Mnogi će reći kako je već bilo i vrijeme. Nakon dugog niza godina Intelove dominacije u svijetu desktop procesora, posebno u high-end kategoriji, došlo je vrijeme za promjene. AMD je najnoviju generaciju procesora Ryzen 5000 temeljenih na novoj arhitekturi Zen 3 osmislio i dizajnirao s jednim jedinim ciljem: tehnološki i po pitanju performansi u potpunosti preuzeti vodeću poziciju na tržištu modernih desktop procesora.
Nagovještaj „tektonskih poremećaja“ vidjeli smo već sredinom prošle godine s Ryzen 3000 serijom procesora. Zen 2 bio je upozorenje. Međutim, Intel ga ili nije ozbiljno shvatio ili jednostavno nije bio u stanju ništa suvislo osmisliti kao protuodgovor. Kad bolje pogledamo, Intel ionako ništa suvislo nije napravio u proteklih 5-6 godina. I ne, mamuzanje starog konja u obliku prastare arhitekture Skylake u svim mogućim iteracijama i povećanja maksimalne radne frekvencije za 100-200 MHz ne smatramo osobito smislenim ni inovativnim.
Ipak moramo priznati kako pomalo čudno zvuči činjenica da kompanija koja je toliko dugo drmala tržištem više neće biti na vrhu. Samo za ilustraciju, Intel i dan danas drži više od 80 % tržišnog udjela procesora za moderna računala. Međutim, možemo očekivati kako će ovaj udio sljedećih mjeseci brzo padati.
Kronologija Zena!
Zen 3, odnosno Ryzen 5000 serija procesora tako nam stiže da potencijalno i konačno potvrdi AMD-ovu lidersku poziciju na tržištu procesora. U svojoj je osnovi Zen 3 zapravo kulminacija moderne AMD-ove arhitekture Zen, koja je svoju tržišnu premijeru doživjela u proljeće 2017. godine. Prije samog predstavljanja prvih procesora Ryzen, AMD-ov je tržišni udio dotaknuo samo dno i cijela kompanija je općenito debelo bila u „crvenom“.
Nećemo se usuditi reći pred propašću, ali u godinama prije Ryzena AMD je definitivno na životu održala isključivo činjenica što je bio koliko-toliko konkurentan na tržištu grafičkih procesora te što je, zahvaljujući GPU tehnologiji i patentima preuzetima prilikom kupnje grafičke kompanije ATI 2006. godine, mogao sklopiti odgovarajuće dealove za proizvodnju čipova za moderne igraće konzole.
Prva generacija Ryzen procesora vratila je AMD u život, barem kada je u pitanju tržite desktop procesora. Ovi su procesori prvi put nakon dugo godina u mainstream desktop arenu donijeli relativno cjenovno pristupačne procesore sa 6 i 8 jezgri. Bili su vidljivi radikalan redizajn i zaokret, koji su tada rezultirali velikim pomakom po pitanju performansi u odnosu na AMD-ove procesore prije 2017. godine. Važna je činjenica svakako bila i prvo korištenje SMT (Simultaneous Multithreading) tehnologije, kao i uvođenje naprednih boost algoritama koji dinamički reguliraju radni takt procesora, ovisno o opterećenju.
U razvoju AMD-ovih Zen procesora prve generacije kao jedan od glavnih inženjera aktivno je sudjelovao i svojevrsni Jim Keller, kojega se mnogi sjećaju kao jednog od glavnih arhitekata Athlona 64, prvog 64-bitnog procesora za mainstream tržište. Godinu kasnije, AMD je predstavio osvježenje u obliku Ryzen 2000 serije procesora, koji su donijeli daljnja poboljšanja, posebno po pitanju radne frekvencije.
AMD postaje novi Intel?!
