Launch-Analyse AMD Raven Ridge

Dienstag, 6. März 2018
 / von Leonidas
 

Mit dem 12. Februar 2018 hat AMD seine lange erwartete "Raven Ridge" APU-Serie nun auch in den Desktop gebracht, hinzu gab es dann erstmals wirklich viele Testberichte zu diesen neuen APUs. Damit kann man jenes Datum als so etwas wie den eigentlichen Startpunkt von Raven Ridge ansehen, selbst wenn einzelne Mobile-Modelle bereits im letzten Oktober vorgestellt wurden. Mittels Raven Ridge geht AMD nicht nur in seine inzwischen 7. Generation an Mainstream-APUs (abseits der LowPower-Modelle der Jaguar/Puma-Serien), sondern wird erstmals die neuen Architekturen "Zen" auf Prozessoren-Seite sowie "Vega" auf Grafik-Seite in einer APU verbinden. Dabei soll die bekannt überlegene Grafik-Power (im iGPU-Maßstab) zum ersten Mal mit einer gleichwertigen CPU-Power verbunden werden – Raven Ridge also diesbezüglich nicht mehr nur ein Kompromiß darstellen, wie viel frühere AMD-APUs. Ob dieses Vorhaben gelungen ist, haben die vielen Testberichte mit vielen Einzel-Benchmarks versucht herauszufinden – und unsere Launch-Analyse wird deren Daten nachfolgend aufbereiten und zusammenfassen, so daß ein Gesamtbild entstehen kann.

AMDs APU-Idee startete anno 2011 ziemlich hoffnungsvoll mit den K10.5-basierten Llano-APUs, welche zurückblickend noch mit eine der besten APU-Angebote seitens AMD waren. Mit den nachfolgenden APU-Generationen gab es dann jedoch eher mehr Tiefen als Höhen, konnte AMD vor allem den anfänglichen Rückstand bei der CPU-Performance nie aufholen, sondern jener vergrößerte sich meistens sogar noch. Es gab natürlich Zeiten, wo die Abstände zu Intel auch einmal kleiner ausfielen (Kaveri-Generation, insbesondere mit deren Taktraten-Upgrades) – aber den Ruf, bei der CPU-Performance beachtbar zurückzuliegen, konnten die AMD-APUs (bis jetzt) niemals ablegen. Und dies war dann natürlich auch ein gewaltiger Nachteil beim Marketing und Verkauf dieser APUs, denn üblicherweise kommt bei den meisten Endverbrauchern dann nur noch genau dieses Extrakt an: "AMD = langsamer". Zudem hat es AMD in den letzten Jahren eher langsamer angehen gelassen, die letzten beiden APU-Generationen "Carrizo" & "Bristol Ridge" erschienen mehrheitlich nur noch im Mobile-Bereich.

Release Chip CPU iGPU Interface
Llano 14. Juni 2011 228mm² in 32nm K10.5 @ ≤4 CPU-Kerne Terascale 2 (VLIW5) @ ≤400 Shader-Einheiten 2Ch. DDR3/1866
Trinity Mobile: 15. Mai 2012
Desktop: 2. Okt. 2012
246mm² in 32nm Bulldozer/Piledriver @ ≤4 CPU-Kerne Terascale 2 (VLIW4) @ ≤384 Shader-Einheiten 2Ch. DDR3/1866
Richland Mobile: 12. März 2013
Desktop: 5. Juni 2013
246mm² in 32nm Bulldozer/Piledriver @ ≤4 CPU-Kerne Terascale 2 (VLIW4) @ ≤384 Shader-Einheiten 2Ch. DDR3/2133
Kaveri 14. Januar 2014 245mm² in 28nm Bulldozer/Steamroller @ ≤4 CPU-Kerne GCN2 (Hawaii) @ ≤512 Shader-Einheiten 2Ch. DDR3/2133
Carrizo 3. Juni 2015 250mm² in 28nm Bulldozer/Excavator @ ≤4 CPU-Kerne GCN3 (Fiji/Tonga) @ ≤512 Shader-Einheiten 2Ch. DDR3/2133
Bristol Ridge 1. Juni 2016 250mm² in 28nm Bulldozer/Excavator @ ≤4 CPU-Kerne GCN3 (Fiji/Tonga) @ ≤512 Shader-Einheiten 2Ch. DDR4/2400
Raven Ridge Mobile: 26. Okt. 2017
Desktop: 12. Feb. 2018
210mm² in 14nm Zen @ ≤4 CPU-Kerne +SMT GCN5 (Vega) @ ≤704 Shader-Einheiten 2Ch. DDR4/2933

