Launch-Analyse AMD Ryzen 3000

Sonntag, 14. Juli 2019
 / von Leonidas
 

Etwas mehr als zwei Jahre, nachdem AMD schon mit der ersten Zen/Ryzen-Generation groß aufspielte, tritt nunmehr mittels "Zen 2" bzw. der Ryzen 3000 Prozessoren-Serie die dritte Generation (nach Zen+ bzw. Ryzen 2000) an. Hierbei bietet AMD erstmals substantielle Verbesserungen an der Prozessoren-Architektur, zugleich aber auch einen deutlichen Sprung bei der Chipfertigung von 12nm GlobalFoundries auf 7nm TSMC einhergehend mit dem Chiplet-Ansatz, was dann eine glatte Verdopplung der Kern-Anzahl ermöglicht. Mit dem Launch am 7. Juli hat AMD allerdings erst einmal "nur" Sechskerner, Achtkerner und einen 12-Kerner in den Handel geschickt, ein 16-Kerner als Top-Modell (zum allerdings für Consumer-Bedürfnisse etwas abgehobenen Preis) wird im September nachfolgen. Mittels der nachfolgenden Launch-Analyse soll dabei primär zusammengetragen werden, was die verschiedenen Launchreviews zur Performance der neuen Prozessoren unter Anwendungen und Spielen ausgemessen haben, respektive wie sich die neuen AMD-Prozessoren demzufolge beim Preis/Leistungs-Verhältnis gegenüber Intels Coffee Lake Refresh (Core i-9000 Serie) einordnen lassen.

Auf Basis dieser Ansetzung soll bezüglich der Architektur von Ryzen 3000 und Zen 2 auch besser auf die ausführlichen Artikel von AnandTech, dem Planet 3DNow! und WikiChip verwiesen werden. Für diese Stelle reicht die grobe Marschrichtung, daß das Zen-2-Design AMD-offiziell für ca. 15% mehr IPC steht, was sich über diverse Tests auch so bestätigen läßt. Hinzu kommt dann noch der bessere Speichersupport, welcher hier und da noch etwas weiterhilft. Vor allem aber hat es AMD hinbekommen, den System-bedingten Nachteil des Chiplet-Ansatzes bezüglich des Speicher-Subsystems (welches in das I/O-Chiplet ausgelagert ist) sehr gut zu kaschieren: Ryzen 3000 ist in den Speicher-Benchmarks zumindest nicht schlechter als Ryzen 1000 & 2000, erreicht teilweise auch bessere Speicher-Werte trotz dieses System-bedingten Nachteils.

    AMD Ryzen 3000

  • Zen 2 Architektur (gilt nicht für Ryzen 3 3200G & Ryzen 5 3400G)
  • Chiplet-Ansatz aus 1-2 Core-Chiplets (3,0 Mrd. Trans. auf 74mm²) und einem I/O-Chiplet (2,1 Mrd. Trans. auf 125mm²)
  • Fertigung in 7nm TSMC (Core-Chiplets) & 12nm GlobalFoundries (I/O-Chiplet)
  • 6/8-Kerner: 1x Core-Chiplet + 1x I/O-Chiplet (= 6,0 Mrd. Transistoren auf 199mm² Chipfläche)
  • 12/16-Kerner: 2x Core-Chiplet + 1x I/O-Chiplet (= 9,9 Mrd. Transistoren auf 273mm² Chipfläche)
  • bis zu 16 CPU-Kerne + SMT (Verdopplung der Kern-Anzahl gegenüber Zen & Zen+)
  • Architektur-Verbesserungen an Recheneinheiten, Sprungvorhersage, Caches & Datendurchsatz
  • verdoppelte Fließkomma-Einheiten (damit im Idealfall verdoppelter FP-Durchsatz)
  • verdoppelter Level3-Cache
  • IPC-Gewinn offiziell +15% gegenüber Zen+ (nachgemessen hier)
  • Speichersupport bis zu DDR4/3200
  • PCI Express 4.0 (16+4 Lanes zur freien Verfügung, weitere 4 Lanes fest vergeben zur Anbindung des Mainboard-Chipsatzes)
  • gedacht für 500er Mainboard-Chipsätze (B550 & X570), läuft aber auch (nach BIOS-Update) auf den meisten 300er und 400er Mainboards
  • Release: 7. Juli 2019 (der 16-Kerner Ryzen 9 3950X folgt im September 2019 nach)

