Pokud pravidelně brouzdáte po technicky zaměřených webech, jistě tušíte, že společnost AMD nějakou dobu chystala nové procesory pro patici AM4, založené na architektuře Zen3. Minimálně u nás na Deep In IT jste si mohli přečíst mnoho článků na toto téma, oficiální vyjádření, uniklé výsledky, spekulace a tak podobně. V momentě, kdy čtete tento článek nejspíše dopíjím poslední kávu a jdu spát, omluvte tedy různé překlepy v článku.

• Lisa Su odhalila Zen 3: o 19 % vyšší IPC, o 26 % lepší herní výkon

Ale k věci, Zen3 je dnes oficiálně venku a tak mohu uvést na pravou míru některé fámy a samozřejmě se můžete těšit na hromádku testů a srovnání s různými dalšími procesory. Musím zároveň zmínit, že jsem lehce smutný, jelikož nejstarší data v recenzi pochází z minulého roku z dob vydání Zen2 procesorů. Bohužel všechny procesory nebyly testovány za zcela stejných podmínek, časem se změnily grafické ovladače, BIOSy, chování boostu a další parametry u některých platforem, což ovlivňuje výsledný výkon v některých testech. Bohužel není v mých silách provést kompletní retest všech procesorů, to by zabralo nemalé množství času a navíc mnoho testovaných procesorů a desek nemám. Některé výsledky tedy berte lehce s rezervou, nějaký retest s aktuálnějšími daty u starších CPU budu muset provést příští rok, ale stávající stav může vést k lehce podivným situacím v některých testech, kdy starší CPU mohou podávat v některých situacích lepší výkon(podezřívám NVIDIA ovladače k RTX 2080 Ti a novější buildy Windows, ale nemám to nijak podložené, dalším problémem jsou některé hry, které dostávají v čase aktualizace, CSGO je aktualizováno relativně často, Talos Principle a další hry dostanou semtam patch, který ovlivňuje výkon).

AMD mi tentokráte zaslalo dva procesory, dvanáctijádrový Ryzen 9 5900X a šestijádrový Ryzen 5 5600X. Všechny Zen3 procesory jsou aktuálně oficiálně podporované na základních deskách s AMD X570 nebo B500 chipsety, samozřejmě je třeba mít na deskách aktuální BIOS, který tyto procesory podporuje, ale potřebný mikrokód je na tyto platformy k dispozici již několik měsíců, v nejhorším případě lze použít funkci BIOS Flashback, kterou mají snad všechny B550/X570 desky na trhu. Desky s AMD X470/B450 chipsety dostanou podporu Zen3 procesorů až v lednu 2021, dovedu si i představit, že někteří výrobci vydají betaverzi BIOSu se Zen3 podporou pro X370, ale spíše bych v to nedoufal.

Od společnosti ASUS jsem dostal zapůjčenou základní desku ASUS ROG Crosshair VIII HERO, kterou jsem v minulosti recenzoval a tuto desku jsem použil na otestování obou procesorů, pokud Vás zajímá deska detailněji, doporučuji se podívat na recenzi z minulého roku. Testovaná deska byla tentokrát ve verzi bez WiFi, ale to ničemu nevadí.

• RECENZE: ASUS ROG Crosshair VIII HERO WiFi – aneb X570 v plné polní

A teď tedy opravdu k Zen3, AMD postavila Zen3 procesory na TSMC 7nm procesu podobně jako Zen2 procesory a došlo dokonce na použití stejného 12nm IO čipletu, který obsahuje paměťový řadič, PCIe Gen4 linky, USB, SATA, Infinity Fabric a tak podobně. Největší změnou je však konfigurace CCX v rámci CCD. Dříve jeden 7nm CCD čiplet obsahoval dva CCX, v rámci jednoho CCX byla čtyři jádra a 16MB L3 cache. Tedy procesory složené ze dvou 7nm CCD mají celkem 64MB L3 cache v 4x16 MB konfiguraci. Oproti Zen a Zen+ zde byla vylepšení z hlediska latencí a rychlosti IF, nicméně i tak se velká L3 cache velmi hodí, jelikož paměťový řadič je fyzicky mimo procesorová jádra. Zen3 vylepšuje toto řešení, nově má jedno CCD v sobě pouze jeden CCX, který obsahuje až osm jader a společnou 32MB L3 cache, toto vylepšení tak může dost zlepšit rychlost komunikace mezi jádry a cache, obzvlášť zajímavé to asi bude u serverových EPYCů, které jsou sloužené z mnoha čipletů a může tak dojít ke znatelnému snížení latencí při komunikaci mezi jádry. Dvoučipletové AM4 Ryzeny tak mají L3 cache v konfiguraci 2x32MB a efektivně dochází ke zrychlení přístupu do RAM, jelikož je k dispozici unifikovaná L3 cache v rámci každého CCD/CCX.

