ryzen 5, который с сегодняшнего дня официально поступает в продажу, сформирован из четырёх процессоров.

	Ryzen 5 1600X	Ryzen 5 1600	Ryzen 5 1500X	Ryzen 5 1400
Ядра/потоки	6/12	6/12	4/8	4/8
Базовая частота, ГГц	3,6	3,2	3,5	3,2
Частота в турбо-режиме, ГГц	4,0	3,6	3,7	3,4
Технология XFR, МГц	+100	+100	+200	+50
Конфигурация кристалла	3+3	3+3	2+2	4+0
L3-кеш, Мбайт	16	16	16	8
TDP, Вт	95	65	65	65
Поддержка памяти	DDR4-2666	DDR4-2666	DDR4-2666	DDR4-2666
Процессорный разъём	Socket AM4	Socket AM4	Socket AM4	Socket AM4
Официальная цена	$249	$219	$189	$169

Все четыре процессора новой серии Ryzen 5 основываются на том же самом, что и Ryzen 7, полупроводниковом кристалле Zeppelin, который выпускается по 14-нм техпроцессу LPP с FinFET-транзисторами на предприятии GlobalFoundries, и структурно состоит из двух четрёхъядерных блоков CCX (CPU Complex). Это значит, что в основе четырёхъядерных и шестиядерных процессоров AMD лежит изначально восьмиядерный полупроводниковый кристалл, в котором на этапе производства заблокированы те или иные части. В результате AMD получает возможность посредством Ryzen 5 с выгодой для себя реализовывать бракованные полупроводниковые устройства, которые из-за дефектов в каких-то частях кристалла не могут быть применены в старшем семействе.

Любопытно, что в разных Ryzen 5 используются различные схемы отключения ядер. В шестиядерных Ryzen 5 1600X и 1600 деактивировано по одному ядру в каждом четырёхъядерном CCX. В четырёхъядернике Ryzen 5 1500X в каждом CCX отключено по два ядра. А в младшем Ryzen 5 1400 полностью заблокирован один из двух CCX, что помимо всего прочего приводит к уполовиниванию объёма L3-кеша. Таким образом, для трёх старших процессоров серии Ryzen 5, как и для Ryzen 7, остаётся крайне важна частота работы памяти, так как с этой частотой синхронизирована внутрипроцессорная шина Infinity Fabric, которая связывает оба CCX, контроллеры памяти и корневой комплекс PCI Express в единое целое.

Весть о том, что в Ryzen 5 на самом деле упрятано больше ядер, чем доступно пользователю, невольно вызывает вопрос, не появится ли со временем возможность разблокировки отключенных ядер. В истории такие случаи бывали, например, скрытые ядра можно было возвращать к жизни у процессоров AMD Phenom II и Athlon II. Однако в том, что подобное свойство откроется и у Ryzen 5, есть серьёзные сомнения. AMD постаралась больше не совершать подобные просчёты, да и с представителями семейства FX такой фокус уже не проходил.

Зато привычный разгон по частоте, открытый у всех модификаций Ryzen 5, никуда не пропал. Эти процессоры, как и представители линейки Ryzen 7, имеют свободные множители, и им можно беспрепятственно поднимать частоту до величин, выходящих за рамки паспортных режимов. Однако особенно впечатляющих результатов при этом всё же ожидать не стоит, ведь полупроводниковый кристалл в четырёхъядерных и шестиядерных Ryzen 5 такой же, как и в восьмиядерных Ryzen 7, а значит, максимально достижимая при обычном охлаждении частота вряд ли сможет подняться выше 3,9-4,1 ГГц.

⇡#AMD Ryzen 5 1600X в подробностях

На тестирование мы получили от AMD только старший шестиядерный процессор в семействе Ryzen 5, поэтому с тестами четырёхъядерных представителей этой серии мы сможем познакомить наших читателей несколько позднее.

Но и Ryzen 5 1600X представляется весьма интересным предложением: судя по стоимости, AMD прямо противопоставляет этот процессор интеловскому четырёхъядернику Core i5-7600K, и исход в таком противостоянии отнюдь не предрешён. У Core i5-7600K выше частота, но меньше ядер и нет поддержки Hyper-Threading, на чём и хочет сыграть AMD. При этом Core i5-7600K, как и Ryzen 5 1600X, – оверклокерский чип, и его рабочую частоту можно серьёзно нарастить дополнительно.

