Обзор процессора AMD Ryzen 9 3950X: фаталити

Один из самых базовых принципов, которому следует компания AMD в течение последних лет, звучит так: «А давайте добавим ещё ядер». Именно под этим девизом ведут своё триумфальное шествие как настольные процессоры Ryzen вместе со своими HEDT-собратьями Threadripper, так и серверные чипы семейства EPYC. Для наглядности можно подробнее вспомнить о предложениях AMD для массового сегмента, появившихся на рынке в течение последних лет: в первом поколении Ryzen против четырёхъядерных Kaby Lake она выставила процессоры с восемью ядрами, затем восьмиядерные Ryzen воевали с шестиядерными Coffee Lake, а в этом году на расправу с восьмиядерниками Coffee Lake Refresh был брошен двенадцатиядерный Ryzen 9 3900X. Но на этом история про то, насколько AMD прониклась идеей осыпать пользователей ядрами, далеко не заканчивается, потому что венцом семейства Ryzen 3000 компания решила сделать ещё более монструозный процессор — с шестнадцатью ядрами.

Впрочем, несмотря на сохранение тяги к увеличению числа ядер при каждом удобном случае, теперешняя тактика AMD всё-таки заметно отличается от того, как она действовала до этого. Если в 2017 и 2018 году дополнительные ядра в Ryzen выступали некой компенсацией их более низкой, чем у конкурента, удельной производительности и частоты, то с архитектурой Zen 2 «красные» наверстали отставание в показателе IPC и стали претендовать на то, чтобы перекроить под себя весь процессорный рынок. Как выяснилось ещё четыре месяца назад, когда вышли 12-ядерные Ryzen 9 3900X, за массовые процессоры AMD с исключительными характеристиками пользователи готовы платить существенно больше типичных для этого рыночного сегмента 500 долларов. Далеко ходить за примерами не нужно: когда проблемы с производством Ryzen 9 3900X обернулись суровым дефицитом и цена 12-ядерников в пике подскакивала до $900, покупателей это совершенно не останавливало – они продолжали методично сметать их с прилавков.

Теперь же AMD хочет окончательно закрепить массовую платформу Socket AM4 в более высоком позиционировании, доказав, что ей не возбраняется стоить в полтора раза больше устоявшейся годами цены. Доказывать это будет новый флагман Ryzen 9 3950X, в котором число вычислительных ядер увеличилось ещё на ступень — до 16. Такой процессор оценивается производителем в $749, позволяя платформе Socket AM4 совершить беззастенчивую вылазку на территорию HEDT, и, судя по тому, что уже было известно про Ryzen 9 3950X до сегодняшнего дня, не только провести разведку боем, но и надёжно там обосноваться. Уверенность в состоятельности новинки дают её характеристики. При помощи современного технологического процесса TSMC с 7-нм нормами и благодаря новаторскому чиплетному дизайну компания AMD смогла сделать так, что увеличение количества ядер в Ryzen 9 3950X не приводит ни к снижению рабочих частот, ни к ухудшению энергоэффективности. В результате 16-ядерный флагман должен достойно проявлять себя во всём спектре существующих задач, а в ресурсоёмких многопоточных нагрузках от него можно ожидать по-настоящему прорывной для массового сегмента производительности.

Иными словами, Ryzen 9 3950X, которому посвящается этот обзор, претендует на то, чтобы стать эдаким уберпроцессором для массовых платформ, которые характерны тем, что предполагают использование двухканальной памяти и имеют ограничения в количестве поддерживаемых линий PCI Express. Но именно здесь и кроется основная интрига сегодняшнего теста: при знакомстве с характеристиками Ryzen 9 3950X у многих может возникнуть ощущение, что для обычной общеупотребительной платформы это «уже чересчур», ведь получается так, что наряду с богатырским 16-ядерником производитель разрешает устанавливать в неё и двухъядерные процессоры-затычки стоимостью от $50. Удастся ли многообещающему Ryzen 9 3950X «расправить крылья», или его потенциал так и окажется нереализованным из-за ограничений в пропускной способности подсистемы памяти и по мощности питания? Об этом и поговорим дальше.

⇡#Ryzen 9 3950X в подробностях

С точки зрения топологии новый 16-ядерный Ryzen 9 3950X очень похож на рассмотренный нами ранее Ryzen 9 3900X. Перед нами – второй массовый процессор AMD, который основывается не на двух, а сразу на трёх полупроводниковых кристаллах, называемых в современной терминологии чиплетами. Один из этих кристаллов – универсальный 12-нм чиплет cIOD, отвечающий за функции ввода-вывода и содержащий внутри себя контроллер памяти, контроллер PCI Express и элементы SoC. Два других – 7-нм чиплеты CCD, в которых находятся вычислительные ядра, по восемь штук в каждом. Всё это соединяется в единое целое посредством шины Infinity Fabric, которая связывает каждый из CCD-чиплетов c кристаллом cIOD. При этом между собой CCD взаимной связи не имеют, но это не влечёт за собой никаких негативных последствий, так как вся логика Infinity Fabric находится в чиплете ввода-вывода, что уравнивает все ядра в правах. Иными словами, Ryzen 9 3950X, в отличие от многоядерных процессоров Threadripper прошлого поколения, не имеет никаких NUMA-узлов и с логической точки зрения обладает абсолютно монолитным дизайном, в котором задержки при работе с памятью и при взаимном обмене данными одинаковы для всех ядер.