Das komplette Ryzen 3000 Portfolio beinhaltet dann auch die zwei auf "Zen+" basierten APU "Ryzen 3 3200G" und "Ryzen 5 3400", welche technologisch somit eher zur Ryzen-2000-Generation gehören. Jene beiden APUs wurden am 7. Juli genauso offiziell in den Markt entlassen, wurden jedoch von den Launchreviews (mangels Testsamples) nicht mit betrachtet und sollen für diese Launch-Analyse nachfolgend auch keine Rolle mehr spielen. Das eigentliche Portfolio der Zen-2-basierten Ryzen 3000 Prozessoren beinhaltet dann (derzeit) zwei Sechskerner, zwei Achtkerner sowie jeweils einen 12- und 16-Kerner – letzterer folgt terminlich wie gesagt im September. Sofern man die Top-Modelle aus der Vorgänger-Generation in Form von Ryzen 5 2600X (3.6/4.2 GHz) und Ryzen 7 2700X (3.7/4.3 GHz) als Maßstab nimmt, bieten die neuen Ryzen-3000-Modelle keine wirklich beachtbaren Taktraten-Verbesserungen an: Üblicherweise sind es 100-300 MHz mehr, was auf dem erreichten Taktraten-Niveau nur auf grob 5% Taktratengewinn herauskommt.

Leider hat AMD zu Ryzen 3000 keine spezifischen Taktraten für alle Boost-Stufen mehr herausgegeben – und kann das vielleicht auch gar nicht, da bei Ryzen 3000 das "Precision Boost 2" Feature durchgehend den jeweils anliegenden Takt selbsttätig regelt. Es gibt daher möglicherweise gar keine festen maximalen Taktratenstufen mehr, denn augenscheinlich kann der AMD-Prozessor, sofern die Rahmenbedingungen bei Stromverbrauch und Chiptemperatur dies nicht verhindern, durchgehend den maximalen Boosttakt auf allen CPU-Kernen erreichen. In der Praxis wird dies bei den Prozessoren mit vielen CPU-Kernen dann hochgehende Temperaturen sowie der Stromverbrauch verhindern, so das der praktisch erreichte AllCore-Boost bei den neuen AMD-Prozessoren wie üblich ein paar hundert Megahertz unterhalb des maximalen Boost-Takts liegt. Zum Ryzen 9 3900X gibt AMD beispielsweise einen (gemessenen) AllCore-Turbo von ca. 4.3 GHz an – wobei dies wie gesagt keine offizielle AMD-Spezifikation ist, sondern nur einen Wert aus der Praxis darstellt.

Kerne Takt unl. verl. L2+L3 Speicher PCI Express TDP Kühler Liste Release
Ryzen 9 3950X 16C/32T 3.5/4.7 GHz 8+64 MB 2Ch. DDR4/3200 16+4 Lanes 4.0 105W Wraith Prism LED 749$ Sept. 2019
Ryzen 9 3900X 12C/24T 3.8/4.6 GHz 6+64 MB 2Ch. DDR4/3200 16+4 Lanes 4.0 105W Wraith Prism LED 499$ 7. Juli 2019
Ryzen 7 3800X 8C/16T 3.9/4.5 GHz 4+32 MB 2Ch. DDR4/3200 16+4 Lanes 4.0 105W Wraith Prism LED 399$ 7. Juli 2019
Ryzen 7 3700X 8C/16T 3.6/4.4 GHz 4+32 MB 2Ch. DDR4/3200 16+4 Lanes 4.0 65W Wraith Prism LED 329$ 7. Juli 2019
Ryzen 5 3600X 6C/12T 3.8/4.4 GHz 3+32 MB 2Ch. DDR4/3200 16+4 Lanes 4.0 95W Wraith Spire 249$ 7. Juli 2019
Ryzen 5 3600 6C/12T 3.6/4.2 GHz 3+32 MB 2Ch. DDR4/3200 16+4 Lanes 4.0 65W Wraith Stealth 199$ 7. Juli 2019
Ryzen 5 3400G 4C/8T 3.7/4.2 GHz 2+4 MB 2Ch. DDR4/2933 8+4 Lanes 3.0 65W Wraith Spire 149$ 7. Juli 2019
Ryzen 3 3200G 4C/4T 3.6/4.0 GHz 2+4 MB 2Ch. DDR4/2933 8+4 Lanes 3.0 65W Wraith Stealth 99$ 7. Juli 2019
Die Modelle Ryzen 3 3200G & Ryzen 5 3400G basieren abweichend von den anderen CPU-Modellen nicht auf Zen 2, sondern auf Zen+ in der 12nm-Fertigung. Beide haben zudem eine Vega-basierte Grafiklösung integriert, welche beim Ryzen 3 3200G mit 512 Shader-Einheiten ("Vega 8") auf bis zu 1250 MHz Takt sowie beim Ryzen 5 3400G mit 704 Shader-Einheiten ("Vega 11") auf bis zu 1400 MHz Takt ausgerüstet ist.

