Con la salida de Zen 3, AMD logró grandes avances en uno de los aspectos que lo dejaba atrás frente a la competencia, el desempeño gaming. El aumento del rendimiento mono núcleo que entrega esta mejora del proceso de 7nm le dió el suficiente empuje para rivalizar con el lado azul sin problema, logrando rendimiento equiparable incluso con frecuencias más bajas. Como ya les enseñamos anteriormente con los Ryzen 9 5950X y 5900X, ahora es el turno del Ryzen 7 5800X y Ryzen 5 5600X, este ultimo como la base de rendimiento con respecto a esta nueva serie 5000.
Arquitectura
AMD se embarcó en lo que describe como, un rediseño de la microarquitectura Zen 2, para ofrecer las ganancias que normalmente veríamos con un diseño completamente nuevo. De hecho, el aumento de ~19% en IPC representa su mayor aumento de una sola generación en la era ‘post-Zen’ (Zen +, Zen 2).
AMD prometió que ZEN3 traería cambios en su diseño, y que con ello habría una serie de mejoras en rendimiento. Estas mejoras están enfocadas en 3 frentes: Rendimiento de 1-core (IPC), Latencia, y Eficiencia Energética.
Lograr las impresionantes ganancias de IPC requirió una serie de modificaciones ‘de adelante hacia atrás’ en el diseño, que incluyen (pero no se limitan a) el subsistema de caché, el front-end, el predictor de ramas, el motor de ejecución y los elementos de carga / almacenamiento, todo con un concéntrese en impulsar el rendimiento de un solo subproceso mientras logra un mejor paralelismo de nivel de instrucción (ILP).
El resultado, es un rendimiento mejorado en todos los ámbitos en cargas de trabajo de punto flotante y enteros, de uno o varios subprocesos. Sin embargo, el límite de potencia de 142W impuesto por el zócalo AM4 restringe el alcance de las ganancias de rendimiento en algunas cargas de trabajo de subprocesos múltiples.
La gran mejora es con respecto al predictor de rama. AMD afirma una predicción de rama de “burbuja cero” con Zen 3, en la mayoría de las predicciones. En caso de que no sepan que es una burbuja en el pipeline principal, es cuando está inactiva debido a un bloqueo de memoria o una predicción de rama incorrecta, en la que todo el pipeline debe vaciarse y cargarse con un nuevo conjunto de instrucciones, desperdiciando preciosos ciclos de ejecución.
AMD introdujo el predictor TAGE para predicciones basadas en L2, mientras que el Predictor Hashed Perceptron se mantuvo para L1. Teniendo en cuenta que el primero ya es bastante eficiente, es probable que se mejore el segundo o quizás ambos.
Dentro de las mejoras en el motor de ejecución, fue sobre las unidades de numero entero, y algunas para punto flotante. Es por esto, que tenemos ahora una unidad mas ancha para enteros, y para punto flotante.
Se paso de 92 INT schedulers a 96 INT schedulers, en una configuración 4×24-entry ALU/AGU, de esta manera la ejecución de instrucciones enteras se aceleró, pasando de 7 issues por ciclo, a 10 issues por ciclo. Al tener schedulers ALU/AGU compartidos, se puede realizar un mejor balance durante las cargas de trabajo, de esta manera, se minimiza la latencia en la ejecución, y con ello, no es necesario aumentar la cantidad de unidades de ejecución ALU.
En lo relativo a la ejecución de Punto Flotante, se tiene una unidad FMAC (Filter Math Accelerator) de 4 ciclos más rápida, con ello se aumentó el ancho de banda de despacho de información. Además, se separaron las unidades F2I y F2I Store, de esta forma se tiene un scheduler mas largo.
La etapa final también tuvo mejoras, entre ellas, la unidad de Store/Queue (STQ) se amplió de 48 a 64 entradas. También, se triplicaron las operaciones por ciclo de memoria, con una cache L1-data de 32KB y 8-way, permitiendo ahora un máximo de 3 cargas por ciclo (2 si son instrucciones de 256bits), y un máximo de 2 almacenamientos por ciclo (1 si son instrucciones de 256bits). Con estos cambios, se tiene una copia mas rápida de cadenas cortas, mejorando el prefetching y la predicción de las dependencias de almacenamiento-carga de la información.