Подробнее о том, как AMD реализует многочиплетный подход при создании флагманских процессоров Ryzen, мы говорили в обзоре 12-ядерного Ryzen 9 3900X. Шестнадцатиядерный Ryzen 9 3950X устроен точно так же, но в нём используются полностью функциональные кристаллы CCD, в которых нет заблокированных ядер.

Казалось бы, всё очень просто, и совершенно непонятно лишь то, почему AMD не представила Ryzen 9 3950X раньше, одновременно с прочими Socket AM4-процессорами. Однако у этой задержки есть вполне логичное объяснение. Дело в том, что, получив на руки прогрессивную микроархитектуру Zen 2, AMD поставила перед собой амбициозную цель не просто принести в массовый сегмент процессор с 16 вычислительными ядрами, а сделать это как можно более эффектно. Для этого, по изначальному замыслу, Ryzen 9 3950X должен был получить не только поддержку максимального для настольного сегмента количества потоков, но и высокие тактовые частоты, и чтобы всё это заодно не приводило к заметному росту тепловыделения и энергопотребления.

Многочиплетная конструкция позволяет решать разнообразные проблемы, свойственные крупным монолитным кристаллам, благодаря тому, что небольшие по площади чипы выпускать и проще, и дешевле. Но прямых методов для нейтрализации роста энергопотребления и тепловыделения при добавлении в процессор дополнительных ядер она не предлагает. Поэтому в конечном итоге AMD потребовалось ещё некоторое количество времени для того, чтобы Ryzen 9 3950X смог приобрести желаемые характеристики: 16 ядер, максимальные во всём модельном ряду Ryzen третьего поколения турбочастоты и ординарный для массовых CPU тепловой пакет. Достигается это очень простым в описании, но довольно муторным в реализации методом – выбором для таких процессоров наиболее качественных полупроводниковых кристаллов.

На самом деле такой же подход уже применялся в Ryzen 9 3900X, и на примере этого процессора можно было увидеть, насколько непросто даётся подбор кристаллов CCD для трёхчиплетных процессоров даже в том случае, если потом в них блокируется четверть ядер. AMD не удавалось удовлетворить спрос и обеспечить бесперебойные поставки 12-ядерников в течение целого квартала, в результате чего Ryzen 9 3900X долгое время были в дефиците. Выбрать же подходящие кристаллы для Ryzen 9 3950X ещё сложнее: два полноценных восьмиядерных полнофункциональных чиплета CCD вместе с кристаллом cIOD должны вписаться в 105-ваттный тепловой пакет, обеспечивая при этом примерно такие же частоты в окрестности 4,0 ГГц при полной загрузке, как и у остальных процессоров семейства Ryzen 3000.

Пауза, взятая AMD, должна была позволить компании вместе с производственным партнёром, полупроводниковой кузницей TSMC, оптимизировать техпроцесс и сформировать некоторый запас подходящих кристаллов с тем, чтобы из Ryzen 9 3950X получилась реальная, а не бумажная новинка. Но проверить, насколько эффективной оказалась вся эта подготовка, мы сможем лишь после 25 ноября – именно тогда будет дан старт продажам массового 16-ядерника AMD. Пока же мы имеем возможность оценить только производительность и нюансы работы Ryzen 9 3950X, но не можем ручаться за его широкую доступность в продаже по той цене, которую для него пообещала AMD, – $749.

Паспортные характеристики 16-ядерного Ryzen 9 3950X в сравнении с другими Ryzen третьего поколения выглядят следующим образом.

Базовая частота Ryzen 9 3950X установлена в 3,5 ГГц, что несколько ниже, чем у других процессоров модельного ряда, но зато частота в турборежиме может достигать 4,7 ГГц, а это – максимальный авторазгон для любых Ryzen третьего поколения. При этом процессор должен не выходить за рамки теплового пакета 105 Вт, то есть быть не прожорливее и не горячее старших моделей для Socket AM4, которые были доступны до сих пор.

Впрочем, переживать из-за тепловыделение Ryzen 9 3950X особых причин нет. Любые требования по тепловым и энергетическим характеристикам у AMD легко реализуются через технологию Precision Boost 2.0, которая задаёт для Ryzen 9 3950X те же самые пределы по потреблению и токам, что были установлены ранее для Ryzen 9 3900X или даже для Ryzen 7 3800X. Величина PPT (Package Power Tracking), ограничивающая фактическое потребление CPU, установлена в 142 Вт, максимальный потребляемый ток в течение длительных нагрузок TDC (Thermal Design Current) ограничен 95 А, а при кратковременных всплесках позволяется его рост до 140 А – данная граница заложена в константе EDC (Electrical Design Current). Если в реальных условиях процессор пытается выйти за эти границы, его частота принудительно снижается, что как раз и определяет его частотную формулу в действительности.

Чтобы оценить, в каком диапазоне могут распределяться частоты Ryzen 9 3950X на практике, мы провели традиционный эксперимент – прогнали популярный тест рендеринга Cinebench R20 с различным числом потоков и зафиксировали частоту, которая наблюдалась в каждом случае. В результате получилась следующая зависимость.