Dies mag angesichts der zugrundeliegenden 7nm-Fertigung enttäuscht sein, allerdings hat AMD sein Augenmerk bei Ryzen 3000 bzw. Zen 2 auch auf klar andere Dinge gelegt: Primär ist hier die Verdopplung der Kern-Anzahl zu nennen, ohne deswegen die gesetzte TDP-Grenze von 105 Watt zu reißen. Rein praktisch macht der 16-Kerner Ryzen 9 3950X aber auch einen völlig anderen Preispunkt auf, welcher bislang klar dem HEDT-Segment zuzurechnen war – und läuft daher sicherlich etwas außerhalb der Wertung. Der jeweils passende Vergleich zu Intel zeigt dann nicht gleich auf eine (preisnormierte) Kern-Verdopplung hin, allerdings bietet AMD in jedem der sich anbietenden Vergleiche dennoch mehr CPU-Kerne oder/und mehr CPU-Threads an – und oftmals auch eine vergleichbare Taktrate bei Last auf vielen CPU-Kernen (während Intel bei den SingleCore-Taktraten weiterhin durchgehend gewisse Vorteile hat).

Die nachfolgende (preisnormierte) Gegenüberstellung listet dann auf Intel-Seite grundsätzlich die Boxed-Listenpreise – im Gegensatz zu den ansonsten üblichen Tray-Listenpreisen. Zwar liegt den meisten Spitzen-Modellen bei Intel auch in der Boxed-Ausführung kein CPU-Kühler bei und ergibt sich somit kein augenscheinlicher Mehrwert gegenüber der Tray-Ausführung. Jener liegt dann jedoch im Punkt der freiwilligen Hersteller-Garantie, welche Intel nur bei den Boxed-Ausführungen (für 3 Jahre) gibt. Die Tray-Ausführungen unterliegen zwar weiterhin der gesetzlichen Gewährleistung, jene endet aber schon nach 2 Jahren und sieht vor allem eine Beweislast-Umkehr zuungunsten des Käufers schon nach einem halben Jahr vor. Zudem läßt sich ein Gewährleistungsfall auch ausschließlich über den jeweiligen Händler abwickeln, Intel kann man hiermit nicht belästigen. Und letztlich können sich in Tray-Ware durchaus Rückläufer etc. befinden, während die Boxed-Ausführung auch dafür garantiert, das die CPU noch nie (außerhalb von Intel) benutzt wurde. Da somit die allgemeine Empfehlung an allen Orten darauf lautet, generell nur die Boxed-Ausführung zu kaufen, wurde hiermit auch auf deren (leicht höhere) Listenpreise zurückgegriffen und soll dies zukünftig generell so gehandhabt werden.