Sin duda, uno de los cambios a nivel de arquitectura que generó comentarios, fue la nueva distribución del CCX dentro de cada CCD. Pasando de una arquitectura de 4 cores por CCX, con 16MB de cache L3 cada uno, a una de 8 cores por CCX, y todos compartiendo 32MB de cache L3. Esto trae como beneficio inmediato una menor latencia en la ejecución de instrucciones, ya que no deben saltar de un CCX a otro, cuando un hilo de ejecución no tenía disponible memoria cache.
Este mismo diseño, lo vimos en los Ryzen 3 3300X, en donde se pasó a una configuración 4+0 en el CCD, a diferencia del Ryzen 3 3100 que tenía una configuración 2+2 en el CCD. Al tener todos los núcleos dentro del mismo CCX, la velocidad de acceso a la memoria caché, era mayor en comparación a la configuración 2+2, en donde los 4 núcleos estaban separados. Esta memoria cache de 32MB, estará compartida por los 8 núcleos del CCX.
Con este cambio, se aumentó la velocidad de acceso de la data a la memoria caché, hasta casi el doble. Con ello, aplicaciones como los juegos, verán un aumento en su rendimiento comparado con la generación anterior (ZEN2).
La topología de cada CPU quedará de esta forma. Con 1 CCD que tendrá hasta 8 núcleos en su interior como máximo (p.ej. Ryzen 7 5800X), y se aumentó la cantidad de información de escritura enviada al Infinity Fabric por ciclo a 16B.
Cuando pasamos a la topología de un CPU que necesita 2 CCDs, como por ejemplo un Ryzen 9 5900X (12C/24T) o el Ryzen 9 5950X (16C/32T), así lucirá. El Ryzen 9 5900X tendrá 6 núcleos por CCX, y el Ryzen 9 5950X tendrá los 8 núcleos por CCX.
En lo referente a las memorias RAM, con AMD existen 3 frecuencias que son importantes de mirar, el Infinity Fabric (fclk), Controlador de Memoria (uclk), y la Frecuencia de las Memorias (mclk).
Para una operación óptima, la relación entre estas 3 frecuencias debe estar pareada 1:1:1, y este punto en ZEN2 se lograba cuando la frecuencia de la memoria era de 1800MHz. Cuando se pasaba de ese punto, había inestabilidad en el sistema, y se debía hacer uso de divisores, que redundaban en una pérdida de rendimiento.
Con ZEN3, esta frecuencia de equilibrio se aumento a 2000MHz, por lo que utilizar memorias mas rápidas (DDR4-4000), traerá consigo un aumento de rendimiento global.
Especificaciones.
| Especificaciones | Intel Core i9 9900KS | AMD Ryzen 9 3900XT | AMD Ryzen 7 5800X | AMD Ryzen 7 3800XT | AMD Ryzen 7 3800X | AMD Ryzen 5 5600X | AMD Ryzen 5 3600XT | Intel Core i5 10600K |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Proceso de Fabricación | 14nm | 7nm | 7nm | 7nm | 7nm | 7nm | 7nm | 14nm |
| Cores | 8 | 12 | 8 | 8 | 8 | 6 | 6 | 6 |
| Threads | 16 | 24 | 16 | 16 | 16 | 12 | 12 | 12 |
| Frec. Base | 4.0 GHz | 3.8 GHz | 3.8 GHz | 3.9GHz | 3.9GHz | 3.7 GHz | 3.8 GHz | 4.1 GHz |
| Frec. Máx | 5.0 GHz | 4.7 GHz | 4.7 GHz | 4.7 GHz | 4.5GHz | 4.6 GHz | 4.5GHz | 4.8 GHz |
| Caché L2 | 2MB | 6MB | 4MB | 4MB | 4MB | 3MB | 3MB | 1.5MB |
| Caché L3 | 16MB | 64MB | 32MB | 32MB | 32MB | 32MB | 32MB | 12MB |
| TDP | 127W | 105W | 105W | 105W | 105W | 65W | 95W | 125W |
| Sist. Refrigeración | N/A | N/A | N/A | N/A | Wraith Prism with RGB LED | Wraith Stealth | Wraith Spire | N/A |
| Precio USD | $499.99 | $499 | $399 | $319.99 | ||||
| Precio CLP | $599.990 | $739.990 | PC Factory: $ 522.490 | $569.990 | $389.990 | PC Factory: $ 332.490 |
Plataforma de Pruebas y Metodología.