К сожалению, в реальности частоты Ryzen 9 3950X выглядят не так уж здорово, как можно было бы ожидать. Во-первых, этот процессор не выдаёт при однопоточной нагрузке обещанную спецификациями частоту 4,7 ГГц. AMD долго боролась с этой проблемой, но для нового 16-ядерника она всплывает вновь. Несмотря на то, что для тестовой материнской платы ASRock X570 Taichi уже доступен BIOS, основанный на самых распоследних библиотеках AGESA 1.0.0.4B, максимальная зафиксированная частота при однопоточной нагрузке в Cinebench R20 составила 4,625 ГГц, а средняя – 4,6 ГГц, то есть на 100 МГц ниже заявленной величины.

Во-вторых, при увеличении количества активных потоков (и числа задействованных ядер) эта частота достаточно резко идёт вниз. Например, при нагрузке на два ядра она падает до 4,475 ГГц, а на четыре – уже до 4,325 ГГц. Очевидно, что AMD и её партнёрам ещё придётся потратить некоторое время на исправление набившей оскомину проблемы с турбочастотами, но теперь уже с новыми шестнадцатиядерниками.

Также нельзя не заметить, что полная нагрузка в Cinebench R20 на все ядра загоняет частоту процессора заметно ниже 4-гигагерцевой планки. Таким образом, Ryzen 9 3950X – это первый представитель семейства Ryzen третьего поколения, который не дотягивает до 4,0 ГГц при активности всех ядер. У нашего экземпляра процессора частота составила 3,875 ГГц, в то время как, например, 12-ядерный Ryzen 9 3900X при рендеринге в Cinebench R20 мог работать на 4,05 ГГц. Снижение частоты происходит в этом случае из-за того, что Ryzen 9 3950X начинает упираться в установленные пределы по энергопотреблению. И, очевидно, при более сложной нагрузке, чем рендеринг, ситуация легко может усугубиться. Например, в стресс-тесте Prime95 29.8 c AVX-инструкциями частота Ryzen 9 3950X падает даже ниже номинального значения – вплоть до 3,3 ГГц.

Глубинные причины невысокой частоты Ryzen 9 3950X при многопоточных нагрузках состоят в том, как AMD подошла к отбору кристаллов для таких процессоров. К сожалению, высококачественные кристаллы CCD, способные работать на высокой частоте при умеренном напряжении и со сдержанным тепловыделением, встречаются крайне редко. Поэтому для того, чтобы обеспечить выпуск Ryzen 9 3950X в каких-то заметных количествах, AMD приняла решение использовать в них два вида принципиально различных по качеству CCD-чиплетов. Принцип простой: первый кристалл CCD отвечает за высокие частоты в турборежиме, но может при этом иметь большие токи утечки и более высокое энергопотребление и тепловыделение. Второй чиплет при этом должен предлагать хорошую энергоэффективность: он может не брать высоких частот, но его экономичность должна быть определённо лучше, чем у первого.

Жизнеспособность этой схемы в случае Ryzen 9 3950X определяется тем, что ядра в процессорах Ryzen третьего поколения неоднородны не только физически, но и логически. На этапе производства им раздаются приоритеты, и планировщик задач операционной системы всегда старается загружать работой сначала более податливые по частоте ядра (в Windows 10 это, например, работает, начиная с версии May 2019 Update). В результате AMD действительно удаётся выигрывать, разделяя задачи между чиплетами. В частности, работоспособность турборежима достаточно гарантировать лишь для избранных удачных ядер из чиплета с хорошей масштабируемостью по частоте. Остальные же ядра на высокую частоту никогда не выходят и привлекаются к расчётам лишь при многопоточных нагрузках, когда частота процессора гораздо ниже.

Всё сказанное очень просто проиллюстрировать. Следующая таблица показывает максимально достижимые ядрами нашего экземпляра Ryzen 9 3950X турбочастоты с напряжениями, которые запрашиваются ими для функционирования в таком режиме. Эти данные получены в однопоточном тесте Cinebench R20 при принудительном направлении нагрузки на разные ядра. Одновременно с наблюдением за частотами и напряжениями мы измерили также и энергопотребление работающих ядер.

Здесь явно видно, что первый чиплет (CCD0) является отборным по частоте, значительно превосходя по возможностям масштабирования производительности второй чиплет (CCD1). Так, ядра первого CCD-чиплета могут работать на частотах выше 4,475 ГГц, не требуя при этом напряжений сверх 1,466 В. Максимальные же частоты ядер второго чиплета на 100-200 МГц хуже, но несмотря на это, для работы на максимальных частотах им требуются более высокие напряжения, которые могут достигать 1,481 В. При этом характерная особенность второго CCD заключается в том, что даже на максимально возможной частоте его ядра потребляют при нагрузке меньше электроэнергии за счёт меньших токов утечки.

Различия в энергоэффективности кристаллов CCD видно и при полной загрузке процессора. В этом случае все ядра работают при одинаковой частоте и с одинаковым напряжением, но демонстрируют различное энергопотребление. Вот как это выглядит при многопоточном рендеринге в Cinebench R20.

У нашего экземпляра Ryzen 9 3950X потребление второго чиплета оказалось не намного ниже, чем у первого, однако общий принцип всё равно понятен: первый CCD-чиплет в процессоре высокочастотный, а второй – более медленный, но зато с пониженными энергетическими аппетитами.

