AMD Ryzen 7 1800X/1700X review: eindelijk weer concurrentie voor Intel

375 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. De voorgeschiedenis: het Bulldozer debacle
  3. 3. De lange weg naar Ryzen
  4. 4. Ryzen 7 1800X, 1700X en 1700
  5. 5. De Ryzen-chip: de Summit Ridge SoC
  6. 6. Socket AM4
  7. 7. Geheugen en koelers
  8. 8. De Zen-architectuur
  9. 9. Core complex en nieuwe instructies
  10. 10. Simultaneous Multi-Threading
  11. 11. Infinity Fabric
  12. 12. SenseMI en XFR
  13. 13. Pure Power, Precision Boost en XFR
  14. 14. Ryzen Overclocking 101
  15. 15. Test
  16. 16. Benchmarks: Cinebench 10
  17. 17. Benchmarks: Cinebench 15 (single/multi)
  18. 18. Benchmarks: AIDA64
  19. 19. Benchmarks: Adobe Photoshop CC 2015
  20. 20. Benchmarks: Adobe Premiere Pro CC 2015
  21. 21. Benchmarks: Handbrake (x264/x265)
  22. 22. Benchmarks: Microsoft Excel 2016
  23. 23. Benchmarks: Microsoft Word 2016
  24. 24. Benchmarks: Google Chrome - Mozilla Kraken
  25. 25. Benchmarks: 7Zip encoding
  26. 26. Stroomverbruik (GTX 960): Cinebench 15 (Max)
  27. 27. Stroomverbruik (GTX 960): Idle
  28. 28. Gametest (GTX 960/980): F1 2015
  29. 29. Gametest (GTX 960/980): GTA V
  30. 30. Gametest (GTX 960/980): Mad Max
  31. 31. Gametest (GTX 1080): Battlefield 1
  32. 32. Gametest (GTX 1080): Civilization VI
  33. 33. Gametest (GTX 1080): GTA V
  34. 34. Gametest (GTX 1080): analyse
  35. 35. Benchmarks: single-threaded IPC
  36. 36. Benchmarks: SMT
  37. 37. Overkloktest
  38. 38. Conclusie
  39. 39. Besproken producten
  40. 40. Reacties

Inleiding

Eindelijk is het moment daar: de eerste AMD Ryzen processors, de langverwachte nieuwe CPU-generatie gebaseerd op de Zen-cores, zijn te koop. De grote vraag die iedereen had was: is de volledig opnieuw ontworpen processorarchitectuur krachtig genoeg om AMD weer een rol van betekenis in de processormarkt te laten spelen? En in het verlengde daarvan: krijgt Intel eindelijk weer concurrentie? Het korte antwoord is gelukkig een volmondig 'ja'. In deze review lees je alles over de nieuwe AMD processors en publiceren we uitgebreide testresultaten van topmodellen Ryzen 7 1700X en 7 1800X, waarbij we uiteraard de prestaties en efficiëntie van AMD’s nieuwe chips vergelijken met het aanbod van aartsrivaal Intel.

AMD introduceert vandaag drie processors, de Ryzen 7 1800X, 1700X en 1700. Met deze nieuwe CPU’s wil de traditionele underdog voor het eerst sinds lange tijd weer concurreren met Intel in de markt voor high-end desktop PC’s. Ryzen CPU’s voor mid-range desktops en voor laptops volgen op een later moment, evenals server CPU’s gebaseerd op de Zen-architectuur.

Lees ook: AMD Ryzen platform review: de eerste AM4-moederborden voor Zen

In de markt voor luxe desktops – denk dan aan gaming PC’s of systemen voor videobewerking - heeft Intel op het moment van schrijven vrijwel 100% marktaandeel. Dankzij enkele zeer ongelukkig uitgevallen keuzes in de Bulldozer­-architectuur die AMD de afgelopen bijna zes jaar heeft gebruikt in haar CPU’s, is het bedrijf flink op achterstand geraakt. Met Ryzen gaat het de strijd weer met goede moed aan.

De vandaag geïntroduceerde Ryzen 7 processors zijn alle 8-core CPU’s zonder geïntegreerde GPU. Ze dienen gecombineerd te worden met een nieuw type moederbord met Socket AM4 processorvoet. Dat maakt vandaag niet alleen een belangrijke dag voor AMD maar ook voor de moederbordfabrikanten. De prijzen van de nieuwe CPU’s zijn in vergelijking met wat AMD de afgelopen jaren voor haar chips kon vragen hoog, maar tegelijkertijd (zeer) scherp in vergelijking met de Intel processors tegenover welke ze worden gepositioneerd.

Wij gingen aan de slag met de twee topmodellen; de Ryzen 7 1800X en de Ryzen 7 1700X. Van beide modellen hebben we een finaal (retail) exemplaar getest. Beide chips hebben we zeer uitvoerig getest met tal van workloads, variërend van videocompressie tot games. Overigens zullen we een uitgebreidere games-vergelijking publiceren op een later tijdstip; gezien de zeer beperkte tijd tussen ontvangst van het sample en de NDA-tijd hebben we voor dit artikel wel enige 'extra' games getest naast de titels die we standaard testen, maar een grotere vergelijking volgt dus nog.

Voordat we beginnen aan de vele grafieken vind je in deze review veel technische achtergrondinformatie over de Ryzen CPU’s. Veel van deze informatie publiceerden we al in diverse eerdere Zen-previews, maar nu de CPU’s daadwerkelijk beschikbaar zijn zetten we alle informatie nog eens duidelijk bij elkaar.

deze review is mede mogelijk gemaakt door

Winkel

Prijs BE

Cyberport.de Deutschland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
3,00 €
3,00 €
0,00 €
4,00 €
0,00 €
0,00 €
Shop: Sofort lieferbar, Lieferzeit max. 1-3 Werktage

251,99 €

Prijsinformatie
239,00 €
12,99 €
251,99 €
Voorraad onbekend prijsopbouw
Productprijs : 239,00 € Verzendkosten BE : 12,99 € Totaalprijs : 251,99 €

MaxICT.nl Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 € + 2,0%
0,00 € + 2,5%
0,00 €
0,00 € + 3,0%
0,00 €
0,00 €
Shop: 4-7 werkdagen

252,70 €

Prijsinformatie
237,75 €
14,95 €
252,70 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 237,75 € Verzendkosten BE : 14,95 € Totaalprijs : 252,70 €

Computeruniverse.net Deutschland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
2,00 €
1,50 €
0,00 €
5,00 €
0,00 €
0,00 €
Shop: Lieferzeit 3-5 Werktage

255,21 €

Prijsinformatie
235,21 €
20,00 €
255,21 €
Voorraad onbekend prijsopbouw
Productprijs : 235,21 € Verzendkosten BE : 20,00 € Totaalprijs : 255,21 €

SiComputers.nl Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 € + 3,0%
0,00 €
0,00 €
0,00 €

267,95 €

Prijsinformatie
258,00 €
9,95 €
267,95 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 258,00 € Verzendkosten BE : 9,95 € Totaalprijs : 267,95 €

Informatique.nl Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
0,00 €
12,50 €
0,00 €
Shop: 2-5 werkdagen
Al acht keer computerwinkel van het jaar!

