AMD Ryzen 5000
I processori Ryzen della serie 5000 sono la chiusura di un cerchio per AMD. La storia dei processori Ryzen è iniziata nel 2017 con le CPU Zen 1, che hanno portato il numero di unità di calcolo disponibili a livelli impensabili solo poco tempo prima. Con Zen 2 la casa americana ha lavorato sul processo produttivo, sceso da 12 a 7 nanometri, e sull'IPC, conscia del fatto che il mondo degli applicativi software consumer non era, e non è, pronto per sfruttare al meglio un numero così elevato di Core nel processore.
Oggi, con l'arrivo della nuova gamma di processori Zen 3, AMD è riuscita a portare ancora più in alto l'asticella delle prestazioni, senza puntare su un mero aumento dei Core, ma andando a lavorare su frequenze e IPC, proprio i due elementi che hanno permesso a Intel di reggere il colpo di anno in anno, nonostante il processo produttivo a 14 nm.
Come vedremo nel corso di questa recensione, i nuovi Ryzen 9 5900X e Ryzen 7 5800X non solo superano il top di gamma Intel nei benchmark sintetici in sigle core, finora dominati dalla concorrenza, ma vanno anche a battagliare nel gaming, un campo in cui finora, almeno in Full HD, il distacco con i rivali era palpabile.
I nuovi processori Zen 3
In questa recensione ci occuperemo solo del Ryzen 9 5900X e del Ryzen 7 5800X, nei prossimi giorni testeremo anche il top di gamma 5950X e il 5600X, tutti realizzati a 7 nm. In campo gaming molto interessante sarà capire come si comporterà il 5600X, caratterizzato da un rapporto prezzo-prestazioni molto interessante, nel frattempo però diamo uno sguardo all'intera gamma.
All'apice troviamo il Ryzen 9 5950X, caratterizzato da frequenze operative che partono da 3.4 GHz per arrivare fino ai 4.9 GHz. Questa CPU è dotata di 16 Core e 32 Thread, un numero quasi spropositato per le esigenze del mondo consumer, che fa capire come questa CPU sia indirizzata più al mondo dei creator che a quello del gaming. Il TDP è di 105W, si tratta dell'unico processore a utilizzare al massimo le novità dell'architettura Zen 3, visti i due CCD di cui è dotato, ognuno con 8 unità di calcolo attive, e dispone di 8 MB di Cache L2 e 64 MB di cache L3. Il prezzo di questa variante per l'Italia è di 689€ IVA esclusa.
Scendendo troviamo il Ryzen 9 5900X, dal costo di 469 IVA esclusa. Il TDP rimane di 105W, cala però il numero di Core, che diventano 12, per 24 Thread totali. Le frequenze partono dai 3.7 per arrivare a 4.8 GHz, con 6 MB di cache L2 e 64 MB di cache L3. In questo caso nei due CCD sono presenti 6 unità di calcolo cadauno.
Passando invece al Ryzen 7 5800X le frequenze calano leggermente, arrivando a 4.7 GHz in modalità boost e a 3.8 GHz per la frequenza base, con 4 MB di cache L2 e 32 MB di tipo L3, il tutto con un TDP di 105 W. Per questo processore è stato impiegato un solo CCD con 8 unità di calcolo e 16 Thread, al costo di 389€ IVA esclusa.
Infine, ma ci aspettiamo di vedere ulteriori modelli di fascia più bassa in arrivo prossimamente, troviamo il Ryzen 5 5600X, con frequenza base di 3.7 GHz e boost di 4.6 GHz, al prezzo di 259€ iva esclusa. In questo caso il TDP scende a 65 W, anche la cache è ridotta, 3 MB di tipo L2 e 32 MB di tipo L3, e viene impiegato un solo CCD con 6 Core e 16 Thread.
La nuova architettura Zen 3
Il design dei processori Zen 3 è stato pensato per raggiungere tre obbiettivi primari. Il primo è aumentare le prestazioni in single thread, da sempre tallone d'Achille dei processori Ryzen, il secondo è abbassare la latenza e il terzo è mantenere un'elevata efficienza, perché prestazioni migliori non possono passare per un aumento eccessivo dei consumi. Tutti obiettivi che AMD intende raggiungere attraverso un nuovo design dei processori, anche perché la casa americana questa volta non può contare sul passaggio a un processo produttivo migliore, visto che i 7 nm impiegati sono gli stessi delle CPU Zen 2.