Останавливаться на подробном анализе остальных характеристик Ryzen 9 3950X мы не будем: они точно такие же, как у Ryzen 9 3900X. Так, процессор имеет L3-кеш объёмом 64 Мбайт, который состоит из четырёх 16-мегабайтных частей, распределённых по четырём CCX (Core Complex), а также предлагает 24 линии PCI Express 4.0, 16 из которых обычно выделяются на видеокарту, 4 – на NVMe-накопитель и ещё 4 – на соединение с набором системной логики. Подробнее всё это можно увидеть на скриншоте CPU-Z.

Хотя Ryzen 9 3950X – процессор для обычной массовой платформы Socket AM4, во всех своих маркетинговых материалах AMD явно указывает, что конкурентов в экосистеме LGA1151 у него нет. Установленная на Ryzen 9 3950X цена, составляющая $749, противопоставляет его предложениям для HEDT-платформы LGA2066. В официальной презентации новый 16-ядерник называется конкурентом для 12-ядерного Core i9-9920X, который согласно официальному прайс-листу стоит $1 189. Но нужно иметь в виду, что через пару недель на рынке появятся процессоры Core X десятитысячной серии (Cascade Lake-X), стоимость которых будет снижена. И уже скоро против Ryzen 9 3950X будет выступать не 12-ядерный, а уже 14-ядерный Core i9-10940X с рекомендованной ценой $784.

Как оно получится с производительностью, мы ещё увидим, но стоит иметь в виду и то, что Ryzen 9 3950X в отличие от процессоров под LGA2066 работает с двухканальной, а не четырёхканальной DDR4-памятью, а также предлагает вдвое меньше линий PCI Express (но зато четвёртого поколения).

⇡#Вопросы совместимости

Столь разительные перемены, которые произошли в этом году с Socket AM4-системами, ошеломляют. Но вдвойне удивительно, что, удвоив число ядер в старших процессорах серии Ryzen, компания AMD продолжает сохранять сквозную совместимость внутри всей экосистемы. Иными словами, 16-ядерный Ryzen 9 3950X может работать в Socket AM4-материнских платах, выпущенных в этом, прошлом и даже позапрошлом году. Правда, с некоторыми оговорками.

Сама AMD рекомендует для Ryzen 9 3950X платы, построенные на наборе логики X570, потому что они, как правило, имеют более мощную схему питания, но это – необязательное условие. Необходимым для работы 16-ядерного процессора в Socket AM4-платах является лишь использование свежей прошивки: правильная и стабильная работа Ryzen 9 3950X гарантируется только с теми BIOS, которые собраны на базе библиотек AGESA 1.0.0.4B (1.0.0.4 Patch B). Для наиболее распространённых моделей плат, основанных на чипсетах X570, X470 и B450, необходимые обновления должны выйти до конца этого месяца, хотя бы в виде бета-версий. Заодно в этих обновлениях в очередной раз будет подправлена работа турборежима, максимальные практические частоты в котором с каждым обновлением планомерно приближаются к их паспортным значениям.

Второй важный момент касается того, что Ryzen 9 3950X – это первый представитель семейства, который будет поставляться без комплектного кулера даже в коробочном варианте. В ассортименте у AMD попросту не нашлось стандартных вариантов систем охлаждения, которые могли бы обеспечить 16-ядерному процессору достаточный теплоотвод. Несмотря на прогрессивные 7-нм чиплеты и припаянную к кристаллам теплорассеивающую крышку, Ryzen 9 3950X нуждается в более эффективном охлаждении, чем может предложить старший кулер AMD Wraith PRISM. Поэтому AMD решила переложить вопрос подбора системы охлаждения на плечи пользователя, дав лишь размытую рекомендацию о том, что для Ryzen 9 3950X требуется жидкостное охлаждение с радиатором размером от 280 мм. Справедливости ради нужно заметить, что сама AMD для своих маркетинговых материалов тестировала Ryzen 9 3950X с воздушным кулером Noctua NH-D15S. Поэтому можно надеяться, что производительные суперкулеры для Ryzen 9 3950X тоже вполне подойдут.

Но при этом нужно иметь в виду, что алгоритм автоматического разгона Precision Boost Override при своей работе учитывает в том числе и температурный режим процессора. Поэтому более эффективное охлаждение может оказаться полезным для получения от Ryzen 9 3950X лучшей отдачи.

⇡#Разгон

Поскольку Ryzen 9 3950X сделан из двух разноплановых CCD-чиплетов, один из которых вообще не про высокие частоты, разгонять этот процессор выбором единой фиксированной частоты для всех ядер – затея странная и, скорее всего, обречённая на провал. Тем не менее ради любопытства мы всё равно решили посмотреть, как высоко можно поднять частоту этого процессора, если действовать в лоб.

Лучшие процессоры семейства Ryzen 3000, побывавшие в нашей лаборатории, разгонялись синхронно по всем ядрам до 4,3 ГГц. Шестнадцатиядерный Ryzen 9 3950X этот рекорд не побил как минимум по двум причинам. Во-первых, из-за высокого тепловыделения. Три расположенных рядом полупроводниковых кристалла всегда будут нагреваться сильнее двух, и потому, несмотря на использование в тестовой платформе производительной системы жидкостного охлаждения NZXT Kraken X72, высокие температуры стали серьёзным препятствием. Во-вторых, не стоит забывать про второй CCD-чиплет, который в Ryzen 9 3950X отбирается с прицелом на более низкое тепловыделение, что в ряде случаев конвертируется в заметно худший частотный потенциал.