271,95 €

Prijsinformatie
267,00 €
4,95 €
271,95 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 267,00 € Verzendkosten BE : 4,95 € Totaalprijs : 271,95 €

Azerty.nl Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 € + 2,0%
0,00 € + 3,0%
0,00 €
0,00 € + 2,0%
0,00 €
15,00 €
0,00 €
Shop: 2-3 werkdagen

273,05 €

Prijsinformatie
263,05 €
10,00 €
273,05 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 263,05 € Verzendkosten BE : 10,00 € Totaalprijs : 273,05 €

LASystems.be

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
0,00 €
0,00 €
Shop: 1 dag

274,74 €

Prijsinformatie
274,74 €
0,00 €
274,74 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 274,74 € Verzendkosten BE : 0,00 € Totaalprijs : 274,74 €

BytesAtWork.be

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 € + 2,0%
0,00 €
5,00 €
0,00 €
Shop: 10-15 werkdagen

274,95 €

Prijsinformatie
271,00 €
3,95 €
274,95 €
Geen voorraad prijsopbouw
Productprijs : 271,00 € Verzendkosten BE : 3,95 € Totaalprijs : 274,95 €

Centralpoint.be

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
0,00 €
Shop: Op voorraad en verzonden binnen 2 werkdagen
Uw AMD Specialist * Gratis Verzending

277,09 €

Prijsinformatie
277,09 €
0,00 €
277,09 €
Op voorraad prijsopbouw
Productprijs : 277,09 € Verzendkosten BE : 0,00 € Totaalprijs : 277,09 €

Compumsa.eu

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 € + 1,3%
0,00 €
0,00 €

279,90 €

Prijsinformatie
273,90 €
6,00 €
279,90 €
Geen voorraad prijsopbouw
Productprijs : 273,90 € Verzendkosten BE : 6,00 € Totaalprijs : 279,90 €

bol.com Plaza België

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
Shop: Levering in 14 werkdagen

288,30 €

Prijsinformatie
288,30 €
0,00 €
288,30 €
Geen voorraad prijsopbouw
Productprijs : 288,30 € Verzendkosten BE : 0,00 € Totaalprijs : 288,30 €

Cdromland.nl Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 € + 2,0%
0,00 €
0,00 €
0,00 € + 2,0%
0,00 €
0,00 €
Shop: Levertijd 3 dagen

308,95 €

Prijsinformatie
299,00 €
9,95 €
308,95 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 299,00 € Verzendkosten BE : 9,95 € Totaalprijs : 308,95 €

Megekko Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
0,00 €
0,00 €
0,00 € + 2,0%
0,00 €
Shop: Levertijd 2 dagen

392,00 €

Prijsinformatie
388,05 €
3,95 €
392,00 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 388,05 € Verzendkosten BE : 3,95 € Totaalprijs : 392,00 €

My Media Center Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 € + 3,5%
0,00 €
0,00 €
0,00 €
Shop: 1 tot 3 werkdagen.

397,95 €

Prijsinformatie
388,00 €
9,95 €
397,95 €
Geen voorraad prijsopbouw
Productprijs : 388,00 € Verzendkosten BE : 9,95 € Totaalprijs : 397,95 €

directsale.nl Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
0,00 €
0,00 €
0,00 €
Shop: Voor 17:00 uur besteld volgende werkdag in huis

403,00 €

Prijsinformatie
403,00 €
0,00 €
403,00 €
Bij toeleverancier prijsopbouw
Productprijs : 403,00 € Verzendkosten BE : 0,00 € Totaalprijs : 403,00 €

PCKing.de Deutschland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
3,00 €
0,00 €
0,00 €

404,00 €

Prijsinformatie
389,00 €
15,00 €
404,00 €
Op voorraad prijsopbouw
Productprijs : 389,00 € Verzendkosten BE : 15,00 € Totaalprijs : 404,00 €

4Launch Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 € + 1,5%
0,00 €
0,00 €
15,00 €
0,00 €
Bestel en betaal voor 17:00 en je hebt het product morgen in huis.

409,00 €

Prijsinformatie
409,00 €
0,00 €
409,00 €
Op voorraad prijsopbouw
Productprijs : 409,00 € Verzendkosten BE : 0,00 € Totaalprijs : 409,00 €

BitsBytesDeals.nl Nederland

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
0,00 €
0,00 €

433,65 €

Prijsinformatie
424,15 €
9,50 €
433,65 €
Geen voorraad prijsopbouw
Productprijs : 424,15 € Verzendkosten BE : 9,50 € Totaalprijs : 433,65 €

ReplaceDirect.be

Betaalmogelijkheden
0,00 €
0,00 €
0,00 €
0,00 €
Shop: 3 werkdagen

657,99 €

Prijsinformatie
657,99 €
0,00 €
657,99 €
Voorraad onbekend prijsopbouw
Productprijs : 657,99 € Verzendkosten BE : 0,00 € Totaalprijs : 657,99 €

De voorgeschiedenis: het Bulldozer debacle

Wie “AMD Zen” intikt in het zoekveld op Hardware.Info vindt een enorme hoeveelheid nieuwsberichten en artikelen over de generatie processors die vandaag eindelijk officieel geïntroduceerd is. Het verhaal van Zen begint eigenlijk in oktober 2011, toen AMD met de FX-8150, -8120, -6100 en -4100 de eerste processors op basis van de Bulldozer architectuur introduceerde.

Sinds eind jaren negentig had AMD een indrukwekkende reputatie opgebouwd met ontwerpen van x86-processors voor PC’s. In 1999 verraste het bedrijf vriend en vijand met de introductie van de AMD Athlon, codenaam K7. Voor het eerst in haar bestaan was AMD niet langer een fabrikant van budget CPU's, maar wist het daadwerkelijk de snelste producten in de markt te zetten. Intel volgde met goedkopere, maar ook langzamere processors - AMD bleef echter trendsetter. De Athlon wist de topmodellen van Intel op dat moment op veel vlakken grandioos te verslaan.

In 2003 deed men het nog eens dunnetjes over met de introductie van de K8-architectuur en de daarvan afgeleide Athlon 64 processors. AMD deed een paar gewaagde stappen; als eerste voegde het 64-bit instructies toe aan x86-processors, in de vorm van de x86-64 architectuur. Intel geloofde op dat moment nog heilig in Itanium als gloednieuwe architectuur voor de 64-bit wereld, maar ging een paar jaar later overstag. Daarnaast durfde AMD het als eerste aan om de geheugencontroller in de CPU te integreren. Het resultaat was een lijn processors die opnieuw duidelijk sneller was dan het aanbod van Intel. AMD boekte niet alleen succes bij desktops, maar vooral ook in de serverwereld.

In 2006 keerde het tij met Intels introductie van de Core 2 Duo processors, waarmee het na bijna 10 jaar weer de koppositie in de benchmarkgrafieken overnam van AMD. Alle nieuwe Athlon 64-derivaten zoals de Phenom en Phenom II processors ten spijt moest AMD met iets echt nieuws komen om weer strijd te kunnen leveren.



De AMD FX "Bulldozer" processors maakten in 2011 de verwachtingen alle behalve waar.

Dat nieuws werd de Bulldozer-architectuur. Alleen de codenaam al schepte de verwachting dat AMD opnieuw Intel met de grond gelijk wilde maken. Bij de uiteindelijke introductie in 2011 bleek dat echter nogal tegen te vallen. De nieuwe CPU’s waren in veel gevallen zelfs langzamer dan de bestaande Phenom chips, dankzij de slechtere IPC. In onze conclusie waren we nog mild, maar eigenlijk was al duidelijk dat AMD met de nieuwe architectuur niet op de juiste weg zat. We spraken nog onze hoop uit dat een tweede of derde generatie Bulldozer-architectuur beter zou worden, maar de jaren erna bleek die hoop ijdel. AMD’s marktaandeel door desktops en laptops zakte bijgevolg als een plumpudding in elkaar en in de servermarkt is AMD inmiddels compleet weggevaagd. Iedereen die houdt van een gezonde concurrentie in de markt voor PC-processors en natuurlijk de AMD-liefhebbers voorop wacht eigenlijk al sinds 2011 op een nieuwe architectuur van het bedrijf die het tij moet keren. Een compleet nieuwe architectuur stamp je echter niet even uit de grond, dat duurt jaren. Vijf en een half jaar om precies te zijn er vervlogen tussen de introductie van Bulldozer en die van Ryzen vandaag.