| Plataforma de Pruebas | |
|---|---|
| Procesador | - AMD Ryzen 7 5800X - AMD Ryzen 5 5600X |
| Placa Madre | - GIGABYTE X570 AORUS MASTER |
| Memorias | - G.Skill TridentZ NEO 3600 MHz 2x8GB |
| Refrigeración | - XIGMATEK AURORA 360 |
| Tarjetas de Video | - Sapphire Pulse RX 5700 XT 8GB |
| Fuente de Poder | - Corsair RM1000X |
| Almacenamiento | - Corsair MP600 1TB M.2 |
| Monitor | - ASUS MG28UQ |
- Sistema operativo Windows 10 Pro x64 [Update 20H2].
- La BIOS de la placa madre es: F31o
- Las pruebas fueron realizadas en un ambiente con temperatura de 25ºC aproximadamente.
- La plataforma fue utilizada sin gabinete.
- Driver de Video utilizado: Adrenalin 2020 Edition 20.12.1, NVIDIA 457.30 WHQL,
- Las resoluciones de las pruebas sintéticas son las predeterminadas por cada uno de los benchmarks.
- Las pruebas se realizaron con el cooler de esta plataforma, para el caso del Ryzen 5 5600X no fue utilizado el cooler stock.
Pruebas 2D.
Pruebas 3D.
Overclocking.
En lo que ha sido el socket AM4, el overclocking para AMD se ha limitado básicamente en aumentar la frecuencia de todos los cores lo más cercano a la frecuencia Boost, si bien entrega un aumento de rendimiento de forma global, cuando este es comparado a través de una aplicación que se alimenta de un solo núcleo el cambio de rendimiento o bien es igual o es menor al alcanzado sin este «pseudo-overclocking» (bajo refrigeración convencional). Tras cada generación de Zen, las frecuencias para todos los cores se han acercado mucho a la máxima frecuencia que ofrecen en Boost que aplica para un par de cores, en Zen 3 no es la excepción y para el Ryzen 7 5800X y Ryzen 5 5600X hemos alcazando las siguientes frecuencias:
A diferencia de otras experiencias en overclocking con Zen, esta vez el rendimiento en juegos no cambia o bien está muy cerca de lo que entrega bajo un estado «stock», lo que nos permite sacar provecho en aplicaciones multi hilo y juegos sin necesidad de hacer cambios en la configuración para no perder rendimiento en esto ultimo, que era uno de los inconvenientes que anteriormente se experimentaba.
Temperatura y Consumo.
Por defecto el Ryzen 5 5600X trae consigo una solución de refrigeración, sin embargo para normalizar el desempeño de este, se ocupo una solución AIO Xigmatek AURORA 360.
Los factores de temperatura y consumo puede estar casi al mismo nivel de importancia que el rendimiento como tal, claramente estos factores influyen directamente el desempeño de un procesador, ya que si utilizamos una solución de refrigeración incorrecta este no entregará el potencial esperado, así mismo uno con mucho consumo podría incluso incrementar la temperatura de la plataforma (placa madre) si exigiera demasiado el potencial eléctrico de esta.
En el apartado del consumo, estos procesadores registran resultados similares a lo que entregan sus antecesores, y rivalizan notablemente con la competencia. El Ryzen 5 5600X tan solo llega a 76W en máxima carga y bajo overclocking registra hasta 111W como máximo, tan solo 2W más que lo que ofrece Intel a este rango y este sin overclocking. Por otro lado el Ryzen 7 5800X muestra un consumo levemente mayor al Ryzen 9 3900XT, sin embargo cuando es overclockeado este Ryzen 7, el consume sube tan solo 3W.