U ljeto prošle godine je pak AMD predstavio nove Zen 2 procesore, odnosno Ryzen 3000 seriju. Zen 2 je donio brojne inovativne novosti, prije svega korištenje 7-nanometarskog proizvodnog procesa za same procesorske jezgre te osebujni chiplet dizajn, koji je AMD-u omogućio osjetno povećanje broja jezgri, pa smo tako dobili 16-jezgrene procesore na mainstream AM4 platformi.
Ovome svakako treba dodati porast IPC-a (Instruction per Clock) u odnosu na originalne Zen procesore, kao i dvostruko veći L3 cache. U velikoj mjeri Zen 3 procesori zapravo koriste sve dobro poznate temelje koje je donio Zen 2, tako da je cijela Zen kronologija vrlo važna za razumijevanje razvoja arhitekture Zen tijekom protekle tri i pol godine. Jako je važno napomenuti kako je AMD iz generacije u generaciju agresivno poboljšavao IPC procesora, odnosno broj instrukcija koje može izvršiti po zadanom radnom taktu.
Istina, svojevremeno je znatno zaostajao za Intelom, tako da su ova poboljšanja jednostavno bila nužna kako bi bio konkurentan. Kada malo bolje pogledamo, AMD se u posljednjih nekoliko godina ugledao na – Intel! Naime, AMD-ova serija Ryzen procesora i pripadajućih iteracija Zen arhitekture dobrano nas podsjeća na Intelov tick-tock model, koji je iz godine u godinu uključivao poboljšanja interne procesorske arhitekture, odnosno prelazak na tehnološki naprednije proizvodne procese.
Intel je u konačnici napustio ovakav smjer dizajna procesora, proglasivši ga neodrživim. Istina, u cijeloj je priči sa Zenom AMD malo modificirao ovaj model, s obzirom na činjenicu kako više jednostavno nije moguć brzi prelazak na noviji proizvodni proces, primjerice, svake druge godine. U svakom slučaju, AMD je Ryzen procesorima razbio stagnaciju koja je godinama vladala na tržištu i vratio se u igru.
Zen 3 – što, kako, zašto i gdje!
Nakon poduljeg uvoda, odnosno kronologije razvoja Zen arhitekture koja je po nama bila nužna za razumijevanje značaja Zena 3, odnosno Ryzen procesora serije 5000 za ukupno tržište procesora, valja reći kako je Zen 3 svakako velika stvar, kako za AMD, tako i tehnološki za čitavo tržište modernih računala.
Ryzen 5000 procesori temelje se na trećoj generaciji Zen arhitekture, predstavljeni su u listopadu, a službeno su postali tržišno dostupni 6. studenog. Ryzen 5000 serija sastoji se od četiri procesora. Ryzen 5 5600X je procesor sa 6 jezgri i 12 threadova i nasljednik je Ryzena 5 3600X. Nadalje, Ryzen 7 5800X posjeduje 8 jezgri (16 threadova) i u AMD-ovoj desktop ponudi zamjenjuje prethodni Ryzen 7 3800X. Konačno, sami vrh ponude Zen 3 procesora čine Ryzen 9 5900X s 12 jezgri / 24 threada i Ryzen 9 5950X sa 16 jezgri / 32 threada.
Ovi su procesori izravni nasljednici Ryzena 9 3900X i 3950X. Pogledamo li čitavu seriju novih Ryzen 5000 procesora, upada u oči kako se u usporedbi s prethodnim Zen 2 Ryzenima 3000 broj dostupnih jezgri nije promijenio, odnosno ostao je posve identičan. Također je važno napomenuti kako Zen 3 procesori koriste isti 7-nanometarski proizvodni proces koji je svoju premijeru doživio sa Zenom 2. AMD se sa Zenom 3, dakle, usredotočio na povećanje IPC-a i efikasnosti same arhitekture.