Nové Zen3 Ryzeny mají podobně nastavený boost, jako Zen2 Ryzeny, pokud to chlazení a napájecí limity umožní, mohou boostovat nad udávané hodnoty. Zatímco některé Zen2 procesory nedosahovaly maximálního jednovláknového boostu, Zen3 procesory ho naopak často přesahují. Například můj Ryzen 9 5900X, který má jednojádrový boost nastavený maximálně na 4,8GHz byl ochotný jednojádrově boostovat až na 4941 MHz, což je v podstatě mimo specifikace.

Řízení napětí je samozřejmě automatické a může různě skákat, některé programy navíc nemusí ukazovat napětí správně, pokud procesor idlí, nebo je v nízké zátěži, jelikož některá jádra se mohou zcela vypnout a nekonzumují žádnou energii, dokud nejsou probuzena.

Další změnou jsou chipsetové ovladače, jejich součástí nově není AMD Ryzen Balanced power plan, AMD zdá se dotlačilo Microsoft do lepší podpory nových procesorů, takže s Windows 10 v2009 (někdy označováno jako 20H2) se tento plán neinstaluje a není potřebný. Samozřejmě se chipsetové ovladače hodí nainstalovat pro některé komponenty jako PSP, GPIO, atd.

AMD se také chlubilo, že paměťový řadič je lehce vylepšený, v Zen2 procesorech je totiž tato komponenta limitujícím faktorem při zrychlování přístupu do RAM, Infinity Fabric(FCLK), paměťový řadič(UCLK) a frekvence RAM(MCLK) by měly ideálně tikat v poměru 1:1:1, při takovém nastavení bude systém veselý a rychlý. Pokud však nastavíme rychlost RAM mimo, dojde ke snížení výkonu, jelikož se tyto poměry rozhodí. U Zen2 procesorů šlo narazit na kvalitní kousky, které zvláddaly až 1900 MHz na MCLK a FCLK, což znamená, že bylo možné provozovat paměti s 3800 MT/s propustností. AMD tvrdí, že Zen3 řadiče zvládají až 2000 MHz, podobně jako Zen2 končily na 1900 MHz. Toto zatím nemohu potvrdit, ani vyvrátit, jelikož jsem nestihl pořádně ladit paměti. Nicméně minimálně 1900 MHz pro FCLK a MCLK bylo bezproblémové, upozorním však, že zrychlením těchto sběrnic ukousneme napájecí limit procesoru a tím pádem mohou jádra méně boostovat, takže pokud plánujete zrychlovat přístup do paměti, je vhodné navýšit napájecí limit procesoru, aby nedošlo ke snížení procesorového výkonu.

12nm IO čiplet je zdá se úplně stejný, jako u Zen2 procesorů a dává to smysl, AMD pořád vyrábí nějaké čipy u GloFo a nejspíše nedávalo smysl pro AM4 připravovat zcela nový IO čiplet. Dovedu si představit, že Zen3 EPYCy dostanou nějaký modernější centrální hub, ale to ukáže čas. Teoreticky by takto AMD mohlo "lepit" Zen4 jádra se stávajícím 12nm IO čipletem a zachovat tak kompatibilitu s DDR4 a AM4 platformou, ale nemyslím si, že taková situace nastane. Co se komunikace týče, stejně jako u Zen2, je zápis do paměťového řadiče z jednoho CCD pomalejší, než čtení. Procesory s osmi a méně jádry tak mají pomalejší zápis do RAM, ale nejedná se o nic tragického.

AMD také přepracovalo interně procesorová jádra, jsou zde vylepšení v predikci a vykonávání různých instrukcí, v tomto hledisku asi poslouží lépe slajdy od AMD, kde je vše hezky vyobrazeno, jelikož to není tak úplně moje parketa. A ano, Zen3 má ještě pořád 4x ALU na jádro, zcela jistě prohraje vůči Apple A18XT s 16x ALU na každé půl jádro. ;)

Zen3 také přináší drobné změny v bezpečnostním koprocesoru a také nové instrukce, ale to většinu uživatelů nejspíše nijak zvlášť neosloví. Uživatele určitě osloví vyšší výkon, frekvence a vyšší efektivita, nové Zen3 procesory totiž nenavyšují spotřebu, napájecí limity jsou prakticky stejné, nebo dokonce nižší, než u Zen2 procesorů. Méně příjemnou změnou je navýšení ceny, což se v ČR projeví více díky 21% DPH, ale u výkonných procesorů se nejedná o nic speciálního, jelikož AMD má aktuálně opravdu výborné produkty, takže proč si trochu nenavýšit marže? Pro uživatele Zen2 procesorů je Zen3 méně zajímavý, než pro uživatele Zen a Zen+ či starších Intelů, nicméně pokud nemáte B550/X570 desku, nemůžete zatím procesor jen tak vyměnit, dokud nepřijdou na trh nové BIOSy. Také se spekuluje, že v Q1 2021 dorazí na trh další procesory založené na Zen3 architektuře, ale na to si budeme muset počkat.