Номинальная частота Ryzen 5 1600X составляет всего 3,6 ГГц, но благодаря технологии Precision Boost реальная скорость при нагрузке на все ядра обычно чуть выше и составляет 3,7 ГГц. Если же работой загружено одно или два ядра, частота может подниматься вплоть до 4,0 ГГц, а технология XFR (Extended Frequency Range) способна накинуть к этой величине ещё 100 МГц при условии, что температура и потребление процессора достаточно далеки от предельных значений. Получается, что по частотной формуле Ryzen 5 1600X подобен Ryzen 7 1800X с поправкой на количество ядер.

Тепловой пакет Ryzen 5 1600X установлен в те же самые 95 Вт, что и у старших представителей в серии Ryzen 7. Но в реальности этот процессор горячим норовом вовсе не отличается. Например, при тестировании в Prime95 29.10 работающего в паспортном режиме Ryzen 5 1600X с воздушным кулером Noctua NH-U14S, мы не видели, чтобы температура поднималась выше 58 градусов, что представляется более чем благоприятным тепловым режимом. При этом основной термодатчик Tctl в Ryzen 5 1600X точно так же, как и в старших Ryzen 7, завышает показания на 20 градусов, что, по словам представителей AMD, сделано для более агрессивной работы применяемых систем охлаждения и для увеличения вероятности срабатывания XFR. Поэтому при анализе показаний температуры это искусственное смещение нужно иметь в виду, а ряд утилит, например, HWINFO64 вводят вспомогательную величину Tdie, которая отображает «истинную» температуру наряду с возвращаемой процессором. Предельный же нагрев Ryzen 5 1600X, при котором включается троттлинг, – 100 градусов по несмещённой оценке.

Остальные базовые характеристики Ryzen 5 1600X никаких вопросов не вызывают. Процессор хорошо описывается формулой «Ryzen 7 1800X минус два ядра». В итоге, его шесть ядер благодаря технологии SMT могут выполнять до 12 потоков, а кеш-память третьего уровня собрана из двух полноценных 8-мегабайтных половинок, относящихся к разным CCX.

Процессоры Ryzen 5, как и Ryzen 7, выпускаются в 1331-контактном исполнении Socket AM4 и могут работать в материнских платах с соответствующим гнездом, основанных на наборах логики X370, B350 и проч. Однако компания AMD при подборе подходящей платформы для новых шести- и четырёхъядерников рекомендует прежде всего обратить внимание на чипсет B350. Он немного проще, чем X370, и не поддерживает конфигурации из нескольких GPU, но полноценно разгонять Ryzen 5 платы на его основе вполне в состоянии. Преимущество таких решений заключается в их невысокой стоимости. Например, материнские платы ATX-формата на базе B350 продаются чуть дороже $100, а Micro-ATX варианты доступны по цене от $80.

Нужно отметить и ещё одну любопытную деталь. Процессоры семейства Ryzen 5 поставляются вместе с комплектными кулерами Wraith Stealth и Wraith Spire. Однако рассматриваемая нами модификация Ryzen 5 1600X комплектной системы охлаждения лишена. Связано это, очевидно, с тем, что простым кулером в данном случае обойтись всё-таки не получится, а добавлять к процессору сравнительно дорогой Wraith MAX производитель не захотел.

⇡#Перемены на программном фронте

Вместе с выводом на рынок новых моделей процессоров, основанных на микроархитектуре Zen, инженеры AMD продолжают заниматься оптимизацией программной инфраструктуры и планомерно исправляют детские болячки, на которые мы обратили внимание в наших первых обзорах. К настоящему времени сделано два больших усовершенствования, которые заслуживают отдельного рассказа.

Первое: выпуск новой микропрограммы AGESA (AMD Generic Encapsulated Software Architecture) версии 1.0.0.4, отвечающей за инициализацию и начальную настройку процессоров Ryzen. К сегодняшнему дню эта микропрограмма уже роздана производителям материнских плат, которые начали внедрять её в прошивки BIOS своих продуктов. Свежая версия AGESA призвана исправить две основные проблемы. В ней устранён нашумевший FMA3-баг, из-за которого при высокой нагрузке, связанной с исполнением векторных инструкций, процессоры Ryzen останавливались и зависали. Больше это явление наблюдаться не должно.