В конечном итоге максимальной частотой, на которой смог стабильно работать Ryzen 9 3950X при высокой нагрузке на все ядра, стала 4,1 ГГц. При напряжении питания 1,2 В процессор проходил на этой частоте часовое тестирование в Prime95 29.8 c активными AVX2-инструкциями.

Стоит отметить, что примерно такие же результаты получались при разгоне Ryzen 9 3900X, из чего можно заключить, что трёхчиплетные процессоры плохо переносят одновременное повышение частоты всех ядер сразу. И действительно, итоговая частота при самом простом подходе к оверклокингу оказывается значительно ниже максимальной частоты в турборежиме, давая прозрачный намёк, что так делать не надо.

Правильный же метод – это использование функции Precision Boost Overdrive, которая позволяет убрать все заложенные ограничения по потреблению процессора и его токам питания. В этом случае предоставленный сам себе процессор самостоятельно разгонится до тех рубежей, которые будут определяться качеством его кремниевого кристалла и потенциалом применённой системы охлаждения. Огромное преимущество разгона через Precision Boost Overdrive заключается в том, что эта функция оставляет активными оппортунистические алгоритмы автоподстройки частоты, и процессор сохраняет изменчивость частоты в зависимости от нагрузки. И следовательно, частоты CPU при невысокой нагрузке после разгона окажутся как минимум не хуже, чем в номинальном режиме.

Впрочем, при включении Precision Boost Overdrive тестовый Ryzen 9 3950X проявил себя как типичный представитель серии. AMD сама почти до предела разогнала свой 16-ядерник, оставив для экспериментов пользователей совсем немного пространства. При однопоточной нагрузке в Cinebench R20 процессор повысил частоту лишь на 25 МГц – до 4,65 ГГц.

А в многопоточной нагрузке частота Ryzen 9 3950X с активированной функцией Precision Boost Overdrive выросла на 125 МГц – до 4,0 ГГц.

Естественно, осмысленность такого разгона вызывает серьёзные сомнения: в самом лучшем случае он может поднять производительность на 1-3 %. Но это результат ещё не конечный. Не надо забывать, что пока Ryzen 9 3950X не развивает положенных частот даже в номинальном режиме, поэтому по мере того, как AMD и партнёры будут вносить исправления в BIOS материнских плат, действенность Precision Boost Overdrive тоже может возрасти.

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

По большому счёту, Ryzen 9 3950X – настолько необычный процессор, что нормальных соперников той же весовой категории для него не существует. Для массового сегмента он слишком тяжеловесен, а для того, чтобы его можно было назвать HEDT-процессором, ему как минимум не хватает четырёхканальной памяти. В результате сравнивать Ryzen 9 3950X нам придётся одновременно с двумя разными категориями продуктов: флагманами для платформ LGA1151 и Socket AM4, а также с существующими 16-ядерными процессорами для платформ LGA2066 и Socket TR4. Кроме того, в сравнение также пришлось включить и 12-ядерный Core i9-9920X, который из каких-то не совсем понятных нам соображений считается компанией AMD главным конкурентом Ryzen 9 3950X.

В конечном итоге список задействованных в тестировании комплектующих получился следующим:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen 9 3950X (Matisse, 16 ядер + SMT, 3,5-4,6 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 3900X (Matisse, 12 ядер + SMT, 3,8-4,6 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 7 3800X (Matisse, 8 ядер + SMT, 3,9-4,5 ГГц, 32 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen Threadripper 2950X (Colfax, 16 ядер + SMT, 3,5-4,4 ГГц, 32 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-9960X (Skylake-X, 16 ядер + HT, 3,1-4,4 ГГц, 22 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-9920X (Skylake-X, 12 ядер + HT, 3,5-4,4 ГГц, 19,25 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-9900K (Coffee Lake Refresh, 8 ядер + HT, 3,6-5,0 ГГц, 16 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: NZXT Kraken X72.
• Материнские платы:
  • ASRock X570 Taichi (Socket AM4, AMD X570);
  • ASRock Z390 Taichi (LGA1151v2, Intel Z390);
  • ASUS ROG Strix X299-E Gaming II (LGA2066, Intel X299);
  • MSI MEG X399 Creation (Socket TR4, AMD X399).
• Память:
  • 2 × 8 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-16-16-36 (G.Skill Trident Z RGB F4-3600C16D-16GTZR);
  • 4 × 8 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-16-16-36 (G.Skill Trident Z RGB F4-360016Q-32GTZR).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (TU102, 1350/14000 МГц, 11 Гбайт GDDR6 352-бит).
• Дисковая подсистема: Samsung 960 EVO Plus 2TB (MZ-V7S2T0BW).
• Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Все сравниваемые процессоры тестировались с настройками, принятыми производителями плат «по умолчанию». Это значит, что для платформ Intel обозначенные в спецификациях ограничения по энергопотреблению игнорируются и используются предельно возможные частоты в целях получения максимальной производительности. Стоит подчеркнуть, что в таком режиме эксплуатирует процессоры подавляющее большинство пользователей, поскольку включение лимитов по тепловыделению и энергопотреблению требует специальной настройки параметров BIOS.

Все сравниваемые процессоры были протестированы с памятью, работающей в режиме DDR4-3600 с настройками таймингов по XMP, за исключением Ryzen Threadripper 2950X, который с используемым нами комплектом в таком режиме не работает из-за ограничений контроллера памяти. Для этого процессора использовался более медленный режим DDR4-3200 с таймингами 14-14-14-32.