Para lo que es temperatura, el Ryzen 5 5600X se comporta muy a tono con lo que hemos experimentado con otros Ryzen 5, se ve una diferencia notable de temperatura con sus hermanos mayores, igualando la temperatura del Core i5 10600K. Para el caso del Ryzen 7 5800X causa gran extrañeza que este desarrolle una temperatura tan elevada, de igual forma cuando experimentamos con este procesador el voltaje en carga llegaba a los 1.45V en el core, este resultado de la temperatura podría estar relacionado con este exceso de voltaje, ya que a modo manual el procesador puede soportar fácilmente los 1.3 – 1.35V sin afectar el rendimiento y desarrollando hasta 5 – 8°C menos.
Conclusión.
La llegada de Zen 3 causó grandes estragos dentro de lo que Intel ha ofrecido en su 10ma generación, claramente AMD fortalece su arquitectura tras cada generación y deja en evidencia los grandes problemas que trae la falta de cambio en la arquitectura de Intel.
Hemos visto como los procesadores AMD han generado cambios no solo en su arquitectura, sino que también en el precio, para los modelos que hemos visto hoy sus precios en el mercado están prácticamente igual al precio que acostumbrábamos ver al Ryzen 7 3700X y Ryzen 9 3900X los que asimilan mucho al Ryzen 5 5600X y Ryzen 7 5800X respectivamente, aunque tenemos que considerar que hay factores externos que han generado aumentos en estos precios. Tendremos que esperar a que los problemas de producción y distribución por el contexto actual se calmen para ver si el precio de las generaciones de AMD suben por si solos o representan en su mayoría a estos factores externos.
La temperatura que logra el Ryzen 5 5600X incluso estando bajo overclocking entrega un excelente margen para exprimir todo el potencial de este procesador, desarrollando un rendimiento que pisa los talones al de un Ryzen 7 de serie 3000 da muestra de lo mucho que mejoro la arquitectura bajo 7nm, esto no solo en multi thread, sino que también en single thread. Por otro lado el Ryzen 7 5800X, si bien por las anomalías de voltaje lo sitúan en un punto algo complejo, si bien el cambio de temperatura por defecto y con overclocking no cambia mucho, sigue siendo para el primero un escenario difícil, probablemente un cambio de voltaje manual sea la solución o bien unas actualizaciones de BIOS, pero es una molestia para usuarios quienes no domina este tipo de cambios, independiente de eso, el rendimiento que ofrece este Ryzen 7 es sorprenderte en relación al salto de rendimiento que experimenta la gama de Ryzen 5 con este 5600X, lo mismo sucede con el Ryzen 7 5800X, que sigue muy de cerca con overclocking a lo que podría ser un Ryzen 9 e igualando el desempeño de un Core i9 10900K.
La compatibilidad para estos procesadores con chipset 500 es completa, aunque hace poco se han logrado ver algunas actualizaciones que da soporte también a chipset de serie 400, probablemente existan algunos limitaciones de tecnologías, pero sin duda es una gran posibilidad para quienes desean da un paso a esta nueva generación sin hacer gastos en una nueva placa madre.
Como todos sabemos la serie 5000 de Ryzen ha sido impactada fuertemente con baja disponibilidad, situación que actualmente ha estado impactado a variadas líneas de productos, aunque cuando se trata de procesador la faltante de estos impacta más que otros, pese a esto esperamos que pronto se pueda regularizar esta escasez de producto y variedad del mismo, ya que se prevé que nuevas gamas basadas en Zen 3 pueda arribar este próximo año de los cuales esperamos no experimentar esta faltante de producto con esos nuevos modelos.
Agradecimientos.
Debemos agradecer a PC Factory nuevamente por danos la posibilidad de probar estos AMD Ryzen 7 5800X y AMD Ryzen 5 5600X.