AMD-ovi Ryzeni serije 5000 i dalje koriste dobro poznatu AM4 platformu. Službeno podržani chipseti su, barem trenutno, A520, B550 i X570. Kako biste Ryzen 5000 procesore mogli koristiti na bilo kojoj matičnoj ploči s nekim od navedenih chipseta, morat ćete ponajprije obaviti odgovarajuću nadogradnju BIOS-a. U mjesecima prije samog predstavljanja Ryzena 5000, mnogo je priče bilo o podršci za ove procesore na starijim matičnim pločama s B450 i X470 chipsetima.
AMD je prvo objavio kako od toga neće biti ništa, pa se poslije, nakon negativnih reakcija na internetu i društvenim mrežama, ipak predomislio. Trenutno bi ploče s B450 i X470 chipsetima prve beta BIOS-e s podrškom za Ryzen 5000 procesore trebale dobiti početkom iduće godine. U svakom slučaju, dugovječnost AMD platforme trebala bi i korisnicima nešto starijih ploča omogućiti vrlo primamljivu nadogradnju na Zen 3 procesore.
19 % unaprijeđeni IPC
Nova Ryzen serija također je specifična po tome što, kako idete prema vrhu piramide, dakle 12 i 16-jezgrenim procesorima, raste i maksimalni boost radni takt, što ranije nije bio slučaj. Na taj način modeli s više jezgri nominalno donose i bolje gaming performanse.
Gaming i single core performanse zapravo su ključne stavke na koje se AMD usredotočio prilikom dizajna Zen 3 procesora. Logično, s obzirom na to da su to zapravo bile zadnje Intelove utvrde, odnosno jedini ozbiljni nedostaci Zen 2 procesora.
Bilo je prilično zabavno vidjeti kako AMD tijekom marketinškog predstavljanja veliča gaming performanse novih Zen 3 Ryzena u odnosu na Intelove procesore. Osim toga, za oko nam je zapela i tvrdnja kako Zen 3 donosi 19 % unaprijeđeni IPC u odnosu na Zen 2 procesore.
Kako je AMD to postigao? Pogledamo li samu arhitekturu Zen 3 procesora, vidjet ćemo kako je AMD optimizirao velik broj ključnih dijelova procesorskih izvršnih mogućnosti, što uključuje: Cache Prefetching, Execution Engine, Branch Predictor, Micro-op Cache, Front End i Load / Store. Dakle, ovdje je riječ o optimizaciji predmemorije i izvršnih jedinica, pa sve do dohvaćanja ili pak spremanja i učitavanja podataka.
Međutim, najveći utjecaj na potencijalno velik skok u performansama između Zen procesora druge i treće generacije zapravo ima osjetna promjena u internoj strukturi koju donose Zen 3 procesori. Prije svega moramo reći kako su već Zen 2 procesori, odnosno Ryzeni 3000, bili svojevrsni kompleksni SoC (System on a Chip) sustavi sastavljeni od nekoliko ključnih komponenata.
Chiplet dizajn uključuje određeni broj 7 nm CCD-ova (Core Chiplet Die), koji se pak sastoje od CCX-ova (Core Complex), odnosno cjelina koje sadrže određeni broj procesorskih jezgri. Posebni čip, odnosno I/O die, sadrži pak podršku za ulazno-izlazne jedinice (I/O Hub Controller), memorijski kontroler i Infinity Fabric, odnosno brzu sabirnicu koja povezuje CCD-ove i I/O die. Ovakav je dizajn omogućio AMD-u da, primjerice, I/O čip bude izrađen u jeftinijem 12 nm proizvodnom procesoru, dok se tehnološki naprednija 7 nm tehnologija koristila isključivo za CCD-ove, odnosno chiplete s procesorskim jezgrama.
Ukupno gledano, takva je arhitektura ključni razlog zašto je AMD uspio korisnicima ponuditi cjenovno pristupačne procesore s velikim brojem jezgri. Ovakva interna struktura nije, međutim, bez svojih mana. Prije svega govorimo o povećanoj memorijskoj latenciji i većoj latenciji prilikom komunikacije među samim jezgrama, odnosno CCX-ovima.