Также нужно осознавать, что процессоры, принимающие участие в тестировании, имеют несколько различную стоимость. Для справки в следующей таблице мы приводим либо рекомендованную производителем, либо реальную (если она значительно отличается от официальной) стоимость CPU.

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Pro (v1903) Build 18362.175 с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Chipset Driver 1.9.27.1033;
• Intel Chipset Driver 10.1.1.45;
• Intel Management Engine Interface Driver 11.7.0.1017;
• NVIDIA GeForce 441.08 Driver.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Комплексные бенчмарки:

• Futuremark PCMark 10 Professional Edition 2.0.2144 – тестирование в сценариях Essentials (обычная работа среднестатистического пользователя: запуск приложений, сёрфинг в интернете, видеоконференции), Productivity (офисная работа с текстовым редактором и электронными таблицами), Digital Content Creation (создание цифрового контента: редактирование фотографий, нелинейный видеомонтаж, рендеринг и визуализация 3D-моделей). Аппаратное ускорение OpenCL отключено.
• 3DMark Professional Edition 2.10.6799 — тестирование в сцене Time Spy Extreme 1.0.

Приложения:

• 7-zip 19.00 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 3,1 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
• Adobe After Effects CC 2019 16.1.1 – тестирование скорости рендеринга анимационного ролика. Измеряется время, затрачиваемое системой на обсчёт в разрешении 1920 × 1080@30fps заранее подготовленного видеоролика.
• Adobe Photoshop CC 2019 20.0.6 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта Puget Systems Adobe Photoshop CC Benchmark 18.10, моделирующего типичную обработку изображения, сделанного цифровой камерой.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic СС 8.4.1 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 16-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Fujifilm X-T1.
• Adobe Premiere Pro CC 2019 13.1.5 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Blender 2.80 – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели bmw27 из Blender Benchmark.
• Corona 1.3 – тестирование скорости рендеринга при помощи одноимённого рендерера. Для измерения производительности используется стандартное приложение Corona 1.3 Benchmark.
• Microsoft Visual Studio 2017 (15.9.17) – измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта – профессионального пакета для создания трёхмерной графики Blender версии 2.79b.
• OBS Studio 24.0.3 – тестирование производительности и гладкости потоковой трансляции игрового контента. Используются следующие настройки видеопотока: кодер x264, разрешение 1080p@60fps, битрейт 6 Мбит/с, CPU Usage Preset = slow или slower.
• Stockfish 10 – тестирование скорости работы популярного шахматного движка. Измеряется скорость перебора вариантов в позиции «1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w».
• V-Ray 4.10.03 – тестирование производительности работы популярной системы рендеринга при помощи стандартного приложения V-Ray Benchmark Next;
• x265 3.2+9 10bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.
• XMRig 4.6.2 – тестирование производительности при майнинге с использованием алгоритма RandomX.

Игры:

• Assassin’s Creed Odyssey. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra High. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra High.
• Far Cry 5. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, HD Textures = On, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra, Anti-Aliasing = Off, Motion Blur = On.
• Gears 5. Разрешение 1920 × 1080: Default Quality = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: Default Quality = Ultra.
• Kingdom Come: Deliverance. Разрешение 1920 × 1080: Overall Image Quality = Ultra High. Разрешение 3840 × 2160: Overall Image Quality = Ultra High.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA. Разрешение 3840 × 2160: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = Off.
• Total War: Three Kingdoms. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, Quality = Ultra, Unit Size = Extreme.
• Watch Dogs 2. Разрешение 1920 × 1080: Field of View = 70°, Pixel Density = 1.00, Graphics Quality = Ultra, Extra Details = 100%. Разрешение 3840 × 2160: Field of View = 70°, Pixel Density = 1.00, Graphics Quality = Ultra, Extra Details = 100%.
• World War Z. Разрешение 1920 × 1080: DirectX11, Visual Quality Preset = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: DirectX11, Visual Quality Preset = Ultra.

Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Удивительно, но в PCMark 10 16-ядерной новинке AMD удаётся показывать лидирующую производительность во всех трёх принципиально различных сценариях. Как при обычном домашнем использовании ПК, так и в тяжёлых офисных приложениях и даже при работе с цифровым контентом Ryzen 9 3950X оказывается лучшим вариантом среди протестированных CPU. Похоже, AMD действительно удалось создать процессор без явных слабых мест, по крайней мере если говорить о комплексных метриках быстродействия.

Вторит PCMаrk 10 и другой комплексный бенчмарк, 3DMark, который оценивает гипотетическую игровую производительность в том случае, если программный движок качественно оптимизирован под современные технологии: многопоточность и векторные наборы команд. Ryzen 9 3950X здесь уступает лишь только 16-ядерному Core i9-9960X, который относится к числу HEDT-процессоров иной весовой категории. Думается, производительность 16-ядерного Zen 2 здесь в определённой степени сдерживается нехваткой пропускной способности памяти.

⇡#Производительность в приложениях

На данный момент Ryzen 9 3950X представляется весьма достойным процессором для использования в ресурсоёмких задачах. Его производительность примерно на 15 % лучше, чем у Ryzen 9 3900X, и на 66 % лучше, чем у Core i9-9900K. С таким потенциалом Ryzen 9 3950X удаётся почти всегда заметно превосходить 12-ядерный HEDT-процессор Intel Core i9-9920X и практически на равных соперничать с 16-ядерным Core i9-9960X.

