AMD le ha dado a Ryzen en AM5 cambios muy fuertes en lo que venía trayendo con AM4, cambio de memorias a DDR5 con perfiles dedicados a AMD, cambio de socket, soporte a PCIE 5.0, cambio de arquitectura, en definitiva cambios que trasciende a todos los esquemas del procesador y que no acostumbramos ver todo junto en un solo salto.
Veamos como está conformada esta línea Zen 4 de AMD.
Arquitectura.
El salto de ZEN 2 a ZEN 3 fue grande, y se notó en variados tipos de aplicaciones, ahora AMD realiza un cambio de arquitectura nuevamente y se propuso un salto similar en rendimiento. Este salto también viene de la mano con un nuevo proceso de fabricación a 5nm para los CCX y 6nm para el IO.
Dentro del paquete de mejoras que tiene ZEN 4 sobre ZEN 3, se encuentran trabajos en el área de la predicción de rama (Branch Prediction), una caché de operaciones más grande (Op cache), instrucciones más grandes en las colas, archivos de registros INT/FP más grandes, etc.
Dentro de las mejoras que se hicieron en la sección del Front End, se tiene que ahora hay una L1 BTB un 50% mas grande, asimismo una L2 BTB mas grande que en ZEN 3, con esto se pueden predecir 2 ramas completas por ciclo. Además, la Op cache es un 68% mas grande comparada a ZEN 3 y la cantidad de macro-ops/ciclo se aumentó a 9.
En el motor de ejecución (Execution Engine) también hubo avances y mejoras, estas vienen dadas en un aumento de un 25% del tamaño de la cola de retiro, sumado a tener archivos de registros INT/FP mas grandes y buffers mas profundos dentro del núcleo. Finalmente se mantiene desde ZEN 3 la cantidad de schedules por ciclo de 10INT + 6 FP.
Finalmente se realizaron mejoras en la etapa de Carga y Almacenamiento (Load/Store), en esta lo primero es que la etapa de Load/Store Queues se aumentó en un 22%, esto ayudó a que hubiese menos conflictos de puerto para el cache de datos, y finalmente el caché L2 (I+D) paso de 512KB a 1MB. Desde ZEN 3 se mantiene la cantidad de 3 operaciones de memoria por ciclo, asimismo el máximo de 3 cargas por ciclo (2 si son instrucciones de 256bits), y un máximo de 2 almacenamientos por ciclo (1 si son instrucciones de 256bits), y los 6 TLB Workers.
En términos de la jerarquía en la memoria caché, el principal cambio fue el aumento de la cache L2 a 1MB, lo otro que fue mejorado es la cantidad de oustanding misses desde la L2 a la L3, y lo mismo en la cantidad de oustanding misses desde la L3 hacia la memoria. Todo lo demás en términos de jerarquía se mantiene similar a ZEN 3.
ZEN 4 trae consigo la inclusión de instrucciones AVX-512, este set de instrucciones creado por Intel que al tener un espacio de silicio dedicado para ello, permite la mejora en ejecución de aplicaciones y operaciones, como por ejemplo aplicaciones relacionadas a la inteligencia artificial, redes neuronales, de machine learning, aprovechando el soporte para instrucciones VNNI.
Este es un listado de las extensiones AVX-512 soportadas en ZEN4. Recordemos que Intel dejó de soportar estas instrucciones en sus procesadores de 12va Generación, quizás con la inclusión de AMD de este set de instrucciones las vuelvan a incorporar, o esta vuelva a tener un segundo aire. La ejecución de instrucciones AVX-512 generaba un aumento en la carga y en la temperatura de operación, y no tuvo mucho impacto en los usuarios finales.
Como resumen, tenemos esta tabla comparativa, de los cambios referentes a la arquitectura desde ZEN 3 hacia ZEN 4.
Nuevo chip IO de 6nm, con gráfica RDNA2 integrada
Este es un diagrama de arquitectura del nuevo chip IO que viene con los procesadores Ryzen 7000, este también viene bajo un nuevo proceso de fabricación, acá es TSMC de 6nm, y dentro de las novedades que incorpora se encuentra una unidad gráfica basada en RDNA2.