Wat was er nu precies mis met Bulldozer? Ook zonder de complete architectuur uit te pluizen kunnen we een paar zaken benoemen. Allereerst was Bulldozer duidelijk geoptimaliseerd voor multi-threaded workloads en waren de prestaties bij enkelvoudige taken beperkt. AMD was hier haar tijd wellicht veel te ver vooruit, maar zeker in 2011 en ook nu nog is single-threaded performance minstens zo belangrijk. Voor veel workloads (niet in de laatste plaats games) is het verre van eenvoudig om al het rekenwerk evenredig over meerdere CPU-kernen te verdelen. Daarnaast maakte AMD een ernstige misrekening door het belang van floating point berekeningen te onderschatten: Bulldozer processors hadden voor twee integer-cores slechts één floating point kern aan boord. Met de opkomst van meer en meer multimedia software werd de rol van floating point echter steeds belangrijker. Verder was er bij de ontwikkeling van Bulldozer veel te weinig aandacht voor energie-efficiëntie. In de desktopwereld betekende dit dat AMD grote moeite had om hogere klokfrequenties te behalen en voor de serverwereld, waar performance-per-watt nog belangrijker is dan pure prestaties, was het echt de nekslag.


Dubbel integer units combineren met een enkele floating point unit; het bleek geen goed idee.

De lange weg naar Ryzen

In de jaren na Bulldozer was AMD er niet van overtuigd dat x86 de architectuur van de toekomst was. Dit waren immers de jaren waarin smartphones en zeker ook tablets in opkomst waren, die alle chips op basis van de ARM-architectuur gebruikten. In de serverwereld zijn zogenaamde “microservers” het gesprek van de dag, gebaseerd op CPU’s met veel, maar langzame en zuinige CPU-cores, waarbij vooral IO-capaciteiten de boventoon voeren. Ook hier lijkt ARM de betere papieren te hebben. AMD denkt vooral in deze nieuwe markten het verschil te kunnen maken en zet daarom in op de ontwikkeling van een eigen implementatie van de ARM-architectuur, onder de naam K12.

Eind 2014 maakte AMD echter bekend dat er naast de K12 ook gewerkt wordt aan een nieuwe x86-implementatie en daarbij valt voor het eerst de codenaam Zen. Op dat moment waren de plannen nog om de ontwikkeling van ARM en x86 hand in hand te laten gaan, en dat er in 2015 of 2016 zelfs chips op de markt zouden komen met beide soorten kernen. Aan het hoofd van de ontwikkeling stond Jim Keller, een man die als geen ander zijn sporen heeft verdiend in de wereld van processors. Keller was betrokken bij de ontwikkeling van de AMD K7-processors, was medebedenker van de x86-64 instructieset en was tijdens een uitstapje van een paar jaar ook de hoofdarchitect van de Apple A4 en A5 SoC’s, het startpunt van Apples succesvolle eigen mobiele CPU-reeks.

Over die K12 kunnen we kort zijn: met het wegzakken van de tabletmarkt, het mislukken van Windows op ARM (Windows RT), het falen van zo’n beetje ieder microserver concept en de tegelijkertijd grote toename van spelers op de markt voor ARM CPU’s zag AMD de afgelopen jaren in dan het beter energie kon steken in de markt voor x86 CPU’s, waar het weliswaar veel marktaandeel had verloren, maar het in elk geval veel ervaring en partners had. Na de initiële aankondiging in 2014 verdween K12 al snel naar de achtergrond en verschoof de focus compleet naar Zen.


Project Skybridge, een hybride x86/ARM processor, werd door AMD later geannuleerd.

In januari 2015 kregen we via SweClockers de eerste tastbare informatie over de nieuw CPU’s. Men wist te melden dat de eerste Zen-processors de op desktop gerichte Summit Ridge chips worden, die in het derde kwartaal van 2016 moesten verschijnen - het is dus iets later geworden. Er werd voor het eerst gesproken over chips met 8 cores, geproduceerd middels een 14nm procedé met ondersteuning voor DDR4. Ook kregen we voor het eerst te horen over Socket FM3, de oorspronkelijke codenaam voor wat we nu kennen als AM4. In maart 2015 kregen we een klein blikje in de keuken door AMD zelf, wanneer ontwikkelaars van het bedrijf op Zen-gerichte optimalisaties voorstellen voor de Linux-kernel. Rond die tijd wordt ook duidelijk dat het de indeling van één floating point unit per twee integer units achterlaat voor een meer conventioneel ontwerp, waarbij ook simultaneous multithreading, de officiële term voor wat Intel HyperThreading noemt, zal worden toegepast. In april 2015 werd de basisopbouw van Zen een stuk duidelijk door een presentatie van AMD voor haar financial analyst day. Het bedrijf was (en is) financieel in zwaar weer en moest de aandeelhouders overtuigen dat het weer op de goede weg zat.

Voor die aandeelhouders was het even schrikken toen in september 2015 het nieuws naar buiten kwam dat Zen pas in het vierde kwartaal van 2016 op de markt zou komen, welke doelstelling overigens ook niet is behaald. Bij AMD-fans zakt de moed helemaal in de schoenen toen een paar dagen later bekend werd dat “messias” Jim Keller AMD verliet om bij autofabrikant Tesla aan de slag te gaan


AMD-fans waren niet blij met het vertrek van CPU-guru Jim Keller (rechts) eind 2015.

In april van 2016 lazen we voor het eerst nieuws over een uitgelekt engineering sample van Zen, waarbij we wat meer te weten kregen over de opbouw, maar nog altijd niets over prestaties. In juni 2016 gaf AMD tijdens haar Computex persconferentie voor het eerst een publieke presentatie van Zen, maar nog zonder duidelijke prestatiegegevens. We zagen enkel een Zen-gebaseerde PC die gebruikt werd om een video van het Zen-logo af te spelen. Tijdens deze persconferentie geeft AMD echter ondubbelzinnig te kennen dat het de toekomst met vertrouwen tegemoet zag en dat Zen “op schema” lag.

De eerste benchmarks kregen we in augustus 2016, toen AMD tijdens het Intel Developer Forum een paar straten verder een afvaardiging van de wereldwijde tech-pers, waaronder Hardware.Info, bij elkaar riep voor een eerste demonstratie met daadwerkelijke benchmarks. Hier toonde AMD een 8-core Summit Ridge processor in een head-to-head gevecht met een 8-core Intel Core i7 6900K Broadwell-E processor in een Blender 3D-rendering benchmark. AMD bleek zowaar een fractie sneller. Het vertrouwen bij AMD liefhebbers groeide weer: zou het dan toch kunnen dat AMD met de nieuwe chips eindelijk weer tegenwicht kon bieden?


Tijdens het Intel Developer Forum 2016 toont AMD aan dat Zen net zo snel kan zijn als een 8-core Intel Core i7 6900K. AMD liefhebbers geloven er weer in!

In oktober 2016 deed AMD’s CEO Lisa Su voor het eerst een keiharde belofte voor het moment van introductie van Zen: eerste kwartaal 2017. Verder wilde men weinig loslaten, behalve dat het doel echt was om te concurreren met Intels Core i5 en Core i7 processors. In december organiseerde AMD opnieuw een bijeenkomst voor de tech-pers, waarbij Hardware.Info aanwezig is. Opnieuw kregen we meer te weten over de architectuur en werden er nieuwe benchmarks getoond om te bewijzen dat de CPU’s zich kunnen meten met Intels 8-core Core i7’s. Ook werd de uiteindelijke naam bekend gemaakt: “Ryzen”. Volgens AMD is de naam gekozen omdat de naam “Zen” niet via het merkenrecht te beschermen was, maar zo wel behouden blijft. Daarnaast wekte het natuurlijk de suggestie dat AMD als een feniks weer uit de as van het Bulldozer debacle zou herrijzen.


De naam "Ryzen" kennen we sinds december vorig jaar.