Objedinjeni CCD s 8 jezgri
Kako bi se otklonili ovi nedostaci, Zen 3 procesori sada posjeduju objedinjene CCD-ove s ukupno do 8 jezgri / 16 threadova, za razliku od Zen 2 procesora, kod kojih se CCD sastojao od dva CCX-a s po 4 jezgre / 8 threadova. Ovakvom izmjenom interne strukture AMD je svim jezgrama unutar jednog CCD-a omogućio izravni pristup do čitavih 32 MB L3 cache memorije. Kod Zena 2 svaki je pojedini CCX, koji se sastojao od četiri jezgre, imao pristup do 16 MB L3 cachea.
Zen 3, u principu, na ovaj način u potpunosti eliminira potrebu za dosadašnjom komunikacijom među CCX-ovima na pojedinom CCD-u. Također efektivno smanjuje latenciju između jezgri i cache memorije, kao i ukupnu latenciju u pristupu radnoj memoriji. S obzirom na to da sada sve jezgre na raspolaganju imaju velikih 32 MB L3 cache memorije, ovo donosi potencijalno osjetan porast performansi u svim aplikacijama osjetljivima na pristup cache memoriji, a ponajprije u igrama.
U konačnici, dakle, AMD je rekonstrukcijom interne strukture značajno unaprijedio brzinu komunikacije između jezgri, omogućio pristup cjelovitoj količini L3 cache memorije i smanjio memorijsku latenciju. Pritom je znakovito kako je I/O čip posve identičan onome kod Zena 2 te sadrži isti dual channel memorijski kontroler s nazivnom podrškom za DDR4 memoriju brzine 3200 MHz.
Prema AMD-u, Zen 3 bi također trebao biti još jedan korak naprijed po pitanju energetske učinkovitosti, odnosno donijeti poboljšani omjer performansi i potrošnje energije. Pogledamo li ukupni TDP novih procesora, vidljivo je kako on nije povećan u odnosu na Zen 2 procesore, a performanse bi trebale biti osjetno bolje.
Precision Boost – Zenov as iz rukava!
Kako bi se na najefikasniji način po pitanju performansi i potrošnje energije balansiralo između opterećenja određenog broja jezgri i ukupne radne frekvencije, AMD još od vremena Ryzena 2000 koristi sofisticirane boost algoritme poznatije pod nazivom Precision Boost 2. Riječ je o prilagodljivom setu boost algoritama koji pokušava kod svake pojedine jezgre pod odgovarajućim opterećenjem postići najvišu moguću radnu frekvenciju dinamičkim podešavanjem radnog napona.
Maksimalna radna frekvencija je limitirana nekim ključnim parametrima, poput socket powera, VRM thermal limita, broja aktivnih threadova, temperaturom procesora i u konačnici nominalno maksimalnim boost radnim taktom. Procesor u razmacima od 1 milisekunde provjerava ove ključne parametre i prema tome prilagođava radnu frekvenciju.
AMD tvrdi kako Zen 3 procesori ne zahtijevaju instalaciju posebnog drivera za Windowse niti korištenje odgovarajućeg plana za upravljanje energijom za optimalne performanse, već je procesor sposoban sva potrebna podešavanja obaviti posve samostalno. Radni napon se pritom dinamički podešava u prilično širokom rasponu od 0,200 V pa do 1,5 V.
Također valja napomenuti kako Ryzen procesori od Zena 2, uključujući Zen 3, koriste drugačiji pristup uštedi energije te se prvenstveno oslanjaju na stavljanje neaktivnih jezgri u stanje mirovanja (sleep state), umjesto agresivnog snižavanja radnog napona i radne frekvencije. Ovo je u potpunoj suprotnosti s Intelovim procesorima, kod kojih smo navikli na smanjivanje napona i frekvencije kod malog opterećenja. Konačno recimo kako specificirane vrijednosti maksimalnih temperatura kod Ryzen 5000 serije procesora iznose od 90 do 95 °C, što je podosta, no budite mirni, s ovim vam procesorima neće trebati novi hladnjak.