Obviamente también, como novedad es el aumento a 28 líneas PCIe 5.0, y el soporte de 2 canales de memorias DDR5 JEDEC-5200 con ECC, hasta un máximo de 128GB. Además, contiene todo lo aprendido desde Ryzen 6000 Mobile en lo relacionado al manejo de la energía, y las formas de trabajar con niveles de bajo consumo.
Esta es el diagrama de la pequeña unidad gráfica integrada que tienen todos los procesadores Ryzen 7000, y cuando decimos pequeña, es porque realmente lo es. Solamente tiene 2 CU, pero está pensada para ayudar en tareas de procesado, como por ejemplo aplicaciones CAD, CAM, etc.
La solución de gráficos integrados tiene capacidades de codificación/descodificación de hardware. Estas facultades pueden permanecer activas, incluso en presencia de un dispositivo gráfico discreto.
- 2x RDNA 2 compute units
- 4x ACE
- 1x HWS
- Encode: H.265 10bpc/8bpc, H.264 10bpc/8bpc
- Decode: AV1 10bpc/8bpc, VP9 10bpc/8bpc, H.265 10bpc/8bpc, H.264 10bpc/8bpc
- Display:
- HDMI 2.1 with: HFR, 48Gbps FRL, DSC, HDR10+, and VRR extensions
- DisplayPort 2.0 Ready with: Adaptive-Sync, DSC, UHBR10, and HDR extensions
Topología 2 CCD + cIOD, y manejo de Frecuencias en las memorias
Finalmente, esta será la topología para procesadores con 2 CCD en el package, como por ejemplo los Ryzen 7 y Ryzen 9. En esta topología aparecen los conceptos que ya conocimos con ZEN 3, como el fclk (frecuencia Infinity Fabric), el uclk (frecuencia Memory Controller) y memclk (frecuencia Memorias RAM), estas 3 frecuencias son importantes para el mejor desempeño de tus procesadores.
La recomendación para la serie Ryzen 5000 era mantener fclk, uclk y mlk vinculados 1:1:1 para un rendimiento óptimo; este ya no es el caso. Debido a que las frecuencias de DDR5 son significativamente más altas que las de DDR4, el mejor curso de acción para un usuario es dejar Infinity Fabric en AUTO y escalar el controlador de memoria y la DRAM en una proporción de 1:1.
En otras palabras: fclk:uclk:mclk establecido en AUTO:1:1 es probablemente el mejor rendimiento.
¿Qué significa el fclk en AUTO?
En términos generales, la RAM y el controlador de memoria están vinculados 1:1, mientras que RAM vs. Fabric se establece en 2000 MHz. Esta configuración generalmente dará como resultado el mejor rendimiento del usuario. Ejemplos de estas proporciones en acción:
- DDR5-4800 = 2400MHz RAM, 2400MHz IMC (relación 1:1) y 2000MHz Fabric
- DDR5-5200 = 2600MHz RAM, 2600MHz IMC (relación 1:1) y 2000MHz Fabric
- DDR5-6000 = 3000MHz RAM, 3000MHz IMC (relación 1:1) 2000MHz Fabric
Una vez que la frecuencia de la memoria DDR5 supera los 3000 MHz (DDR5-6000), la estrategia de proporción automática cambiará para la frecuencia de la memoria en uso. El reloj del controlador de memoria (uclk) cambiará a 1:2 con la frecuencia de la memoria. Es por ello que se menciona que DDR5-6000 es el «sweet spot» para estos Ryzen 7000.
En cuanto a las frecuencias de memoria y las capacidades admitidas, mientras que AM5 impone el uso de DDR5, en última instancia, son los controladores de memoria individuales los que determinan el resto. Para los procesadores de escritorio Ryzen 7000 de AMD, que se basan en el diseño Zen 4 Raphael, estos chips ofrecen soporte para velocidades oficiales (JEDEC) de hasta DDR5-5200 para una configuración de 1 DIMM por canal (DPC). Pero, como todos los demás productos DDR5 que hemos visto hasta ahora, 2 DPC viene con una penalización significativa; en ese caso, la velocidad máxima de JEDEC se reduce a solo DDR5-3600.