Dies war natürlich auch dem internen Wissen AMDs um die Arbeit an der Zen-Architektur geschuldet, welche Anfang 2017 mit dem Launch der Ryzen-Prozessoren erste Früchte trug. Auch Basis jener Zen-Architektur plante AMD logischerweise auch neue APUs – welche neben der bekannt starken Performance der integrierten Grafiklösung dann vor allem auch mittels der neuen CPU-Architektur genau bei der CPU-Performance punkten können sollten. Hieraus entstand ein eigener Chip bzw. ein eigenes Die in Form von "Raven Ridge". Jenes Die bedient sich in AMDs (auch zur Erstellung von Spielekonsolen-SoCs verwendeten) Baukasten-System exakt eines Rechenkern-Clustern (CCX) der Zen-Bauweise, welcher wie bei Ryzen immer 4 CPU-Kerne enthält (Ryzen hat dagegen 2 CCX). Allerdings wurde noch an der Größe des Level3-Caches gedreht, hierbei bietet ein Raven-Ridge-CCX mit 4 MB Level3-Cache nur die Hälfte dessen an, was ein Ryzen-CCX aufweist (8 MB Level3-Cache pro CCX).

An dieser Stelle musste AMD etwas zugunsten der herauskommenden Chipfläche sparen – denn in selbige sollte ja auch noch eine integrierte Grafiklösung hineinpassen. Jene ist bei AMD traditionell recht groß, auch bei Raven Ridge nimmt die iGPU wieder grob die Hälfte der Chipfläche ein (siehe hierzu den Die-Shot mit einzeln markierten Chipteilen bei TechPowerUp). Damit war es möglich, einen Sprung von bisher 512 Shader-Einheiten (8 Shader-Cluster) auf nunmehr 704 Shader-Einheiten (11 Shader-Cluster) zu erreichen, hinzu gab es auch den (weitere Transistoren verbrauchenden) Architektur-Sprung von GCN3 (Fiji/Tonga) auf GCN5 (Vega). Als zusätzlicher Pluspunkt wurde das Speicherinterface insofern optimiert, als das jenes offiziell nunmehr bis zu DDR4/2933-Speicher verträgt (DDR4/2933 bei zwei SingleRank-Modulen, DDR4/2666 bei zwei DualRank-Modulen, bei vier Modulen jeweils eine Stufe tiefer), sicherlich zum Vorteil der großvolumigen integrierten Grafik. Als kleiner Nachteil hat man sich die Ausführung eines vollen PCI-Express-Interfaces gespart, extra Grafikkarten werden also maximal mit PCI Express 3.0 auf 8 Lanes angebunden.

All dies hat AMD bzw. Hausfertiger GlobalFoundries in einer optimierten 14nm-Fertigung ("14nm+") auf 4,94 Mrd. Transistoren in 210mm² Chipfläche packen können (23,5 Mio. Transistoren pro mm²). Dies ist eine gute Leistung, denn ein Zeppelin-Die der Ryzen-Prozessoren bringt es auf 4,8 Mrd. Transistoren in 213mm² Chipfläche (22,5 Mio. Transistoren pro mm²) – hat aber doppelt soviel Level3-Cache an Bord, welcher sich üblicherweise deutlich besser packen läßt. Gegenüber AMDs früheren APUs bleibt Raven Ridge vollkommen im Rahmen bzw. fällt sogar leicht kleiner aus – denn nur Llano hatte mit 228mm² eine ähnliche Chipfläche, alle nachfolgenden AMD-APUs waren dann mit Chipflächen immer zwischen 245-250mm² allesamt bemerkbar größer. Wirklich klein ist AMDs Raven-Ridge-Die damit aber auch nicht, wenn es eben nahezu so groß ist wie ein ausgewachsener Ryzen-Prozessors.