Vlak voor de jaarwisseling wist het Franse Canard PC als eerste onafhankelijke benchmarks van een Ryzen engineering sample te publiceren. De Fransen gaven duidelijk aan dat het platform nog verre van introductierijp is, maar de benchmarks  bewezen wel dat Ryzen inderdaad op zijn minst gelijkaardig presteerde met Intels high-end processors. De afgelopen weken was er een constante stroom van nieuws over Ryzen en zijn vrijwel alle belangrijke aspecten van de nieuwe processors, waaronder de exacte modelnamen, al uitgelekt. Vandaag blijkt dat het gros van de uitgelekte informatie inderdaad klopt, en kunnen we eindelijk de balans opmaken.

Ryzen 7 1800X, 1700X en 1700

AMD introduceert vandaag drie CPU’s; de Ryzen 7 1800X, Ryzen 7 1700X en Ryzen 7 1700. Alle zijn 8-core 16-thread modellen gebaseerd op de Summit Ridge chip en dienen gecombineerd te worden met dual-channel DDR4-geheugen en een Socket AM4 moederbord. Het zullen zeker niet de enige Ryzen CPU’s blijven, want later dit jaar komen er 6-core en quad-core modellen, waarover verderop meer.

AMD Ryzen 7 1700 Boxed AMD Ryzen 7 1800X Boxed

Topmodel Ryzen 7 1800X heeft een standaard klokfrequentie van 3,6 GHz met een ingebouwde boost-modus van 4 GHz. Dankzij de XFR-technologie (eXtended Frequency Range) kan de 1800X processors met goede koeling op nog 100 MHz sneller (4,1 GHz dus) werken. De CPU wordt door AMD gepositioneerd als concurrent van Intels 8-core Core i7 6900K processor, maar krijgt een aanzienlijk lager prijskaartje. Waar de Intel 6900K een Amerikaanse adviesprijs van ruim 1000 dollar heeft, gaat de 1800X in Amerika over de toonbank voor 499 dollar. In Nederland kost de 1800X gemiddeld € 559 (en de i7 6900K zo'n 1200 euro). De 1800X heeft een TDP van 95W.

De Ryzen 7 1700X heeft een standaard klokfrequentie van 3,4 GHz met een 3,8 GHz Boost-modus. Ook deze variant kan dankzij XFR nog 100 MHz sneller werken. AMD positioneert deze processor tegenover Intels 6-core Core i7 6800K, maar wederom met een duidelijk lagere prijs: in Amerika heeft de 1700X een adviesprijs van 399 dollar, in Nederland kost de CPU gemiddeld € 439. Een i7 6800K kost gemiddeld in onze Prijsvergelijker zo'n 500 euro.

Ten slotte komt AMD met de Ryzen 7 1700, die de concurrentie moet aangaan met de populaire Intel Core i7 7700K. Dat is een interessante propositie, aangezien de AMD processor 8 cores bevat en de Intel slechts 4. De Ryzen 7 1700 werkt standaard op 3,0 GHz met een 3,7 GHz Boost-functionaliteit. XFR is ook beschikbaar op de Ryzen 7 1700, maar dan met slechts 50 MHz extra versnelling. De Amerikaanse adviesprijs bedraagt $ 329, in Nederland kost de 1700 gemiddeld € 359. Dat is een paar tientjes minder dan een i7 7700K doorgaans moet opbrengen.

De Ryzen 7 1800X en 1700X worden zonder koeler geleverd. Bij de Ryzen 7 1700 bundelt AMD wel een (nieuwe) koeler, die luistert naar de naam Wraith Spire, waarover meer verderop op de pagina Geheugen en koeling.

Processor Cores /
Threads
Klokfreq. Boost XFR TDP Unlocked Prijs Positionering
Ryzen 7 1800X 8 / 16 3,6 GHz 4,0 GHz 4,1 GHz 95W Ja $499 /  € 559 Core i7 6900K (€ 1.199)
Ryzen 7 1700X 8 / 16 3,4 GHz 3,8 GHz 3,9 GHz 95W Ja $399 /  € 439 Core i7 6800K (€ 497)
Ryzen 7 1700 8 / 16 3,0 GHz 3,7 GHz 3,75 GHz 65W Ja $329 / € 359 Core i7 7700K (€ 399)

Zoals geschreven blijft het niet bij 8-core Ryzen 7 processors. Tijdens de officiële introductie gaf AMD te kennen ook te werken aan aan Ryzen 5 en Ryzen 3 processors op lagere prijspunten. Eén CPU werd al officieel aangekondigd: de Ryzen 5 1600X wordt een 6-core variant met een standaard klokfrequentie van 3,6 GHz en een Boost-klokfrequentie van 4,0 GHz. Met een Cinebench 15 score van bijna 1200 punten zou deze CPU volgens AMD 69% sneller moeten zijn dan de Core i5 7600K waartegenover ‘ie gepositioneerd wordt. De Ryzen 5 1500X wordt een quad-core model.

De Ryzen 5 processors komen in het tweede kwartaal van 2017 op de markt. Ryzen 3 processors mogen we in de tweede helft van het jaar verwachten.

De Ryzen-chip: de Summit Ridge SoC

De Ryzen 7 processors zijn alle gebaseerd op een chip met de codenaam Summit Ridge. Deze is opgebouwd uit zo’n 4,8 miljard transistors met acht Zen-cores aan boord, aangevuld met onder meer een dual-channel DDR4-controller en een PCI-Express 3.0 controller. De chip bevat in totaal 4 MB L2-cache (512 kB per core) en 16 MB L3-cache. Summit Ridge heeft zoals geschreven geen ingebouwde videokaart. Een 4-core Zen-chip mét geïntegreerde GPU, codenaam Raven Ridge, staat op de planning voor de tweede helft van dit jaar.

De PCI-Express controller binnen de Summit Ridge chip biedt ondersteuning voor 24 PCIe 3.0 lanes. 16 daarvan zijn bestemd voor het aansluiten van een externe videokaart. Op moederborden met de X370 chipset, waarover meer op de volgende pagina, kunnen die 16 lanes opgedeeld worden in 2x 8 om zo twee videokaarten aan te sluiten. Vier lanes zijn bestemd voor de connectie met de chipset. De overige vier lanes kunnen flexibel ingezet worden. De meeste moederbordfabrikanten zullen ervoor kiezen om met deze lanes een PCIe 3.0 x4 M.2-slot slot te maken voor moderne NVMe SSD’s. Het is ook mogelijk om een PCIe 3.0 x2 M.2-slot te maken en de andere twee lanes te gebruiken voor SATA-aansluitingen.

Summit Ridge heeft verder ook al direct een viervoudige USB 3.0 controller aan boord. Dit alles maakt dat we de chip in principe met recht een SoC mogen noemen. Desalniettemin zijn er voor Ryzen drie chipsets ontwikkeld om de functionaliteit verder uit te breiden.

De Summit Ridge chips worden bij GlobalFoundries geproduceerd middels een 14nm productieprocedé en naast de nieuwe architectuur is ook dat een belangrijke stap voorwaarts voor AMD. Buiten het feit dat de architectuur van Bulldozer in de praktijk tegenviel, had AMD ook op het vlak van productie een flinke achterstand op Intel, met daardoor direct een groot nadeel qua efficiëntie. In het high-end desktop segment, voor zover AMD daar de laatste jaren überhaupt nog een rol van betekenis heeft gespeeld, moest men proberen te concurreren met op 32nm geproduceerde AMD FX processors, terwijl Intel sinds 2014 met Broadwell en later Skylake al op een 14nm procedé zit. Kleinere transistors betekenen in de regel een lager stroomverbruik en de mogelijkheid om hogere prestaties te produceren met eenzelfde chipoppervlak.