Per raggiungere questi traguardi AMD ha reso più rapida la fase di fetching, aumentando il bandwidth del branch predictor e dotandolo di una cache raddoppiata, per diminuire la latenza. Insieme a questo troviamo ottimizzazioni per la gestione di calcoli in virgola mobile e per i numeri interi, oltre a un nuovo design per il chiplet, al cui interno troviamo i Core Zen 3 a 7 nm e un chip per la gestione delle operazioni di I/O a 12 nm, lo stesso visto in Zen 2.
Il design chiplet, introdotto proprio con le CPU Zen 2, consente una flessibilità elevata nei metodi produttivi, mettendo ad esempio insieme componenti realizzati a 7 e a 12 nm, inoltre ha permesso ad AMD di aggiornare i CCX (Core Complex), che contengono i Core Zen 3, senza dover rivisitare completamente l'architettura alla base dei processori.
Zen 2 poteva contare su massimo due CCX per CPU, ognuno con massimo 4 Core e 8 Thread e 16 MB di cache L3 (16 MB + 16 MB ogni 4 Core).
Zen 3 invece sfoggia un nuovo design che gli consente di arrivare fino a due CCX, ma questa volta ognuno di essi contiene fino a 8 Core e 16 Thread, con una cache L3 condivisa di 32 MB. Questo rende l'accesso alla cache, da parte delle unità di calcolo, più rapido, contribuendo ad abbassare ulteriormente la latenza, aumentando le prestazioni in tutte quelle applicazioni che beneficiano maggiormente di questo aspetto, gaming compreso. Secondo AMD, da Zen 2 a Zen 3 le prestazioni nel gioco aumentano mediamente del 26% in 1080p, ma con i titoli maggiormente dipendenti dalla CPU questo valore sale anche al 40-50%.
Tutto questo mantenendo un'elevata flessibilità, come si può vedere dai processori presentati finora, che possono contare su configurazioni a 6, 8, 12 o addirittura 16 Core, come nel caso del Ryzen 5950X.
Configurazione di prova e benchmark
Per mettere alla prova i nuovi processori di AMD abbiamo utilizzato due piattaforme differenti. La prima comprende una scheda madre ROG Maximus Hero VII Wi-Fi con chipset X570, 16 GB di RAM a 3200 MHz, scheda video NVIDIA RTX 3080 e monitor ROG PG27UQ. Su questa abbiamo provato i Ryzen 5900X, 5800X e 3900X, quest'ultimo utilizzato per avere un confronto diretto tra architettura Zen 2 e Zen 3. In parallelo abbiamo utilizzato anche il top di gamma di casa Intel, l'i9-10900K, che finora aveva dominato nei test in Single Core e nel gaming in 1080p, installato su una scheda madre ROG Maximus Hero XII con chipset Z490, 16 GB di RAM a 3200 MHz, GPU NVIDIA RTX 3080 e monitor ROG PG27UQ. Per entrambe le configurazioni il dissipatore impiegato è un Noctua DH-15.
Si tratta di un vero e proprio scontro tra pesi massimi, che abbiamo testato su due fronti, con benchmark sintetici, utili per capire la potenza complessiva disponibile per gli applicativi professionali, e con benchmark svolti direttamente in-game. Iniziamo con due grandi classici del genere, CPUz e Cinebench R20, che misurano le prestazioni in single e in multi thread. I dati parlano chiaro, siamo di fronte al più grande balzo prestazionale che abbiamo visto in casa AMD dai tempi dell'introduzione dell'architettura Zen 1. I benefici maggiori li troviamo soprattutto in single thread, proprio l'obiettivo di AMD, in attesa del 5950X che potrà segnare nuove vette in multi thread.
Su CPUz il Ryzen 9 5900X stacca di quasi 160 punti il predecessore 3900X, ma anche il Ryzen 7 5800X mostra un aumento prestazionale notevole. È la prima volta che testiamo delle CPU in grado di superare così agevolmente i 600 punti in questo benchmark, che prima era dominato dall'i9-10900K di Intel.
I 12 Core e 24 Thread del 5900X gli permettono di piazzarsi in cima alla classifica anche nel benchmark multi core, seguito dal 3900X, che regge il colpo grazie ai suoi 12 Core e 24 Thread. Intel è in terza posizione, del resto l'i9 ha 10 Core e 20 Thread, in ultima posizione invece il 5800X, complici i "soli" 8 Core e 16 Thread. Lo stesso andamento lo troviamo con Cinebench R20, dove il 5900X stacca tutti i concorrenti, e con Indigo Benchmark, che misura le prestazioni legate alla capacità di rendering delle CPU.