Pohod na sami vrh
Nakon što smo dobrano protresli samu arhitekturu i novosti koje donosi Zen 3, vrijeme je da vam prenesemo praktična iskustva s novim procesorima. AMD nam je na raspolaganje za testiranje stavio dva modela: Ryzen 5 5600X i Ryzen 9 5900X. Ostale modele nismo imali priliku testirati, pa o njihovim performansama ne možemo suditi.
Procesore smo testirali koristeći B550 matičnu ploču s najnovijom nadogradnjom BIOS-a s uključenim mikrokodom AGESA 1.1.0.0, koji AMD preporučuje za optimalne performanse, te odgovarajućim upravljačkim programom za Windowse. Više od samom načinu testiranja i korištenim komponentama možete naći u okviru koji prati ovaj tekst.
Nažalost, nismo imali na raspolaganju sve željene AMD-ove i Intelove procesore koji bi nam poslužili za izravnu usporedbu s najnovijim Zen 3 procesorima, no i ovako možemo reći da smo stekli dobar dojam o mogućnostima Ryzena serije 5000. Analizirajući ukupne performanse, već ako pogledamo općenite testove vezane uz uobičajene zadaće, kao i testove produktivnosti poput PCMarka 10, vidljivo je kako Zen 3 procesori donose osjetno poboljšanje u odnosu na Zen 2 te se smještaju na sami vrh. Posebno su znakoviti rezultati testiranja brzine izvođenja raznih operacija unutar web preglednika. Brzina ovih operacija tradicionalno je ovisila o single core performansama.
Ryzen 5000 procesori ovdje dominiraju te su brži od Intelovog Core i7 10700K. Porast single core performansi koji donosi Zen 3 svakako je osjetan i dobro vidljiv, primjerice, u Cinebenchu R20 prilikom korištenja samo jedne jezgre. Međutim, moć novih Ryzena u single core performansama možda najbolje oslikavaju performanse u Photoshopu. Ovdje su se Zen 3 procesori vrlo lako obračunali s Intelovim Core i7 10700K, što je svakako slika koju dosad nismo imali priliku vidjeti.
Brzina prilikom 3D renderiranja već je duže vremena jača strana AMD-ovih Ryzena. Zen 3 procesori po tom pitanju samo nastavljaju tradiciju. Valja napomenuti da su ovdje u pravilu performanse ograničene brojem jezgri / threadova koje procesor posjeduje. Međutim, vidljivo je kako je Ryzen 5600X i ovdje brži od Ryzena 3 3600XT, premda oba procesora posjeduju identičan broj jezgri. U svakom slučaju, bilo da je riječ o 3D renderiranju, bilo o produktivnosti, kodiranju videa ili dekompresiji datoteka, Zen 3 procesori su se po pitanju performansi katapultirali na sami vrh.
Zen 3 je gaming monster!
Sve je to lijepo i dobro, no što je s gaming performansama? Konačno, AMD se prilikom marketinške prezentacije usredotočio upravo na poboljšanja koja Zen 3 donosi po pitanju brzine u modernim 3D igrama. Reći ćemo vam samo jedno, Intel više nema najbrže gaming procesore na tržištu!
Zen 3 je pravi gaming monster i ogroman korak naprijed za AMD. Pogledamo li rezultate testiranja u igrama, vrlo nam je teško naći scenarij u kojem je, primjerice, Core i7 10700K brži od Ryzena 5600X , a kamoli Ryzena 9 5900X. U pravilu im gleda u leđa, osim u nekoliko izdvojenih slučajeva.
