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Infos und Benchmarks zu den aktuellen Ryzen-3000-CPUs

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Veröffentlicht von Stefan Beck in CPU · 8 Juli 2020
Am 7. Juli 2019 hat AMD die ersten CPUs seiner neuesten Ryzen-Generation (Codename „Matisse“) veröffentlicht Dazu gehören zwei 6-Kern-CPUs (3600 und 3600X), zwei 8-Kern-CPUs (3700X und 3800X) und eine 12-Kern-CPU (Ryzen 3900X). Im September erschien dann noch der Ryzen-3950X-Prozessor mit 16 Kernen. [Quelle]

Am 21. Mai folgen mit den 4-Kern-CPUs Ryzen 3 3100 und 3300X die beiden Einsteigermodelle der Ryzen-3000-Generation.

Genau ein Jahr nach der Erstveröffentlichung brachte AMD schließlich "Jubiläumsausgaben" der entsprechenden CPUs auf den Markt. Die XT-Modelle zeichnen sich durch einen verbesserten 7-nm-Fertigungsprozess und höhere Taktfrequenzen im Turbomodus (bis zu 200 MHz) aus.

Wichtige Neuerungen und Verbesserungen

Die wichtigsten Neuerungen im Vergleich zur vorherigen Generation:

Multi-Chip-Konzept mit E-/A-Chip

Während Intel bei seinen CPUs alle Komponenten (Kerne, L3-Cache, Speicher- und PCI-Express-Controller, Grafikeinheit) auf einem einzigen Die bzw. Chip vereint, setzt AMD wie bei den Threadripper-Modellen auf ein Multi-Chip-Konzept.
Die CPU besteht aus mehreren Einzelchips (sog. Chiplets), die sich auf einem Multi-Chip-Modul befinden: Wie bei den beiden Vorgängergenerationen bilden vier CPU-Kerne zusammen mit dem L3-Cache einen Core Complex (CCX). Eine Ausnahme stellt der Ryzen 3 3100 dar: Er enthält nur zwei (aktive) Kerne pro CCX. Jeweils zwei CCXs werden in einem eigenen Die, dem CCD (Core Chiplet Die), untergebracht. Alle Schnittstellen zur Außenwelt (Speicher- und PCI-Express-Controller) sind bei der neuesten Ryzen-Generation in einen eigenen E/A-Chip (IOD) ausgelagert, der auch die Kommunikation zwischen den CCDs steuert.
Dieser Aufbau ermöglicht zum einen eine günstigere Produktion und zum anderen eine leichtere Skalierbarkeit, führt aber bei manchen Programmen, die viele Kerne/Threads nutzen, zu Leistungseinbrüchen (s.u.).

Verbessertes Thread-Scheduling

Bei der Zuteilung von Threads zu CPU-Kernen (engl. Scheduling) wurde deshalb die Strategie überarbeitet. Bei den Ryzen-Threadripper-CPUs galt: Der nächste eingereihte Thread wird einem verfügbaren Kern zugeteilt, der sich in einem anderen Chip oder CCX als der zuletzt zugewiesene Kern befindet..Dadurch konnte die Wärmeentwicklung gleichmäßiger über alle Dies/CCX verteilt werden. Dies ermöglichte zwar höhere Taktfrequenzen im Turbo-Modus, führte aber auch zu höheren Zugriffszeiten wegen der teilweise sehr weiten Wege. Jetzt gilt: Erst alle Kerne in einem CCX auslasten, bevor ein Kern in einem anderen Chip/CCX genutzt wird.

Zen-2-Mikroarchitektur

Die Zen-2-Mikroarchitektur ermöglicht laut AMD eine Erhöhung der pro Taktzyklus ausführbaren Befehle (Instruktion per Cycle, IPC) um 15% durch einen doppelt so großen L3-Cache (4 statt 2 MiB pro Kern) und einigen kleineren Veränderungen am CPU-Design,u.a.:
   
  • eine verbesserte Sprungvorhersage-Einheit
  • wurde der L1-Befehlscache zwar auf 32 KB halbiert, dafür die Assoziativität von 4 auf 8 erhöht und der Cache für Mikroinstruktionen (dekodierte Maschinenbefehle) verdoppelt
  • mehr Funktionseinheiten zur Verarbeitung ganzer Zahlen (Integer)
  • eine verbesserte Fließkommaeinheit, die für die Ausführung einer AXV2-Operation nur noch eine Mikroinstruktion benötigt. AVX-Befehle (Advanced Vector Extensions) werden vor allem von Bild- und Videobearbeitungsprogrammen (z.B. Adobe Photoshop) verwendet.

Verbessertes Fertigungsverfahren
 
Ein verbessertes Fertigungsverfahren der CCDs (Core Chplet Dies) lässt deren Strukturbreite von 12 nm auf nur noch 7 nm schrumpfen. Das führt zu kompakteren Chips und geringerem Stromverbrauch trotz höherer Rechenleistung.
  

Schnellere und effizientere Infinity Fabric

Die als Infinity Fabric (IF) bezeichneten Verbindungen zwischen den einzelnen Funktionseinheiten sind nun mit 512 Bit doppelt so breit und können theoretisch doppelt so viele Daten pro Sekunde übertragen. Zudem wurde der Energieverbrauch pro übertragenem Bit um 27 Prozent gesenkt.  
Besonders interessant für Übertakter ist der Fakt, dass die feste Bindung der IF-Taktfrequenz an die RAM-Frequenz aufgehoben wurde, so dass nun auch übertakteter DDR4-Speicher jenseits einer effektiven Taktfrequenz von 4 GHz eingesetzt werden kann.