Questi test mostrano due dati molto interessanti. Il primo è il netto passo in avanti fatto nell'IPC e nel calcolo single thread dei nuovi processori Ryzen, il secondo è la perdita della vetta in questo campo dell'i9-10900K, nonostante frequenze di clock più elevate, che possono raggiungere i 5.3 GHz su singolo core.
Un andamento del genere lascerebbe presupporre che anche nel gaming AMD vinca a mani basse, ma non è proprio così. Nei quattro giochi che abbiamo utilizzato per la prova possiamo osservare come Intel superi AMD in Metro Exodus e in The Division 2, mentre AMD è avanti in Shadow of the Tomb Raider e in Forza Horizon 4 a risoluzione 1080p.
Unendo questi dati a quelli forniti da AMD, che mostrano anch'essi un lotta serrata tra le due CPU gioco per gioco, possiamo affermare che AMD ha colmato il gap con Intel, offrendo oggi una piattaforma decisamente più adatta al gaming e in grado di generare un frame rate molto elevato in 1080p (salendo con la risoluzione è la GPU a divenire più importante), senza però staccare l'i9-10900K come abbiamo visto nei benchmark sintetici. Il Ryzen 9 5900X e l'i9-10900K se la giocano titolo su titolo, in alcuni è superiore AMD, in altri prevale Intel.
Frequenze di clock e temperature
Negli ultimi anni gli algoritmi di gestione del clock si sono fatti sempre più avanzati, consentendo di spingere molto più in alto le frequenze, a patto di utilizzare un sistema di dissipazione adeguato, come il Noctua DH-15 utilizzato per la prova. Nel nostro caso, il Ryzen 9 5900X ha raggiunto una temperatura massima di 80 gradi sotto sforzo, mentre in idle si è mantenuto intorno ai 32 gradi. Il 5800X invece raggiunge la stessa temperatura in idle e i 78 gradi sotto stress, un buon dato che testimonia i benefici permessi dal processo produttivo a 7 nm e dall'architettura di AMD.
Durante le prove abbiamo monitorato costantemente l'andamento del clock, per capire come agisce la tecnologia Precision Boost 2. Nei benchmark in single core i due Ryzen si sono fermati quasi sempre a una frequenza di picco di 4.8 GHz su due core, ma in alcune occasioni abbiamo osservato questo valore salire addirittura a 4.9 GHz, ben al di fuori delle specifiche operative.
Nei benchmark multi core invece il Ryzen 5900X riesce a portare tutti i suoi 16 Core a lavorare a 4.4 GHz: ricordiamo che il Ryzen 9 3900X faticava ad arrivare a 4.6 GHz su un singolo Core, ennesima conferma della bontà dell'architettura Zen 3. Con il Ryzen 5800X invece si raggiungono facilmente i 4.6 GHz su tutti gli 8 Core.
I nuovi Ryzen 5900X e 5800X, e in generale l’architettura Zen 3, segnano il più importante passo in avanti nelle prestazioni dall’uscita dei processori Zen 1. AMD può contare oggi su delle CPU che, al contrario di quanto avveniva in passato, non hanno praticamente punti deboli. Con gli applicativi multi core la casa americana era già in vantaggio, in virtù di un Core Count superiore a quello disponibile su Intel, soprattutto nella fascia alta del mercato. Oggi però, almeno nei benchmark sintetici, il 5900X si è dimostrato superiore a tutti gli altri processori testati, i9-10900K compreso, anche con le operazioni single thread, stessa cosa per il 5800X. In campo gaming i passi in avanti sono evidenti, oggi AMD va a battagliare con il top di gamma Intel gioco su gioco, offrendo prestazioni di alto livello praticamente su tutti i fronti. I prezzi sono più alti rispetto al passato, questo è vero, ma per il gaming un 5800X basta e avanza, non serve andare sul più costoso 5900X o peggio ancora sul 5950X. Anzi, siamo pronti a scommettere che il Ryzen 5 5600X offrirà prestazioni simili ai modelli superiori in questo ambito, a fronte di un prezzo decisamente più basso, per quella che potrebbe diventare la CPU da gaming dal miglior rapporto prezzo-prestazioni disponibile sul mercato.