Другое важное изменение в новой версии AGESA – перенастройка контроллера памяти. Скорость работы процессоров Ryzen с подсистемой памяти вызывает серьёзные нарекания из-за ограниченной совместимости со скоростными модулями DDR4 SDRAM и очень высоких задержек. В обновлении AGESA специалисты AMD взялись за вторую проблему. В результате, латентности удалось сократить примерно на 5 нс, то есть на 3-7 процентов.

Нельзя сказать, что это – какой-то выдающийся результат, устраняющий проблему медленной работы с памятью, ведь контроллеры DDR4 SDRAM процессоров Intel могут предложить примерно вдвое более низкую латентность. Однако некий положительный эффект должно возыметь и такое улучшение. Очевидно, что приложения, работающие с большими объёмами памяти, а это в том числе и игры, получат некий прирост быстродействия.

Пока прошивки BIOS с внедрённым кодом AGESA 1.0.0.4 выпущены далеко не для всех материнских плат. Однако компания AMD вместе с процессором Ryzen 5 1600X выдала нам плату ASRock Fata1ity AB350 Gaming K4 с «правильной» версией прошивки. Поэтому результаты, которые мы получили в этом тестировании, уже учитывают снижение латентности памяти в новой микропрограмме.

Второе: AMD выпустила оптимизированную для процессоров Ryzen схему управления питанием, чем решила проблему с планировщиком операционной системы Windows 10. До сих пор AMD рекомендовала владельцам процессоров Ryzen пользоваться не стандартной схемой Balanced, а профилем High Performance. И это действительно несколько увеличивало производительность. Однако при этом процессор лишался способности сбрасывать частоту во время простоя, что приводило к повышению энергопотребления. Схема же Balanced слишком агрессивно парковала ядра (переводила их в пассивный режим), чем создавала дополнительные задержки при необходимости включения их в работу.

Созданная же инженерами AMD схема управления питанием привносит два ключевых изменения: парковка ядер полностью отключается, а управление частотой и питанием (состояниями P-state) передаётся от операционной системы к самому процессору – набору технологий SenseMI. Такой подход подобен тому, как работает управление питанием в режиме Balanced у процессоров Intel или как обращается с ядрами Ryzen операционная система Windows 7. То есть, проблема с агрессивной парковкой ядер существовала только в Windows 10 и только у новых процессоров AMD, и теперь она, благодаря оптимизированной специалистами AMD схеме управления питанием, успешно преодолена.

AMD оптимистично обещает, что после применения оптимизированной схемы производительность в игровых приложениях возрастает на величину от 3 до 10 процентов, причём происходит это без потерь в экономичности. Поэтому тестирование Ryzen 5 1600X мы проводили именно с этой схемой. Тем более, в ближайшее время она будет внедрена в драйвер чипсета и будет устанавливаться автоматически, активируясь по умолчанию.

⇡#Разгон

Многие надеялись, что Ryzen 5 будут разгоняться лучше своих старших собратьев. Это было бы логично: уменьшенное число ядер означает меньшее тепловыделение и больший простор для наращивания напряжения и частоты. Однако вынуждены разочаровать: ограничения частотного потенциала новых процессоров AMD обусловлены не температурами, а возможностями самого полупроводникового устройства и 14-нм техпроцесса LPP. Поэтому в действительности разгон у Ryzen 5 получается примерно такой же, как и у Ryzen 7, о чём честно предупреждает AMD.

Более того, не нужно забывать, что ряд процессоров Ryzen 5 – это отбраковка от производства Ryzen 7, и поэтому в некоторых случаях пользователи могут получить даже худшие по оверклокерскому потенциалу чипы. Впрочем, пока статистики очень мало, и какие-то общие выводы делать рано.

Что же касается доставшегося нам экземпляра Ryzen 5 1600X, 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 составила 70 градусов и не вызвала никакого беспокойства. Попутно мы убедились в способности Ryzen 5 1600X работать с DDR4-3200 памятью. В этом отношении по сравнению с Ryzen 7 не изменилось ровным счётом ничего. Режим DDR4-3200 доступен и стабилен при условии использования пары одноранговых модулей на базе чипов Samsung B-die.

Но в целом результат разгона хорошим всё-таки назвать нельзя. Частоту процессора относительно паспортного значения удалось увеличить всего на 11 процентов, и это явно хуже того разгона, которым могут порадовать своих владельцев представители семейства Kaby Lake, особенно после скальпирования.