Почти все опасения насчет того, подходящее ли окружение AMD выбрала для своего 16-ядерника, оказываются беспочвенны. Слабость платформы Socket AM4 с двухканальной памятью сдерживает быстродействие Ryzen 9 3950X в сравнительно небольшом числе случаев: при архивации или при обработке фото и видео. Зато в счётных задачах, таких как рендеринг, шахматы, разработка ПО или майнинг, новый флагман AMD очень хорош. Но даже если говорить о тех немногих приложениях, где Ryzen 9 3950X отстаёт от Core i9-9920X и Core i9-9960X, причин быть недовольным его производительностью нет. Во-первых, речь чаще всего идёт о сравнительно небольшом проигрыше в скорости. Во-вторых, не стоит забывать, что Ryzen 9 3950X – процессор для массовых систем, работающий в массовой платформе, и стоимость конфигурации на его основе заметно ниже, чем у полноценной рабочей станции.

Иными словами, если говорить о соотношении производительности и цены, то Ryzen 9 3950X выглядит абсолютным лидером по крайней мере до тех пор, пока AMD и Intel не обновили свои HEDT-платформы.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Компиляция:

Архивация:

Шахматы:

Майнинг:

⇡#Производительность в играх. Тесты в разрешении 1080p

Ситуация с производительностью Ryzen 9 3950X в играх вполне ожидаема. Этот процессор обеспечивает примерно такую же частоту кадров, как и другие старшие представители семейства Ryzen 3000. Все они уступают по игровому быстродействию лидеру в этой дисциплине, Core i9-9900K, но тем не менее на фоне HEDT-процессоров Intel смотрятся вполне достойно.

В Ryzen 9 3950X компании AMD удалось увеличить число ядер, не ухудшив производительность при работе с небольшим количеством потоков и ничего не испортив в скорости взаимодействия с кешем и системной памятью. Поэтому те пользователи, которые захотят использовать новый 16-ядерный процессор AMD не только для работы, но и для развлечений, скорее всего, останутся довольны, ведь другие настолько же универсальные варианты, способные так же хорошо справляться как с ресурсоёмкой нагрузкой, так и с играми, стоят существенно дороже.

⇡#Производительность в играх. Тесты в разрешении 2160p

С ростом разрешения разрыв между процессорами ожидаемо сокращается, так как основная нагрузка начинает ложиться на видеокарту. Поэтому разрыв в быстродействии различных процессоров становится совсем небольшим. А это значит, что игровая производительность не может стать тем фактором, который способен повлиять на выводы о превосходстве тех или иных многоядерных процессоров. Единственное, что нужно иметь в виду, — это то, что лучшее быстродействие в играх в любом случае обеспечивает Core i9-9900K. Добавление же ядер в процессорах Ryzen, как и в представителях семейства Intel Core X, не помогает в достижении ими того же уровня игровой производительности. Сила Core i9-9900K – в эффективной кольцевой шине и быстром контроллере памяти, вместо которых ни у Ryzen 3000, ни у Core X нет никаких альтернативных решений с похожими характеристиками латентности.

⇡#Производительность при стриминге

Многие геймеры выбирают мощные процессоры исходя из желания заниматься потоковой трансляцией. Поэтому мы добавили в тестирование ещё один игровой сценарий – стриминг силами процессора. В этот раз для тестов стриминга была использована игра Far Cry 5. За кодирование видеопотока отвечало популярное приложение Open Broadcasting System (OBS) Studio. В нём использовался программный кодер x264. Трансляция проводилась в разрешении 1920 × 1080 при частоте кадров 60 FPS и фиксированном битрейте 6 Мбит/с. В настройках кодирования выбирался профиль настроек качества slow и slowest.

Профиль slow в целом вытягивают все протестированные процессоры, однако восьмиядерники Core i9-9900K и Ryzen 7 3800X делают это «на грани», не имея достаточного запаса производительности. Поэтому если вы действительно намереваетесь заниматься стримингом игр с высоким качеством, лучше выбрать процессоры с 12 ядрами или, например, новый Ryzen 9 3950X. Он обеспечивает чуть более низкий fps на фоне HEDT-решений Intel, но зато и стоит заметно дешевле.

Что же касается профиля slower, то сегодняшние участники тестирования не обладают достаточной мощностью для обеспечения потоковой трансляции в таком режиме. Однако по доле доставленных до принимающей стороны кадров можно судить о том, какие из CPU имеют лучший стриминговый потенциал.

Наивысший результат тут показывает новый 16-ядерный Ryzen 9 3950X, который не только уверенно обходит все 12-ядерные процессоры, но и оказывается существенно лучше 16-ядерного представителя семейства Threadripper и 16-ядерного Core i9-9960X.

⇡#Энергопотребление

На самом деле тесты энергопотребления не могут дать какие-то дополнительные знания о свойствах Ryzen 9 3950X. Как уже было сказано, в этом процессоре AMD искусственно ограничила электрические параметры – потребление и максимальные токи. По этой причине в реальных условиях при росте нагрузки Ryzen 9 3950X не начинает наращивать свои аппетиты, а просто сбрасывает тактовую частоту. Именно поэтому получившийся у AMD процессор может похвастать в том числе и хорошей энергоэффективностью.