Ono što nas je posebno iznenadilo su performanse Zen 3 procesora na vrlo niskoj rezoluciji (720p) i s niskom razinom 3D detalja, pri čemu procesorske performanse dolaze do punog izražaja. Ovdje su oba nova Ryzena do nogu potukli Core 10700K. Istina, treba reći kako je moguće da je na rezultate ovih testova utjecala činjenica što grafička kartica na AMD-ovoj platformi ima na raspolaganju veću propusnost uslijed PCI 4.0 sabirnice.
Kako god bilo, performanse Ryzena serije 5000 u igrama su odlične. Zadnja slamka spasa za Intel svakako je mogućnost overclocka na 5 GHz ili više, ali s obzirom na deficit u IPC-u u odnosu na Zen 3, sumnjamo da će to puno pomoći. Nema sumnje da je Zen 3 arhitektura trenutno daleko superiornija bilo čemu što Intel može ponuditi i kako su novi Ryzeni serije 5000 preuzeli sami vrh po pitanju performansi, bilo da govorimo o renderiranju, bilo o produktivnosti, gamingu, zapravo svemu.
Da stvar bude gora po Intel, Zen 3 procesori su iznimno energetski učinkoviti, s obzirom na to da ova poboljšanja dolaze uz još optimalniju potrošnju energije. Posebno je po tom pitanju impresivan Ryzen 5 5600X, koji nudi osjetno bolje performanse od prethodnika 3600XT, ali u dobroj mjeri i od Intelovog 10700K, uz malu potrošnju energije. 5900X također nudi odličan omjer performansi i potrošnje energije, posebno prilikom opterećenja svih jezgri. Što se tiče temperatura novih procesora, zabilježili smo vrlo umjerene vrijednosti s kvalitetnijim 240 mm All-in-One vodenim hlađenjem.
Što se tiče overclocka svih jezgri, tu Zen 3 „udara u zid“ na oko 4,7 GHz. Treba reći kako su sami radni taktovi prilikom opterećenja jedne ili više jezgri nazivno već osjetno viši u odnosu na Zen 2 procesore, za nekih 300-400 MHz. Ovo je svakako još jedan od razloga porasta performansi.
Ima li nade za – Intel?
Zen 3 procesori doista su impresivni u svakom pogledu. AMD je nedvojbeno preuzeo vodeću poziciju na tržištu mainstream procesora. Pitanje je na koji način Intel može odgovoriti na ovaj izazov, s obzirom na zaostatak u pogledu IPC-a. Premda trenutno nude ponajbolje performanse i energetsku učinkovitost, Zen 3 procesori nisu savršeni.
U ključne nedostatke ubrojili bismo izostanak integriranog grafičkog čipa, određene nedosljednosti po pitanju performansi s obzirom na korišteno hlađenje i matičnu ploču, još uvijek više memorijske latencije te potrebu za korištenjem brže DDR4 memorije (3600 MHz ili više) za optimalne performanse. Također, zabilježili smo nešto višu potrošnju energije u stanju mirovanja kod malog opterećenja u Windowsima i, primjerice, poprilično visoku potrošnju energije u nekim igrama te kod aplikacija koje dominantno koriste jednu jezgru.
Međutim, ništa od navedenog nije potencijalni deal breaker i ne mijenja odličan dojam koji Zen 3 ostavlja. Konačno, možda i najveća prednost AMD-a u odnosu na Intel trenutno je tehnološki znatno naprednija platforma, koja omogućuje podršku za PCIe 4.0, a pritom su novi procesori kompatibilni s većinom AM4 matičnih ploča. Dakle, ako trenutno želite najbrža i tehnološki najnaprednija mainstream desktop računala, odabrat ćete AMD-ovu platformu. Nažalost, mrak na oči će vam pasti kada ugledate trenutne cijene novih procesora na domaćem tržištu, no to je već tema za neku drugu priliku.
Detaljna recenzija Ryzena R9 5900X nalazi se ovdje.
Detaljna recenzija Ryzena R5 5600X nalazi se ovdje.