Gerade angesichts des Preis- und Marktsegments, wo APUs üblicherweise hingegen (LowCost & Mainstream), sind die 210mm² Chipfläche schon ziemlich viel, denn Intel kommt (ohne eine gleichwertige iGPU zu besitzen) jedenfalls mit deutlich kleineren Chipflächen in diesem Marktsegment aus: Das 4C+GT2-Die von Kaby/Coffee Lake (ist in diesem Fall das identische Die) bringt es auf nur 122mm² Chipfläche, selbst das (von der Performance her überlegene) 6C+GT2-Die von Coffee Lake liegt bei nur 151mm² Chipfläche noch klar unterhalb von Raven Ridge. Natürlich muß die Chipflächen-Differenz kein direkter Hinweis auf eine höhere Kostenlage sein, könnte Intel durchaus teurer pro mm² herstellen als das üblicherweise auf eine gute Kostenlage achtende GlobalFoundries. Auch ist immer einzurechen, das AMD die wesentlich gehaltvollere integrierte Grafiklösung an Bord hat, sich damit die größere Chipfläche auch wirklich rechtfertigt.

AMD Intel
Threadripper
2x 213mm² @ 14nm
Skylake-X 18C
484mm² @ 14nm+
Skylake-X 10C
322mm² @ 14nm+
Ryzen
213mm² @ 14nm
Coffee Lake (6C+GT2)
151mm² @ 14nm++
Raven Ridge
210mm² @ 14nm+
Kaby/Coffee Lake (4C+GT2)
122mm² @ 14nm+

Neben vier bereits im Markt stehenden Mobile-Modellen von Raven Ridge bringt AMD für den Desktop derzeit erst einmal die Modelle "Ryzen 3 2200G" sowie "Ryzen 5 2400G" in Stellung. Weitere Desktop-Modelle kündigen sich allerdings bereits an, AMD dürfte sicherlich im Laufe der Zeit ein breitgefächertes Raven-Ridge-Portfolio aufzubauen versuchen. Der aktuelle Anfang mittels Ryzen 3 2200G und Ryzen 5 2400G markiert dabei wahrscheinlich so etwas wie die beiden Extreme (zumindest auf dem Desktop): Ryzen 3 2200G kommt mit kleinerer CPU (Verzicht auf SMT), deutlich kleiner iGPU und maßvollen Taktraten daher, während Ryzen 5 2400G beiderseits den Vollausbau samt vergleichsweise hohen Taktraten aufbietet. Dafür gibt es dann auch einen deutlichen Unterschied beim Listenpreis, welcher mit 99 zu 169 Dollar auf immerhin +71% lautet.

Gegenüber den bisherigen Ryzen-Prozessoren der Ryzen 3/5 Serien mit ebenfalls 4 CPU-Kernen haben die beiden Raven-Ridge-Modelle für den Desktop nur marginale Unterschiede (neben ihrer iGPU): Der Level3-Cache ist wie gesagt halbiert (gegenüber dem Ryzen 5 1600X sogar geviertelt). Bei Raven Ridge gibt es kein XFR, dafür allerdings generell etwas höhere Taktraten – sowie ein feines Boost-Verhalten ("Precision Boost 2"), welches ein längeres Hochhalten der Taktraten ermöglichen soll. Architektur-Veränderungen gibt es allerdings keine, AMD ordnet "Raven Ridge" auch offiziell der originalen Zen-Architektur zu – wobei wahrscheinlich selbst das kommende "Zen+" abgesehen von der moderneren 12nm-Fertigung über keine weiteren Architektur-Änderungen verfügen wird. Grob gesehen kommt Raven Ridge (taktnormiert) auf derselben Performance wie Ryzen heraus, hierbei dürften sich die Effekte von besseren Boost-Verhaltens sowie höherem Speichersupport zugunsten von Raven Ridge gegenüber dem größeren Level3-Cache von Ryzen wohl letztlich gegenseitig aufheben.