Проиллюстрировать это можно результатами измерений. Используемый нами в тестовой системе цифровой блок питания серии Thermaltake Toughpower DPS G позволяет контролировать потребляемую и выдаваемую электрическую мощность, чем мы и пользуемся для измерений. На графиках ниже приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается.

Ситуацию, когда Ryzen 9 3950X старается не выходить за установленные для него пределыпотребления, жертвуя тактовой частотой и производительностью, мы видим на последнем графике, ведь при высокой AVX2-нагрузке его частота снижается до 3,3 ГГц. Но если говорить о более реалистичных сценариях работы, например рендеринге, то по своим энергетическим аппетитам Ryzen 9 3950X всё равно оказывается экономичнее процессоров Intel с числом ядер более восьми. Фактически можно говорить о том, что новый 16-ядерник AMD по тепловым и электрическим характеристикам больше похож на восьмиядерный Core i9-9900K, а не на какие-то многоядерные HEDT-процессоры.

⇡#Выводы

По большому счёту, в выводах про новый 16-ядерный Ryzen 9 3950X можно было бы повторить всё то же самое, что мы говорили про 12-ядерник Ryzen 9 3900X, но в превосходной степени. Дело в том, что ещё в июле, когда AMD решила выпустить на рынок первый трёхчиплетный Ryzen 3000, у него уже не было настоящих конкурентов. Старший LGA1151-процессор Core i9-9900K не мог полноценно сразиться с Ryzen 9 3900X из-за в полтора раза меньшего количества вычислительных ядер, а 12-ядерный Core i9-9920X для платформы LGA2066 был несопоставимо дороже.

У нового Ryzen 9 3950X ситуация с соперниками ещё сложнее. Фактически это – единственный в своём роде продукт, который балансирует между десктопами и рабочими станциями, но на самом деле не попадает ни в ту ни в другую категорию. Шестнадцать ядер для массового десктопа – это уж слишком, а стать полноценным HEDT-продуктом Ryzen 9 3950X не может как минимум из-за двухканальной памяти и недостаточного количества линий PCI Express, что ограничивает возможности оснащения платформ на его основе.

Поэтому правильнее всего рассматривать Ryzen 9 3950X как эксперимент и своего рода демонстрацию возможностей, в которой AMD наглядно и убедительно показывает все преимущества избранного ей чиплетного подхода. Строительные блоки Zen 2 – это восьмиядерные 7-нм кристаллы, и если пара из них влезает внутрь Socket AM4-упаковки, то почему бы этим не воспользоваться, – примерно так думали в AMD. А дальше всё получилось само собой: и 12-ядерный Ryzen 9 3900X, и 16-ядерный Ryzen 9 3950X. Конечно, для того, чтобы сделать полнофункциональный трёхчиплетный процессор, который бы вписывался в рамки 105-ваттного теплового пакета, AMD пришлось попотеть и придумать, как организовать отбор подходящих кристаллов. Но в конечном итоге для этой задачи нашлось весьма изобретательное решение, и теперь нам предстоит привыкать к новой реальности, в которой в обычный потребительский компьютер можно установить вчетверо больше ядер, чем два-три года тому назад.

Проведённое AMD стремительное увеличение мощности десктопных процессоров наверняка сделает Ryzen 9 3950X в массовом сознании чем-то вроде троллейбуса из буханки. Действительно, сложно себе представить, чтобы среднестатистический пользователь сегодня смог бы по достоинству оценить возможность укомплектовать обычную Socket AM4-систему 16-ядерным CPU, особенно если учесть полную бесполезность такого количества ядер для игровых приложений. Но это не значит, что у Ryzen 9 3950X нет рыночных перспектив. Напротив, для этого процессора выбрана такая цена, что среди энтузиастов наверняка найдутся те, кто будет руководствоваться логикой «а почему бы и нет» или даже «ядер много не бывает». В конце концов, AMD предлагает получить вдвое большее по сравнению с Core i9-9900K количество производительных вычислительных ядер, переплатив всего в полтора раза, и этот аргумент наверняка может сработать для достаточного числа покупателей.

Кроме того, нельзя отрицать, что Ryzen 9 3950X действительно хорош в работе с контентом, которая требует серьёзных процессорных ресурсов, и очень хорош в рендеринге. По быстродействию в таких приложениях его можно смело сопоставлять с вдвое более дорогим Core i9-9960X, который до последнего времени относился к числу флагманских процессоров HEDT-сегмента. Теперь же Ryzen 9 3950X позволяет получить то же самое в обычном десктопе.

Честно говоря, Ryzen 9 3950X мог бы стать куда более востребованным решением, если бы AMD не обещала бы через неделю представить третье поколение Ryzen Threadripper. Теперь же те, кому действительно нужна высокая производительность и бескомпромиссная многопоточность, будут ориентироваться на новую платформу Socket sTRX4, которая, судя по имеющимся данным, установит новые стандарты среди HEDT-систем. Всё это дополнительно осложняет формулировку конкретных рекомендаций касательно Ryzen 9 3950X. Но если вы чувствуете, что 8 или 12 ядер для вас слишком мало, а 24 и 32 – дорого и вообще избыточно, то присмотритесь к Ryzen 9 3950X. Этот процессор явно стоит своих денег и уж точно не разочарует производительностью.