Entonces, como fue el caso con la plataforma Alder Lake de Intel, los desarrolladores de sistemas necesitarán pensar mucho más en cómo van a agregar memoria y cómo van a manejar la futura expansión de la memoria, si es que lo hacen. Si bien Ryzen 7000 puede manejar una configuración de 2 DPC/4 DIMM, se perderá el 31 % del ancho de banda de su memoria si sigue esa ruta. Entonces, para obtener el máximo rendimiento, será mejor tratar a Ryzen 7000 como una plataforma de 1 DPC.
AMD EXPO
Pero para la mayoría de los usuarios que realizan overclocking de memoria, es probable que simplemente confíen en los kits de memoria overclockeados de fábrica con perfiles preprogramados. Y aquí es donde AMD está implementando su propio estándar para esos perfiles de kit de memoria: EXPO.
AMD EXPO significa perfiles extendidos para overclocking y está diseñado para proporcionar a los usuarios overclocking de memoria de alto nivel cuando se usa junto con los procesadores de la serie Ryzen 7000 de AMD. Similar a la tecnología XMP (perfil de memoria extrema) preexistente de Intel que se encuentra en la mayoría de los kits de memoria de nivel de consumidor diseñados para plataformas Intel de escritorio, la tecnología EXPO de AMD tiene como objetivo hacer lo mismo, pero como un estándar abierto con énfasis en proporcionar la mejor configuración para las plataformas AMD.
La premisa de AMD EXPO es que es una función de overclocking DDR5 con un solo clic para placas base AM5. En la superficie, EXPO es esencialmente un conjunto de perfiles similares a XMP diseñados específicamente para los procesadores Ryzen 7000 (Zen 4) de AMD.
Cabe señalar que, a pesar de la existencia de EXPO, la memoria DDR5 con perfiles XMP será compatible con las plataformas Ryzen 7000. Aún así, AMD claramente está presionando a los clientes para que usen EXPO DIMM con sus sistemas para obtener el mejor rendimiento de los sistemas AMD.
En cuanto a EXPO en sí, como la mayoría de los otros estándares de AMD, la compañía está haciendo de este un estándar abierto y libre de regalías (se cree que XMP tiene regalías, pero nunca se ha publicado oficialmente cuánto). Por lo tanto, los socios de kits de memoria podrán implementar perfiles EXPO sin la bendición de AMD o sin necesidad de pagarle a AMD por el privilegio.
Dicho esto, EXPO será un programa de auto-certificación. Por lo tanto, AMD no está cobrando nada por él, pero al mismo tiempo no está haciendo mucho trabajo adicional para validar el soporte.
Al igual que con el overclocking de memoria manual, AMD espera que el punto ideal para los kits EXPO sea DDR5-6000. En un perfil de ejemplo proporcionado para un kit de memoria, ese kit funciona con DDR5-6000 CL30, con un voltaje VDD de 1,35 V. AMD espera que los kits como estos brinden el mejor rendimiento, ofreciendo latencias de memoria más bien bajas junto con un aumento más modesto en la frecuencia de la memoria.
Especificaciones.