Segm. Kerne Takt L2+L3 Grafik Speicher TDP Liste Release
Ryzen 5 2400G Desktop 4C +SMT 3.6/3.9 GHz 2+4 MB Vega 11: 704 SE @ ≤1250 MHz 2Ch. DDR4/2933 65W 169$ 12. Feb. 2018
Ryzen 5 2400GE Desktop 4C +SMT 3.2/? GHz 2+4 MB Vega 11: 704 SE @ ? MHz 2Ch. DDR4/? 35W ? ?
Ryzen 3 2200G Desktop 4C 3.5/3.7 GHz 2+4 MB Vega 8: 512 SE @ ≤1100 MHz 2Ch. DDR4/2933 65W 99$ 12. Feb. 2018
Ryzen 3 2200GE Desktop 4C 3.2/? GHz 2+4 MB Vega 8: 512 SE @ ? MHz 2Ch. DDR4/? 35W ? ?
Athlon 200GE Desktop 2C +SMT 3.2/? GHz 1+4 MB ? 2Ch. DDR4/? ? ? ?
Ryzen 7 2700U Mobile 4C +SMT 2.2/3.8 GHz 2+4 MB Vega 10 Mobile: 640 SE @ ≤1300 MHz 2Ch. DDR4/2400 15W ? 26. Okt. 2017
Ryzen 5 2500U Mobile 4C +SMT 2.0/3.6 GHz 2+4 MB Vega 8 Mobile: 512 SE @ ≤1100 MHz 2Ch. DDR4/2400 15W ? 26. Okt. 2017
Ryzen 3 2300U Mobile 4C 2.0/3.4 GHz 2+4 MB Vega 6 Mobile: 384 SE @ ≤1100 MHz 2Ch. DDR4/2400 15W ? 8. Jan. 2018
Ryzen 3 2200U Mobile 2C +SMT 2.5/3.4 GHz 1+4 MB Vega 3 Mobile: 192 SE @ ≤1100 MHz 2Ch. DDR4/2400 15W ? 8. Jan. 2018
Alle Desktop-Modelle kommen im Sockel AM4 daher und werden von allen AM4-basierten Mainboards der 300er/400er Chipsatz-Serien (nach BIOS-Update) unterstützt. Ryzen 3 2300U, Ryzen 5 2500U und Ryzen 7 2700U gibt es jeweils noch einmal als Pro-Ausführung für Business-Notebooks mit ansonsten völlig identischen Spezifikationen.

Aufgrund dieser groben Vergleichbarkeit und der von AMD gemachten Listenpreise kann Raven Ridge das bisherige Ryzen-Portfolio im Vierkern-Bereich nahezu komplett ersetzen: Der Ryzen 3 2200G bietet die gleichen Taktraten wie ein (klar teurerer) Ryzen 3 1300X sowie gegenüber dem gleichpreisigen Ryzen 3 1200 die klar höheren Taktraten. Der Ryzen 5 2400G bietet gegenüber dem ungefähr gleichpreisigen Ryzen 5 1500X ebenfalls leicht höhere Taktraten auf und gegenüber dem Ryzen 5 1400 dann klar höhere Taktraten, letzterer Prozessor hat allerdings derzeit noch einen gewissen Preisvorteil bei den Straßenpreisen (vom Listenpreis her wären beide Prozessoren dagegen identisch). Die Straßenpreise halten sich bei AMD und Intel derzeit zwar meistens an die Listenpreise (abzüglich des Kursgewinns beim Dollar/Euro-Umtausch), einige Prozessoren-Modelle werden jedoch derzeit deutlich abweichend davon angeboten.