Die achterstand is op zijn minst grotendeels opgelost. De eerste Zen-processors worden geproduceerd middels hetzelfde 14nm FinFET productieprocedé van Global Foundries waarmee AMD vorig jaar ook de Polaris GPU’s op de markt heeft gebracht. Inmiddels is dit procedé verder geoptimaliseerd. Hoewel procedés van verschillende chipfabrikanten in principe niet één-op-één te vergelijken zijn – 14nm bij Intel en 14nm bij Global Foundries betekent niet dat transistors fysiek even groot zijn – neemt AMD hiermee op zijn minst een flink stap, waardoor er meer een level playing field ontstaat. Als je bedenkt dat Intel grote moeite heeft om een volgende stap te maken (Kaby Lake is alweer de derde generatie Intel CPU’s op 14nm, en ook de volgende generatie wordt 14nm) zal het vermoedelijk niet snel weer gebeuren dat Intel weer twee of meer stappen voor ligt qua productieprocedé.

Volgens AMD zorgt alleen het productieprocedé er al voor dat Zen CPU’s met een identiek stroomverbruik op hogere klokfrequenties kunnen werken dan voorheen of juist zuiniger zijn op identieke klokfrequentie. De verbeteringen in architectuur komen daar nog bovenop.

AMD geeft trouwens trots aan dat de density-optimised versie van GlobalFoundries 14nm FinFET procedé een veel betere oppervlakte-efficiëntie biedt dan het 14nm proces van Intel. Cores en caches nemen volgens AMD binnen Zen zo’n 10% minder ruimte in dan bij Intels state-of-the-art processors. Laat gezegd zijn dat dat meer een voordeel voor AMD is dan voor jou als consument.

Socket AM4

De Ryzen processors maken gebruik van een nieuwe processorvoet die luistert naar de naam Socket AM4. De CPU’s vereisen dan ook een nieuwe generatie moederborden. Alle bekende moederbordfabrikanten, waaronder ASUS, MSI, Gigabyte en ASRock, hebben zich gecommitteerd aan Ryzen en komen met verschillende borden op de markt. De eerste borden hebben we inmiddels al getest en de komende periode mag je van ons nog heel wat reviews en round-ups van Socket AM4 moederborden verwachten.


De nieuwe Socket AM4 processorvoet

AMD heeft een drietal chipsets beschikbaar voor Socket AM4 moederborden: topmodel X370 en daarnaast een B350 en A320. Zoals je op de vorige pagina al kon lezen zijn de Ryzen CPU’s feitelijk SoC’s, waarin alle belangrijke functionaliteit inclusief basale I/O is ingebakken. De functionaliteit van de chipsets komt dus bovenop wat de CPU’s zelf al bieden. Overigens heeft AMD de chipsets niet zelf ontwikkeld; het ontwerp ervan is uitbesteed aan ASMedia.

Interessant weetje: alle Socket AM4 moederborden en chipsets zijn geschikt voor alle Socket AM4 processors, niet alleen Ryzen, maar ook de Bristol Ridge APU’s

Het topmodel chipset is de X370. Alleen bij moederborden met deze chipset is het mogelijk om de 16 PCIe 3.0 lanes voor de videokaart op te delen in 2x 8 lanes voor SLI of Crossfire. De chipset biedt acht Serial ATA 600 poorten, waarvan vier binnen twee SATA Express aansluitingen. Samen met wat de processor biedt, is dat 8x SATA plus een x4 M.2-slot of 10x SATA en een x2 M.2-slot. De X370 biedt verder 2x USB 3.1, 6x USB 3.0 en 6x USB 2.0. De vier USB 3.0 poorten uit de processor komen daar nog bij. De chipset biedt verder nog 8 PCI-Express 2.0 lanes voor zaken als netwerkcontrollers, extra PCIe sloten, etc.

De B350 chipset is net wat minder uitgebreid. Zo zijn er vier USB 3.0 poorten minder, twee SATA-poorten minder en twee PCIe-lanes minder. Wat de X370 en B350 delen is dat het met beide mogelijk is om de Ryzen processors te overklokken.

De A320 is de instapchipset. In vergelijking met de B350 ontbreekt één USB 3.1 aansluiting en zijn er slechts vier PCIe 2.0 lanes.

In de toekomst mogen we ook X300/A300 chips verwachten. Deze bieden vrijwel geen functionaliteit boven wat de SOC’s al zelf bieden en zorgen puur voor functionaliteit als Secure Boot en TPM om een PC te kunnen opstarten. Deze chips zijn uitsluitend bedoeld voor mini-PC’s.

Achilleshiel

Maken we de vergelijking met Intel, dan mogen we concluderen dat het totaal aantal beschikbare PCIe lanes een mogelijke achilleshiel is van het Ryzen-platform. Bij Intels high-end Socket 2011-3 platform bevat alleen de processor al 40 PCI-Express 3.0 lanes, waarmee je bijvoorbeeld al twee videokaarten met elk 16 lanes kunt verbinden, of zelfs drie of vier videokaarten te plaatsen met acht lanes elk.

Bij Intels mainstream Socket 1151 platform voor de Skylake/Kaby Lake processors, hebben de CPU’s zelf weliswaar maar 16 PCI-Express 3.0 lanes, maar biedt het topmodel chipset (Z270) ook nog eens maximaal 24 PCI-Express 3.0 lanes, waardoor ook probleemloos meerdere PCIe/NVMe SSD’s geplaatst kunnen worden.

Bij Ryzen ben je in principe beperkt tot één snelle NVMe SSD, aangestuurd met vier PCIe 3.0 lanes vanuit de CPU, maar laat gezegd zijn dat dat voor de meeste gebruikers vermoedelijk prima zal volstaan. Als een moederbordfabrikant al een tweede M.2 slot plaatst, zal dat altijd met PCIe 2.0 lanes uit de chipset zijn, half zo snel dus maar. Slechts 8 of 6 PCIe-lanes vanuit de chipset houdt niet over. Dan is het wel weer mooi meegenomen dat USB 3.1 al native vanuit de chipset wordt ondersteund, zodat er geen PCIe lanes benodigd zijn voor losse USB-controllers.

Geheugen en koelers

De Ryzen processors bieden zoals geschreven ondersteuning voor dual-channel DDR4-geheugen. De ondersteunde snelheid is afhankelijk van het aantal en het type geheugenmodules. Bij vier modules (twee per kanaal) worden respectievelijk DDR4-2133 en DDR4-1866 snelheden ondersteund bij single-rank en dual-rank modules. Plaats je maar één module per kanaal (en dus twee in totaal) dan zijn de maximale, officieel ondersteunde snelheden bij single-rank en dual-rank modules respectievelijk DDR4-2667 en DDR4-2400. Uiteraard bieden de processors de mogelijkheid om hogere DDR4-snelheden in te stellen, dus overklokkers hoeven zich niet te beperken tot deze snelheden.

Wie op zoek gaat naar een koeler voor Ryzen-processors moet even opletten. De gaten voor de bevestiging van een bracket voor de CPU-koeler zitten bij Socket AM4 op een net wat andere plek dan bij Socket AM3/Socket FM2. Hierdoor zijn bestaande AMD-koelers niet per definitie geschikt voor AM4. Gelukkig hebben de meeste grote koelerfabrikanten inmiddels hun producten voorzien van Socket AM4-brackets en zijn die bij verschillende fabrikanten zelfs gratis na te bestellen. Lees hierover ons eerder verschenen artikel nog eens terug.

AMD heeft zelf een drietal koelers voor Ryzen ontwikkeld. De Wraith Stealth is een instapkoeler die vermoedelijk bij Ryzen 5 of 3 processors gebundeld zal worden. De Wraith Spire is een wat groter model dat gebundeld wordt bij de Ryzen 7 1700. Topmodel Wraith Max wordt in principe niet los verkocht en is alleen beschikbaar voor systeembouwers die kant-en-klare Ryzen PC’s op de markt brengen. De Spire en Max zijn beide voorzien van RGB verlichting.