Nyní tedy k Ryzenu 9 5900X, toto nové dvanáctijádro víceméně nahrazuje oblíbený Ryzen 9 3900X, oficiální cena vyskočila z $499 na $549, ale zároveň povyskočil výkon průměrně o 19% (tento údaj je přímo od AMD, záleží na konkrétní aplikaci, někde mohou být rozdíly větší, jinde zase menší). K procesoru nově není přiložený žádný chladič, což nepovažuji za problém, většina uživatelů u takto hi-endového procesoru jistě použije výkonnější a tišší chlazení. Minimálně ve své bublině neznám žádného majitele Ryzenu 9 3900X, který by používal Wraith Prism LED přiložený k procesoru.

Procesor má základní frekvenci nastavenou na 3,7GHz a maximální jednojádrový boost má hodnotu 4,8GHz, ale pokud to chlazení a napájení umožní, může maximální boost překročit. Standardní napájecí limit je 105 Wattů, podobně jako u Zen2 je zde další dlouhodobý napájecí limit, který má hodnotu 142 Wattů, stejně jako Ryzen 9 3900X. Byl jsem překvapen, že jedno jádro je ochotné boostovat až na 4941 MHz a to samo od sebe. Zkusil jsem jakých frekvencí dosahuje procesor při zatížení různého množství jader. To jsem provedl v AIDA64 testem CPU Queen, limitoval jsem množství jader(samozřejmě bez SMT) a zaznamenal frekvenci, na které CPU běželo za pomoci HWiNFO, nicméně v AVX2 zátěži nebo dlouhodobé zátěži či s jiným chlazením se procesory mohou chovat jinak, je to jen tedy přibližná reference pro představu, jak procesory boostují. Do tabulky jsem také přidal PPT limity procesorů a frekvenci všech jader v AVX2 zátěži, která je vyvolaná konverzi videa ve ffmpegu a dojde tak ke 100% vytížení CPU. Ryzen 9 5900X při AVX2 zátěži všelijak kolísá, jednotlivá jádra tikají v rozpětí 4167-4516 MHz v závislosti na zátěži.

Jak jsem zmiňoval dříve, procesor jsem testoval na základní desce ASUS ROG Crosshair VIII HERO s BIOSem 2311, který dodalo samotné AMD, nicméně tento BIOS má u sebe ke stažení ASUS přímo na webu(stejný AGESA mikrokód dostaly i další ASUS X570 desky), nejedná se tak o nějaký speciální upravený BIOS. Jako chladič mi posloužil poměrně běžný věžák Noctua NH-U12S SE-AM4 s Noctua NF-F12 iPPC-2000 ventilátorem. Paměti poskytl také ASUS a jedná se o stejný kit, který jsem nedávno použil na ASUS ROG MAXIMUS XII APEX, tedy G.Skill TridentZ NEO 2x8GB DDR4-3800 CL16. Paměti jsem nastavil na doporučených 3600 MT/s (FCLK a UCLK nastaveno obojí na 1800 MHz, což zvládá libovolný procesor), časování jsem pak ručně upravil na CL14-14-14-32 1T. Žádné další úpravy z hlediska nastavení napájení jsem neprováděl, jedná se tak o stav, který lze nazvat OOBE(Out Of the Box Experience), tedy až na paměti, ale jedná se o skvělý kit a nemohl jsem odolat ho alespoň maličko poladit. Testovací Windows 10 Pro v2009(20H2) jsem nainstaloval na Samsung SSD 970 EVO 500GB, grafická karta pak tradičně byla Gigabyte AORUS GeForce RTX 2080 Ti XTREME 11G a napájení počítače obstarával zdroj Corsair HX1200.

Během testování jsem nenarazil na žádné problémy, vše fungovalo krásně jak mělo, AM4 platforma je již velmi slušně vyladěná, takže věřím, že adopce Zen3 bude pro většinu uživatelů také bezproblémová.

Se Zen3 procesory můžeme použít i Ryzen Master na nějaké ladění a monitoring, přičemž Ryzen Master zobrazuje napětí procesoru správně, programy jako CPU-Z tyto hodnoty údajně nečtou správně, což opraví novější verze. Novější Ryzen Master má nově i jednoduchý režim, ale osobně mám raději standardní Advanced režim. Jak oba režimy vypadají můžete vidět na následujících screenshotech.

A nyní hurá na benchmarky!