Unterstützung von PCI-Express 4.0 und DDR4-3200-SDRAM

Zusammen mit dem X570-Chipsatz gibt es auch Unterstützung von PCI-Express 4.0 und DDR4-Arbeitsspeicher mit einer effektiven Taktfrequenz von bis zu 3.200 MHz. PCI-Express 4.0 verdoppelt die theoretische Datentransferrate von ca. 1 GB/s pro Lane (Verbindung) auf 2 GB/s. Bislang gibt es aber nur wenige SSDs oder Grafikkarten, die den neuen Standard bereits unterstützen.


Systemvoraussetzungen

Auch die CPUs der dritten Ryzen-Generation laufen auf allen Mainboards mit B450- und X470-Chipsatz sowie auf ausgewählten Mainboards mit B350- und X370-Chipsatz, setzen allerdings eine Aktualisierung der Betriebssoftware voraus.

Leistung

Spiele

 
  • Der Intel Core i9-9900K (8 Kerne) ist in den Gamestar-Benchmarks ca. acht Prozent schneller als der Ryzen 3900X (12 Kerne) und liegt elf Prozent vor dem Ryzen 3700X (8 Kerne). Dies gilt allerdings nur für die Darstellung im FullHD-Modus (1920x1080).
  • Auch bei den Benchmarks der PC Games Hardware liegt der Intel Core i9-9900K noch deutlich vor dem Ryzen 3900X. Das ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass mittlerweile viele Spiele für echte 8-Kern-CPUs optimiert wurden. Eine Ausnahme stellt Assassin's Creed: Origins dar: Bei diesem Spiel ist selbst der Ryzen 3700X schneller als Intels Spitzenmodell.
  • Der Ende Mai erhältliche Ryzen 3 3300X mit 4 Kernen reiht sich in vielen Spielen knapp vor dem Ryzen 5 3600X mit 6 Kernen ein. Das liegt zum einen an der höheren Taktfrequenz (3,45 GHz gegenüber 3,2 GHz beim Ryzen 5 3600X), von der vor allem Spiele noch mehr profitieren, und zum anderen an der Bauweise, die sich auf einen CCX beschränkt. Der Datentransfer zwischen CPU-Kernen innerhalb eines CCX erfolgt nämlich schneller als der Datenaustausch zwischen CPU-Kernen in verschiedenen CCXs. [Quelle]

Spielen und Streamen

  • Spielen bei gleichzeiger Live-Übertragung via Internet hat sowohl beim Ryzen 3900X als auch beim Ryzen 3700X kaum negative Auswirkungen auf die Bildrate (Bilder pro Sekunde, je höher, desto flüssiger die Darstellung) im Live-Mitschnitt. Im Gegensatz dazu kann beim Intel Core i9-9900K ein Verlust von 12,8 Prozent der Bilder (im Vergleich zur Bildrate im Spiel) festgestellt werden.

  • Beim fps-Verlust im Spiel selbst liegen der Intel Core i9-9900K und die beiden Ryzen-Modelle fast gleichauf – mit erfreulich niedrigen Werten.

Anwendungen

  • Der Ryzen 3900X schafft es in Leistungstest der Gamestar mit knappem Abstand zum Intel Core i9-9900K an die Spitze. Selbst der Ryzen 3700X ist nur 9 Prozent langsamer. Bemerkenswert ist, dass er fast mit dem Ryzen Threadripper 2950W (16 Kerne) gleichziehen kann.
  • In den CHIP-Benchmarks setzt sich der Ryzen sogar mit einem deutlichen Abstand von 21 Prozent an die Spitze.
  • Besonders im Cinebench-R15-Benchmark zahlt sich die hohe Kernanzahl aus: Der Ryzen 3900X liegt 51 Prozent deutlich vor dem Intel Core i9-9900K, der kleinere Ryzen 3700X kommt hingegen nur auf mickrige vier Prozent Vorsprung.
  • Auch bei Tests mit Office- und Internet-Anwendungen ist der Ryzen 3900X um durchschnittlich 30 Prozent schneller. Auch der Ryzen 3700X platziert sich noch deutlich vor dem Intel Core i9-9900K.
  • Im CHIP-Testparcours fallen vor allem die enormen Leistungsvorsprünge bei der Verschlüsselungssoftware TrueCrypt (+44%) und der x265-Videodekodierung (+39%) auf.

  
Leistungsaufnahme

 
  • Bei den Gamestar-Messungen im Spielesegment liegen die neuen Ryzen- Prozessoren klar vorn: Der Ryzen 3900X kann in puncto Effizienz (fps pro Watt) sogar den bisherigen Spitzenreiter, den Intel Core i5-8400, überholen Im Cinebench R15 benötigt der Intel Core i9-9900K für eine um 12 Prozent geringere Leistung etwa 40 Watt mehr als ein Ryzen 3900X.
  • In den Messungen der PC Games Hardware erweist sich besonders der Ryzen 3700X als sehr effizient: Er verbraucht 10 bis 20 Prozent weniger als alle anderen Testkandidaten.
  • Tests der ComputerBILD mit Fokus auf Internet- und Office-Programmen zeigen hingegen ein anderes Bild: Der Ryzen 3900X verbraucht mit 74 Watt fast doppelt so viel Strom wie der Intel Core i9-9900K mit 34 Watt.

Preis-/Leistungsverhältnis
  

  • Aufgrund des niedrigeren Preises (abgefragt bei ideao.de, Stand: 19.07.) ist der Intel Core i9-9900K für Spiele-Enthusiasten nach wie vor die bessere Wahl.
  • Mit einem Preis von nur knapp über 200 € und einer Leistung, die fast an einen Ryzen 3700X heranreicht, bietet der Ryzen 3600 zumindest für PC-Spieler das beste Preis-/Leistungsverhältnis.

Quellen:


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