| Especificaciones | Intel Core i9 13900K | AMD Ryzen 9 7950X | Intel Core i9 12900K | AMD Ryzen 9 7900X | AMD Ryzen 7 7700X | Intel Core i7 12700K | AMD Ryzen 7 5800X | AMD Ryzen 5 7600X |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Proceso de Fabricación | 10nm | 5nm | 10nm | 5nm | 5nm | 10nm | 7nm | 5nm |
| Cores | 8+8 | 16 | 8+8 | 12 | 8 | 8+4 | 8 | 6 |
| Threads | 32 | 32 | 24 | 24 | 16 | 20 | 16 | 12 |
| GPU Core | Intel UHD 770 | Radeon 2 CU (RDNA2) | Intel UHD 770 | Radeon 2 CU (RDNA2) | Radeon 2 CU (RDNA2) | Intel UHD 770 | N/A | Radeon 2 CU (RDNA2) |
| Frec. Base | 3.0 GHz | 4.5GHz | 3.2 GHz (Performance), 2.4 GHz (Efficient) | 4.7GHz | 4.5GHz | 3.6 GHz (Performance), 2.7 GHz (Efficient) | 3.9 GHz | 4.7GHz |
| Frec. Máx | 5.8GHz | 5.7GHz | 5.2 GHz | 5.6GHz | 5.4GHz | 5.0 GHz | 4.5 GHz | 5.3GHz |
| Caché L2 | 32MB | 16MB | 14MB | 12MB | 8MB | 12MB | 4MB | 6MB |
| Caché L3 | 36MB | 64MB | 30MB | 64MB | 32MB | 25MB | 32MB | 32MB |
| TDP | 125W | 170W | 125W | 170W | 170W | 125W Base 190W Turbo | 105W | 105W |
| Sist. Refrigeración | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A |
| Precio USD | $699 SEP | $689 | $549 | $399 SEP | $489 | $299 SEP | ||
| Precio CLP | $449.900 | $389.990 |
Primera Mirada.
En estos modelos no encontramos refrigeración de fabrica.
Una gran diferencia en el IHS vs modelo en AM4.
Por la zona de contacto otro cambio grande es el paso de PGA a LGA.
Plataforma de Pruebas y Metodología.
| Plataforma de Pruebas | |
|---|---|
| Procesador | - AMD Ryzen 9 7900X - AMD Ryzen 7 7700X |
| Placa Madre | - ASUS ROG CROSSHAIR X670E HERO |
| Memoria | - Corsair Dominator Platinum RGB DDR5-6000 |
| Refrigeración | - Thermaltake Water 3.0 Riing RGB 360 |
| Tarjeta de Video | - AMD Radeon RX 6800 XT |
| Fuente de Poder | - ASUS ROG THOR II 1000W |
| Almacenamiento | - Corsair MP600 PRO 1TB M.2 PCIe 4.0 |
| Monitor | - ASUS MG28UQ |
- Sistema operativo Windows 10 Pro x64 [22H2].
- Las pruebas fueron realizadas en un ambiente con temperatura de 20ºC aproximadamente.
- La plataforma fue utilizada sin gabinete.
- Driver de Video utilizado: AMD Adrenalin 22.5.1 WHQL
- Las resoluciones de las pruebas sintéticas son las predeterminadas por cada uno de los benchmarks.
Pruebas 2D.
Pruebas 3D.
Pruebas iGPU.
En esta serie de Ryzen podemos tener video integrado en todos los modelos lanzados, esto permite a usuarios que necesitan de computo 2D, tener la posibilidad de depender de una tarjeta de video para la configuración del equipo.
Ambos modelo como hemos visto cuentan con 2 unidades de computo grafico basados en RDNA 2, una arquitectura mucho más potente con respecto a las basadas en VEGA o GCN que hemos visto en anteriores integrados.
Podemos ver como estas 2 CUs grafico basadas en RDNA 2 superan sin problema las 3 CUs Vega que posee el Athlon 3000G, también superan sin problema los UHD 750 de Intel y quedan un tanto atrás con respecto a los UHD 770 que posee la 13va generación. El potencial que solo 2 CUs de RDNA 2 pueden entregar en estos integrados, nos hace pensar en que tan potente serán los reemplazo de los actuales 5600G y 5700G, probablemente los posibles «Ryzen 5 7600G» y «Ryzen 7 7700G» (siguiendo la nomenclatura que a utilizado el ultimo tiempo) sean versiones que dejen obsoletas a varias tarjetas de video que hoy en día son parte de la gama media-baja.
Overclocking.
En lo que es overclocking y también hemos comentado en la revisión de los modelos Ryzen 9 7950X y Ryzen 5 7600X, vemos que esta serie 7000 parecer estar bien al limita en lo que a frecuencia se refiere, esto limita a quienes buscan generar un extra de rendimiento a través del overclocking. Si bien es posible generar un adicional habría que apuntar a refrigeración extrema la que sería casi imposible mantenerlas para uso diario.