De Zen-architectuur

De Zen architectuur is zoals geschreven geen derivaat van Bulldozer, maar een zogeheten clean sheet ontwerp. Zoals AMD’s CTO Mark Papermaster het augustus vorig jaar omschreef: “Uiteraard hebben we al onze kennis en ervaring die we hebben opgedaan bij eerdere architecturen meegenomen, maar alle onderdelen van de chip zijn geheel opnieuw ontworpen.”

AMD’s doelstelling bij de ontwikkeling van Zen was een gebalanceerde architectuur die gebruikt kan worden in chips voor laptops, desktops en servers. Niet alleen op het vlak van ruwe prestaties, maar ook op het vlak van efficiëntie had AMD zich tot doel gesteld flinke stappen te maken. De doelstellingen maakte AMD vorig jaar tijdens diverse presentaties een stuk concreter: Zen CPU-cores zouden op de zelfde klokfrequentie minstens 40% sneller moeten zijn dan AMD’s huidige CPU-cores (codenaam Excavator), met een gelijkblijvend energieverbruik. Dat zijn geen misselijke beloftes.

Kijken we naar een high-level blokkenschema van de Zen core, dan zien we een duidelijk andere opbouw dan bij Bulldozer en de afgeleiden daarvan. Bij Bulldozer maakte AMD de achteraf onverstandige beslissing om te werken met een soort hybride single/dual-core modules met twee integer cores en één gedeelde floating point core. Zen is in principe een conventioneler ontwerp, maar wel een stuk breder en geavanceerder. Iedere Zen-core bevat zes integer rekeneenheden, waarvan vier geschikt voor berekeningen (ALU’s) en twee voor geheugenoperaties (AGU’s). Het floating point gedeelte heeft een viertal execution units, twee geschikt voor optellingen en twee voor vermenigvuldigen. De Zen floating point unit is geschikt voor alle SSE-varianten en 128-bit AVX. In vergelijking met de meest recente Bulldozer-afgeleide, Excavator, is het aantal execution units en het aantal instructies en de breedte van de pipeline met 50% toegenomen. Het aantal instructies dat tegelijkertijd door de pipeline verwerkt kan worden, is zelfs met 75% toegenomen.

Ook in de front-end van de CPU zien we flink verbeteringen. Volgens AMD is de branch predictor, het onderdeel dat inschat welke vertakkingen in code worden genomen, om op die manier voldoende instructies parallel te kunnen uitvoeren, flink verbeterd. Ook heeft de nieuwe architectuur net als we kennen van Intel een micro-op cache. Die maakt het mogelijk om, wanneer de complexe x86-instructies worden vertaald naar kleinere micro-ops die daadwerkelijk door de execution units uitgevoerd kunnen worden, deze vertalingen te cachen, zodat code met veel identieke instructies wordt versneld.

Ook op het vlak van de andere caches zijn er flinke verbeteringen gemaakt. Allereerst heeft AMD de data prefetchers naar eigen zeggen flink verbeterd. Deze voorspellen welke data op korte termijn door instructies benodigd is en haalt die al op uit het relatief langzame RAM-geheugen. Hoe beter de prefetchers, hoe minder vaak de CPU-cores zonder werk zitten omdat ze moeten wachten op data. Zoals gebruikelijk binnen x86-processors bevatten de Zen cores losse L1-caches voor instructies en data met een extreem lage latency. De L2-cache is geschikt voor beide soorten data. De eerste Zen-varianten krijgen verder 8MB gedeelde L3-caches. Opvallend is de grootte van de L2-cache: 512 kB per core, dubbel zoveel als bij Intels recente architecturen. De combinatie van alle verbeteringen aan de caches moet er voor zorgen dat de bandbreedte richting de cores gemiddeld zo’n 5x hoger is dan voorheen.

Om bottlenecks in de cores te beperken zijn vrijwel alle interne communicatiekanalen en queues breder of langer gemaakt. Zo kunnen er nu bijvoorbeeld 84 integer- en 96 floating point-instructies tegelijkertijd ingepland zijn. Dat waren er 48, respectievelijk 60 bij de vorige generatie. Ook de queues voor het opvragen van data uit cache of geheugen zijn flink vergroot.

Core complex en nieuwe instructies

Binnen de Zen-architectuur worden vier cores gecombineerd in een zogenaamd CPU Complex, afkorting CCX. Binnen zo’n Complex bestaat er een L3-cache die 16 parallelle communicatiepaden heeft, met in totaal een capaciteit van 8 MB (2 MB per core). Iedere core kan elk deel van de L3-cache benaderen met een vergelijkbare latency. Een 8-core Zen-processor, zoals de Ryzen 7 processors, bevatten dus twee van dergelijke CPU Complex’en en daarmee 16 MB L3-cache. Het doet vermoeden dat als er al Zen-varianten komen met twee cores, dat hierbij cores uitgeschakeld zullen zijn. Vermoedelijk zal quad-core qua chip-ontwerp het minimum zijn. Eén zo’n core complex meet 44 m² en bevat 1,4 miljard transistors. De Zen-core zelf beslaat overigens 7 mm², inclusief 512 kB L2-cache, en 32 kB L1 data-cache en 64 kB L1 instructiecache.

We schreven op de vorig pagina al dat de integer en floating point pipelines bij Zen volledig opnieuw ontworpen zijn. Bij dat laatste is van belang dat AMD nog eens expliciet heeft bevestigd dat Zen geschikt is voor alle SSE-varianten, AVX en AVX2. Daarnaast worden andere de laatste jaren door Intel ontwikkelde nieuwe instructies, zoals het versnellen van AES-encryptie en SHA-hashing, ook ondersteund. Voor AES zijn er twee specifieke units beschikbaar.

Onderstaande slide toont welke nieuwe instructies zijn toegevoegd ten opzichte van Excavator. Twee belangrijke die we ook kennen van moderne Intel CPU’s zijn RDSEED, nodig voor het hardwarematig creëren van willekeurige getallen en SMAP, een instructie die binnen virtualisatiesoftware wordt gebruikt om bepaalde programmacode te beschermen. Daarnaast heeft AMD ook een aantal instructies toegevoegd die Intel niet heeft; nu wordt er in de regel weinig tot geen software specifiek voor AMD CPU’s gecompileerd, maar wellicht dat deze instructies op verzoek van een specifieke grote klant van AMD zijn toegevoegd. Dat zou bijvoorbeeld één van de console-ontwikkelaars kunnen zijn, of een bepaalde serverklant.

Simultaneous Multi-Threading

Zen is AMD’s eerste processorarchitectuur die geschikt is voor simultaneous multi-threading, een technologie die we bij Intel kennen als HyperThreading. Deze technologie zorgt ervoor dat een enkele CPU-core tegelijkertijd instructies van twee programma’s of programmathreads kan uitvoeren. Zoals we weten van HyperThreading kan dit de prestaties van een CPU flink verbeteren, aangezien de kans dat er voldoende variatie aan instructies is om zoveel mogelijk execution units bezig te houden bij het verwerken van twee threads natuurlijk groter is. Een 8-core Zen CPU is binnen een besturingssysteem als Windows dus een 16-core processor. Om SMT op een goede manier te implementeren hebben de Zen-cores een dubbele set registers voor twee threads, waarna vanaf de scheduler instructies voor twee threads gecombineerd worden.

Onderstaand blokschema toont mooi hoe SMT is geïmplementeerd. De rode vlakken zijn gedeeld en verwerken instructies en/of micro ops van een van beide twee threads, wat er dan ook op dat moment beschikbaar is. In de groene caches en queues staat data van beide threads, waarbij alle data getagged is, zodat duidelijk is waar deze bij hoort. De blauwe onderdelen zijn ook gedeeld, maar algoritmes bepalen hoe de beschikbare verwerkingscapaciteit verdeeld wordt. De groene queues zijn in principe fysiek in tweeën gehakt en hebben dus specifieke gedeeltes voor operaties van threads 1 en 2. Belangrijk is echter dat alle onderdelen, ook de groene, volledig beschikbaar zijn wanneer er maar één thread op een core draait.