Taktraten CPU-Kerne AMD Liste Intel CPU-Kerne Taktraten
3.8/~4.3/4.6 GHz 12C/24T Ryzen 9 3900X 499$ Core i9-9900K /F 8C/16T 3.6/4.7/5.0 GHz
449$ Core i9-9900 8C/16T 3.1/?/5.0 GHz
3.9/?/4.5 GHz 8C/16T Ryzen 7 3800X 399$
385$ Core i7-9700K /F 8C/8T 3.6/4.6/4.9 GHz
370$ Core i7-8700K 6C/12T 3.7/4.3/4.7 GHz
335$ Core i7-9700 /F 8C/8T 3.0/?/4.7 GHz
3.6/?/4.4 GHz 8C/16T Ryzen 7 3700X 329$
312$ Core i7-8700 6C/12T 3.2/4.3/4.6 GHz
263$ Core i5-9600K /F 6C/6T 3.7/4.3/4.6 GHz
3.8/?/4.4 GHz 6C/12T Ryzen 7 3600X 249$
224$ Core i5-9600 6C/6T 3.1/?/4.6 GHz
202$ Core i5-9500 /F 6C/6T 3.0/?/4.4 GHz
3.6/?/4.2 GHz 6C/12T Ryzen 7 3600 199$
182$ Core i5-9400 /F 6C/6T 2.9/?/4.1 GHz
Taktraten-Angaben: 1. Basetakt, 2. AllCore-Boost, 3. maximaler Boost-Takt ..... Preis-Angaben: Box-Preise, keine Tray-Preise

Anhand vorstehender preisnormierter Gegenüberstellung läßt sich erkennen, wo die Intel-Kontrahenten für die neuen AMD-Prozessoren jeweils zu finden sind: Der Ryzen 9 3900X (499$) steigt direkt in den Ring gegen den gleichpreisigen Core i9-9900K (499$) und bietet hierfür 12 anstatt 8 CPU-Kerne zu allerdings etwas niedrigeren Taktraten. Der Ryzen 7 3800X (399$), zu welchem dato aber noch keine Performance-Werte vorliegen, ist eigentlich der natürliche Gegner des nur geringfügig günstigeren Core i7-9700K (385$) und hat diesem gegenüber einen Vorteil bei den CPU-Threads (16 anstatt 8). Der Ryzen 7 3700X (329$) sollte sich eigentlich mit dem nur minimal teueren Core i7-9700 (335$) duellieren und bringt dafür wiederum denselben AMD-Vorteil bei den CPU-Threads mit sich. Allerdings gab es in der Praxis der Launchreviews keinerlei Performance-Messungen mit dem Core i7-9700, zumeist wurde der Ryzen 7 3700X gegenüber Core i7-8700K (370$) und Core i7-9700K (385$) verglichen, welche allerdings beiderseits dann doch etwas teurer gelistet sind (+12% bzw. +17%).

Der Ryzen 5 3600X (249$) läßt sich wohl am besten mit dem preislich allerdings etwas höher angesetzten Core i5-9600K (263$) vergleichen (zu derzeitigen Straßenpreise dreht sich dieses Verhältnis allerdings glatt um), technisch ergibt sich hierbei wieder ein AMD-Vorteil bei den CPU-Threads (12 anstatt 6). Gleiches gilt für den Ryzen 5 3600 (199$), welcher seinen Intel-Counterpart im Core i5-9500 (202$) findet. Die beiden letztgenannten Sechskern-Modelle wurden allerdings vergleichsweise selten getestet und konnten daher nicht in der großen Benchmark-Auswertung beachtet werden, welche sich auf die Performance von Ryzen 7 3700X & Ryzen 9 3900X im Vergleich zu den passenden Intel-Kontrahenten sowie gleichartigen Modellen früherer CPU-Generationen konzentriert. Die (wenigen) Performance-Werte zu Ryzen 5 3600 & 3600X wurden allerdings nachfolgend in einer extra Benchmark-Auswertung erfasst, so das sich auch schon ein erstes Performance-Bild zu diesen kleinen (üblicherweise sehr verkaufsstarken) Modellen von Ryzen 3000 ergibt. Zu erwähnen wäre noch, das zu den allermeisten der vorgenannten Intel-Prozessoren jeweils noch ein Modell mit F-Suffix zum gleichen Listenpreis und ab Werk deaktivierter Grafiklösung existiert, welches die identische CPU-Performance liefert und demzufolge für alle Vergleiche 1:1 wie das Original-Modell benutzt werden kann, teilweise aber sogar günstiger im Handel angeboten wird.