Aún así tratando de buscar de que forma sacar provecho del rendimiento por sobre lo que trae de fabrica estos procesadores, hemos apuntado a aumentar el rendimiento multi-núcleo llevando todos los cores de ambos modelos a 5.4GHz con un voltaje que ronda los 1.3v. Con estos parámetros hemos conseguido lo siguiente.
Perdiendo rendimiento mono núcleo es posible sumar sin problema un aumento de 7% en rendimiento multi-core, esto dependerá mucho de lo que pueda necesitar el usuario, pero más allá del rendimiento que el overclocking nos entrega, del cual sabemos no podemos escalar mucho debido al limite que se encuentra la arquitectura con respecto a su frecuencia, cabe destacar la gran estabilidad que entregan estos procesadores bajo un escenario adverso.
Temperatura y Consumo.
Luego de ver los resultados toda revisar como se comportan ambos modelos tanto en consumo como temperatura.
Revisando el consumo vemos la consistencias de tener los núcleos menos con respecto a sus hermanos mayores. En el caso del Ryzen 9 7900X, se experimenta hasta 178W en máxima carga y con el OC alcanzado en nuestra prueba se rozan los 200W en máxima carga. Por otro lado el Ryzen 7 7700X logra un consumo de 123W y en OC hasta 131W en máxima carga. No parecen ser consumo un tan alarmante bajo el rendimiento que pueden entregar, podrían ser los modelos más equilibrados dentro de esta serie.
En lo que es temperatura seguimos viendo este máximo de 95°C en las máximas carga, claramente se apreciar más bien una característica física del procesador que arquitectura como tal, ya que este máximo de temperatura incluso se experimenta con overclocking. En Raphael hemos visto como modificando el voltaje a valores entre 1.25v y 1.3v podemos experimentar bajas de temperatura y consumo muy llamativos, valores que podrían alejarnos de los 95°C a valores que pueden incluso bajar los 80°C en un Ryzen 7 7700X manteniendo los valores de frecuencia stock.
Conclusión.
La primera camada de Zen4 apuntó a entregar modelos en los principales segmentos del mercado, esto le permitió a AMD fortalecer la propuesta que ha entregado en la serie media y alta, además de posicionar mucho mejor lo que ya tenía de serie 5000 que la verdad las ultimas semanas ha bajado de precio de forma muy agresiva. Con una oferta muy variada AMD logra ser una buena opción para los consumidores, sin embargo, Zen4 carece de los complementos ideales para ser una opción real para los usuarios y es que la falta de un punto de precio accesible para esta plataforma dejará a muchos con los deseos, por lo que no será lo suficientemente atractiva para dar ese salto.
En si Zen 4 ha apuntado a valores que van más allá a lo que usualmente consideramos para nuestro desktop, y es que AM5 se ve como una plataforma que seguirá los mismos pasos que AM4, una plataforma longeva y es que en el lanzamiento AMD ya nos menciona que podremos permanecer con esta hasta 2025+ permitiendo mantener la misma placa madre por 3 años o más inclusive, claramente un ahorro y opciones de actualizaciones futuras.
Tanto en consumo y temperatura hemos visto que Zen 4 actualmente nos muestra valores de los que no estamos acostumbrados a ver en nuestra plataforma, desde AMD estos valores son normales y no influyen en el performance de los procesadores, tampoco en nuestras pruebas hemos experimentado algo inusual. Si debemos mencionar que es posible mejorar estos valores con algunos cambios en el voltaje, valores entre 1.25v a 1.3v en Vcore podrían entregarnos unos tantos grados menos sin perder el rendimiento del procesadores, por menos de estos valores comienza a reducir el rendimiento y la estabilidad del sistema, lo que nos confirma que aún tienen espacio para mejorar con cambios que bien podrían llegar a través de BIOS.
En un ambiente de overclocking Zen 4 no nos logrará entregar un gran margen de aumento, AMD llevó al limite estos modelos por lo que subir por sobre la configuración existente solo será para aprovechar en aplicaciones multi hilo, por lo que aumentos en gaming o bien aplicaciones donde se favorezcan de frecuencia tope no lograremos mejoras.