Infinity Fabric

Alle onderdelen binnen de Summit Ridge chip – de cores, de geheugencontroller, de PCI-Express-controller, etc. – staan met elkaar in verbinding middens een nieuwe coherente bus: AMD Infinity Fabric. Deze technologie is ontwikkeld om allerhande chiponderdelen op een snelle, veilige en eenduidige manier met elkaar te kunnen verbinden. Infinity Fabric staat niet alleen aan de voet van de uitstekende multi-core schaling van Ryzen (waarover verderop meer), maar is bovenal een manier voor AMD om relatief eenvoudig op basis van standaard bouwblokken andere chipontwerpen te kunnen maken. Zo vormt Infinity Fabric niet enkel de basis voor Summit Ridge, maar ook voor AMD’s toekomstige Vega GPU’s en voor alle andere chips die AMD de komende jaren op de markt zal brengen.

Binnen het Infinity Fabric bestaan er afzonderlijke bussen voor aansturing en voor datacommunicatie. Power Management is een integraal onderdeel van Infinity Fabric: het is via deze technologie dat de meer dan 1000 sensors binnen de Ryzen processor met elkaar in verbinding staan en dat op nauwkeurige wijze kan worden bepaald welke chiponderdelen wel of niet actief moeten zijn (en zo ja op welk energieniveau). Security is bovendien volledig ingebakken binnen de aansturingsmechanismes van Infinity Fabric.

De databussen binnen Infinity Fabric vinden hun oorsprong binnen de HyperTransport technologie, maar zijn flink versneld en verbeterd. Alle datacommunicatie over Infinity Fabric is geheel coherent, wat betekent dat wanneer ergens in een cache data wordt aangepast, dit automatisch wordt doorgegeven aan alle andere chiponderdelen die een kopie van dezelfde data bevatten. De hiervoor benodigde database is geoptimaliseerd voor een zo laag mogelijk latency, maar tegelijkertijd volledig schaalbaar gemaakt. Hierdoor kunnen niet alleen onderdelen binnen één enkele chip op een eenduidige manier met elkaar communiceren, maar ook meerdere chips binnen één processor of zelfs meerdere processors binnen één systeem.

Dankzij Infinity Fabric bieden Zen-gebaseerde processors volgens AMD een vrijwel lineaire schaling. Een multi-threaded benchmark zou op een 8-core Zen-CPU vrijwel twee keer hoog moeten scoren als op een quad-core variant. Zelfs bij de toekomstige 32-core Naples processors, waarvan er twee in één server geplaatst kunnen worden, belooft AMD nog steeds vrijwel lineaire schaling. 

SenseMI en XFR

Bij Zen had AMD twee doelen; niet alleen de prestaties moesten aanzienlijk omhoog in vergelijking met Bulldozer, vooral ook de efficiëntie moest flink verbeterd worden.

Alleen al de genoemde overstap naar het 14nm productieprocedé maakt de Ryzen CPU’s een stuk zuiniger dan wat we tot nu toe hebben gezien van AMD, maar binnen de architectuur zijn ook op alle vlakken keuzes gemaakt om het ontwerp zo efficiënt mogelijk te maken.

Allereerst is het volgens AMD binnen de Zen-architectuur mogelijk om verschillende onderdelen van de chip uit te schakelen wanneer deze niet gebruikt worden. Daarnaast moeten zaken als de grotere micro-op cache, een write-back L1-cache (waarbij data niet per definitie direct doorgeschoven hoeft te worden naar L2) en vele andere zaken ook bijdragen aan de efficiëntie.

Een betere architectuur en een state-of-the-art productieprocedé zijn al twee redenen waarom AMD bij Zen een flink stap qua efficiëntie kan zetten. Daar bovenop komt een set technologieën getiteld AMD SenseMI, die prestaties, efficiëntie en overklokbaarheid moeten verbeteren.

SenseMI bestaat uit een vijftal onderdelen. Pure Power is een technologie die ervoor zorgt dat de Ryzen chips en andere Zen varianten zo zuinig en daarmee zo efficiënt mogelijk werken. Volgens AMD zijn de Zen CPU’s voorzien van honderden sensors die constant temperatuur, voltage en stroomverbruik van alle chiponderdelen monitoren.

Al deze sensoren staan in verbinding met een centrale regelunit, de Infinity System Management Unit, die op basis van alle input constant aanpassingen aan de tuning van de processor kan doen. Hiermee kan AMD naar eigen zeggen een gelijk prestatieniveau met aanzienlijk lager stroomverbruik bewerkstelligen. Het werkt echter ook de andere kant op: Precision Boost is de naam voor de Turbo-modus die de Zen-processors krijgen. Hetzelfde netwerk van sensors monitort constant hoeveel ruimte er is voor extra prestaties en welke chiponderdelen opgevoerd kunnen worden. Volgens AMD gaat het aanpassen van klokfrequenties zonder vertraging en zeer nauwkeurig, in stappen van 25 MHz. Juist door gelijktijdig klokfrequenties van niet of slechts beperkt gebruikte chip-onderdelen te verlagen en die van zwaar belaste onderdelen te verhogen, kan Precision Boost volgens AMD aanzienlijk betere prestaties met een gelijkaardig stroomverbruik bieden.

Naast Precision Boost hebben de Ryzen processors nog een tweede technologie aan boord om de CPU’s te versnellen: Extended Frequency Range ofwel XFR. Deze technologie zorgt ervoor dat de ingebakken turbo-modus geheel zelfstandig doorschaalt naar klokfrequenties boven de standaard maximumwaarde, mits de koeling hiervoor adequaat is. Bij de Ryzen 7 1800X en 1700X zorgt XFR voor nog eens 100 MHz extra potentieel. Bij de Ryzen 7 1700 is dat 50 MHz.

Een ander onderdeel van SmartMI is Neural Net Prediction. Zonder veel details te geven, geeft AMD aan dat de verbeterde werking van de branch prediction te danken is aan AI-achtige algoritmes. De branch predictor heeft een zelflerend systeem aan boord, waardoor deze op basis van goed of slecht voorspelde vertakkingen de eigen werking kan verbeteren. Branch prediction is essentieel voor een efficiënte werking van de processor; wanneer die op een goede wijze vooruit kan werken en voldoende variëteit in instructietypes kan bewerkstelligen, worden alle in de cores aanwezige executions units zo vaak en lang mogelijk bezig gehouden.

Een vergelijkbaar zelflerend systeem zit ook in de prefetcher, de technologie die voorspelt welke data uit het geheugen de processor op korte termijn nodig heeft en deze alvast ophaalt en in de caches plaatst. Hierbij spreekt men van Smart Prefetch. Hoe beter de prefetchers werken, hoe minder vaak de CPU hoeft te wachten eer data uit relatief langzaam werkgeheugen wordt opgehaald en daarmee hoe minder vertraging er kan ontstaan bij de verwerking van instructies. Dit is bij de bestaande CPU-generatie zonder twijfel een zwak punt van AMD en de reden waarom sneller geheugen juist bij bestaande AMD-processors voor een aanzienlijke prestatiewinst kan zorgen, terwijl dat bij Intel, dat wel al zeer goede prefetch algoritmes in haar processors heeft, slechts beperkt is.

Terug naar de verbeterde efficiëntie. Volgens AMD bieden de Ryzen processors in de Cinebench multi-threaded benchmark een maar liefst 270% betere performance-per-watt dan processors gebaseerd op de Excavator kernen. Het grootste gedeelte (129%) daarvan komt voor rekening van de nieuwe architectuur. 70% komt van de overstap naar het 14nm FinFET productieprocedé. 40% wordt mogelijk gemaakt door de besproken Pure Power technologie. De laatste 31% is behaald dankzij het op een slimme manier lay-outen van alle chiponderdelen.