Dies trifft insbesondere auf den Ryzen 5 1400 zu (-20% unter Listenpreis), die anderen AMD-Prozessoren (ob alt oder neu) pendeln sich dagegen derzeit meistens bei -14% bis -15% unterhalb ihres Listenpreises ein. Bei Intel existiert diese Situation teilweise bei den LowCost-Modellen der Pentium-Serie: Der Pentium G4560 (-23% unter Listenpreis) wird untypischerweise für Intel sehr tief unterhalb seines Listenpreises angeboten – und ironischerweise der Pentium G4620 (+13% über Listenpreis) bei arg schlechter Verfügbarkeit dann sogar wesentlich teurer. Das restliche Intel-Portfolio trägt dagegen inzwischen nicht mehr die für letztes Jahr noch typischen Anfangs-Aufschläge bei der Coffee-Lake-Serie, dies hat sich nunmehr preislich normalisiert. Dennoch passt das Preisbild anhand der Listenpreise nur eher grob zur realen Situation der Straßenpreise, speziell den Vergleich AMD zu Intel kann man eigentlich nur auf Basis der Straßenpreise solide antreten.

AMD Intel
ab 169€ Core i5-8400 6C, 2.8/4.0 GHz, 65W TDP, 182$
UHD Graphics 630 mit 23 EU @ 350/1050 MHz, 2Ch. DDR4/2666
6C +SMT, 3.2/3.6 GHz +XFR, 65W TDP, 189$
2Ch. DDR4/2666
Ryzen 5 1600 ab 166€
ab 157€ Core i3-8350K 4C, 4.0 GHz, 91W TDP, 168$
UHD Graphics 630 mit 23 EU @ 350/1150 MHz, 2Ch. DDR4/2400
4C +SMT, 3.5/3.7 GHz +XFR, 65W TDP, 174$
2Ch. DDR4/2666
Ryzen 5 1500X ab 147€
4C +SMT, 3.6/3.9 GHz, 65W TDP, 169$
Vega 11 mit 704 SE @ ≤1250 MHz, 2Ch. DDR4/2933
Ryzen 5 2400G ab 146€
4C +SMT, 3.2/3.4 GHz +XFR, 65W TDP, 169$
2Ch. DDR4/2666
Ryzen 5 1400 ab 136€
4C, 3.5/3.7 GHz +XFR, 65W TDP, 129$
2Ch. DDR4/2666
Ryzen 3 1300X ab 110€
ab 102€ Core i3-8100 4C, 3.6 GHz, 65W TDP, 117$
UHD Graphics 630 mit 23 EU @ 350/1100 MHz, 2Ch. DDR4/2400
ab 95€ Core i3-7100 2C +HT, 3.9 GHz, 51W TDP, 117$
HD Graphics 630 mit 24 EU @ 350/1100 MHz, 2Ch. DDR4/2400
4C, 3.1/3.4 GHz +XFR, 65W TDP, 109$
2Ch. DDR4/2666
Ryzen 3 1200 ab 93€
ab 89€ Pentium G4620 2C +HT, 3.7 GHz, kein AVX, 51W TDP, 75$
HD Graphics 630 mit 24 EU @ 350/1100 MHz, 2Ch. DDR4/2400
4C, 3.5/3.7 GHz, 65W TDP, 99$
Vega 8 mit 512 SE @ ≤1100 MHz, 2Ch. DDR4/2933
Ryzen 3 2200G ab 85€
ab 64€ Pentium G4600 2C +HT, 3.6 GHz, kein AVX, 51W TDP, 75$
HD Graphics 630 mit 24 EU @ 350/1100 MHz, 2Ch. DDR4/2400
ab 49€ Pentium G4560 2C +HT, 3.5 GHz, kein AVX, 51W TDP, 64$
HD Graphics 610 mit 12 EU @ 350/1050 MHz, 2Ch. DDR4/2400