Pure Power, Precision Boost en XFR

Hoe werken de Pure Power, Precision Boost en XFR technologiën nu in de praktijk? Onderstaand schema toont hoe e.e.a. bij de Ryzen 7 1800X precies in z’n werk gaat.

De standaard klokfrequentie van de processor is 3,6 GHz. Wanneer alle cores in gebruik zijn (bij een multi-threaded workload), kan Precision Boost (zolang temperatuur en stroomverbruik dit toelaten) de klokfrequentie maximaal 100 MHz verhogen, tot 3,7 GHz. Wanneer slechts één of twee cores in gebruik zijn (bij een single-threaded workload) kan Precision Boost de klokfrequentie verhogen tot 4 GHz. Zolang de koeling adequaat is kan XFR daar nog 100 MHz bovenop doen, tot 4,1 GHz. Wanneer het besturingssysteem de processor vraagt om op volle snelheid te werken (P-state P1) draait deze minimaal op 3,2 GHz om snel op te kunnen schalen naar hogere klokfrequenties. Belangrijk hierbij is alles boven de 3,2 GHz gebeurt in stapjes van 25 MHz, in tegenstelling tot de stappen van 100 MHz die Intel processors nemen. Wanneer idle (P2) zakt de klokfrequentie naar 2,2 GHz en zodra het besturingssysteem de processor verzoekt terug te zakken naar nog zuinigere niveaus zijn nog lagere klokfrequenties mogelijk.

Ook bij de andere Ryzen 7 processors is het zo dat Boost klokfrequentie enkel wordt behaald wanneer slechts één of twee cores actief zijn. Met alle cores acties is de maximale ingebouwde versnelling 100 MHz boven de basisklokfrequentie. XFR biedt bij de 1800X en 1700X een maximale extra versnelling van 100 MHz en bij de 1700 slechts 50 MHz.

De Ryzen-processors werken niet op een vast voltage. Het werkvoltage is afhankelijk van de workload en schommelt tussen de 1,2 en 1,3625 volt.

Ryzen Overclocking 101

Wie Ryzen wil overklokken, kan dat doen vanuit de BIOS, maar AMD heeft ook een speciale Windows utility getiteld AMD Ryzen Master beschikbaar gemaakt die werkt met alle moederborden. Met de utility kun je de huidige instellingen uitlezen, maar ook aanpassen en vier verschillende profielen opslaan.

Net als bij andere processors wordt bij Ryzen de klokfrequentie bepaald door multiplier x basisklokfrequentie. Die basisklokfrequentie, AMD noemt ‘m Reference Clock, maar wij houden in analogie met Intel maar bClk aan, bedraagt 100 MHz. Overklokken met de multiplier is het meest makkelijk en voor de hand liggend, de bClk hoef je enkel te veranderen als je specifieke geheugensnelheden wil bereiken die met standaard multipliers niet mogelijk zijn.

Zodra je in de BIOS of in de Ryzen Master software een multiplier hoger dan de multiplier van de standaard klokfrequentie instelt (dus in het geval van de 1800X hoger dan de 36x voor 3,6 GHz) worden Precision Boost en XFR automatisch uitgeschakeld en werkt de CPU vanaf dat moment op een vaste klokfrequentie. Ook het voltage zet zich vanaf dat moment automatisch vast op 1,3625V. De low-power C-states blijven wel actief in overklokmodus, tenzij je in de BIOS AMD Cool’n’Quiet uitzet. Dit uitzetten heeft overigens naar verluidt geen voordeel bij overklokken.

Het ligt voor de hand om in eerste instantie op zoek te gaan naar zo hoog mogelijke klokfrequenties bij het standaard voltage. Wie hoger wil moet het voltage verhogen. AMD geeft aan dat voltages tot 1,45V in principe veilig zijn, maar dat alle constante voltages boven de 1,35V wel een nadelige invloed hebben op de levensduur van de processor.

Overigens wordt het core-voltage in de meeste BIOS’en aangeduid met de term CPU Vcore. Daarnaast is er ook een CPU SoC voltage. Dat is het voltage waarop de in de processor aanwezig PCIe- en geheugencontrollers werken. Standaard is dit 0,99V. Dit voltage licht verhogen kan het overklokpotentieel van geheugen positief beïnvloeden.

Over geheugenoverklokken gesproken; de Ryzen CPU’s bieden geheugen multipliers voor alle gangbare DDR4-snelheden; -2133, -2400, -2667-, -2800, -2933, etc. Afwijkende geheugensnelheden kunnen zoals gezegd bereikt worden door de bClk aan te passen. Verhoog je deze van 100 MHz naar bijvoorbeeld 105 MHz, dan wordt ook de geheugensnelheid 5% hoger. Twee voltages spelen bij geheugenoverklokken op een Ryzen platform een rol: MEM_VDDIO is het daadwerkelijk voltage dat aan de geheugenchips wordt geleverd. MEM_VTT is het termination voltages en moet in principe op de helft van de waarde van MEM_VDDIO ingesteld worden. Let wel; in de meeste Ryzen borden zijn dit offset waardes. Een MEM_VDDIO instelling van +0,05V laat DDR4-geheugen met een standaard spanning van 1,5V zodoende op 1,55V werken.

In een toekomstige editie van Hardware.Info Magazine zullen we een uitgebreidere Ryzen overklokworkshop publiceren.

AMD geeft zelf aan dat klokfrequenties van 4,1 GHz à 4,2 GHz mogelijk moeten zijn met menig 1800X bij gebruik van goede (water)koeling. Een rondgang langs verschillende publicaties met 1800X samples bewijst dat dat vrij optimistisch is; als je een chip hebt die met alle cores acties 4,1 GHz doet heb je écht geluk, de meeste CPU’s lijken onder de 4 GHz te stranden. Verderop in dit artikel vind je onze eigen overklokresultaten.

Test

In de grafieken zal je de Ryzen 7 CPU's kunnen herkennen aan de rode balkjes, terwijl de overige CPU's blauw zijn. 

Alle dual channel CPU's zijn voorzien van 8 GB geheugen, ingesteld op de maximale snelheid die door de processors officieel wordt ondersteund. Voor het high-end platform van Intel hebben we 16GB geheugen in quad channel gebruikt. Het gros van de benchmarks is gedraaid met geïntegreerde GPU. Voor processors zonder geïntegreerde GPU hebben we een Nvidia GeForce GTX 750 Ti videokaartje geplaatst. Daarnaast hebben we op alle processors ook een aantal gamebenchmarks gedraaid in combinatie met een Nvidia GeForce GTX 960 en GTX 980. Alle testsystemen hebben we voorzien van een OCZ Arc 100 240 GB SSD en een Corsair CX750M 750W voeding. De stroommetingen zijn gedaan met professionele EMU 1.X4 stroommeter. Alle tests zijn uitgevoerd onder Windows 10 Pro 64-bit.

De exacte specificaties van het gebruikte testsysteem zijn terug te vinden in onderstaande tabel. Voor het exacte testsysteem van de overige processors kun je de reviews van die specifieke CPU's raadplegen.

Platform LGA1151 LGA2011-3 Socket AM4
Moederbord ASUS Maximus VIII Ranger MSI X99A SLI Plus ASUS Crosshair VI Hero
Chipset Intel Z170 Intel X99 AMD X370
Geheugen 8GB DDR4-2133 16GB DDR4-2400 8GB DDR4-2667
SSD OCZ Arc 100 240GB OCZ Arc 100 240GB OCZ Arc 100 240GB
Voeding Corsair CX750M 750W Corsair CX750M 750W Corsair CX750M 750W
Videokaart (IGP tests) - Nvidia GeForce GTX 750 Ti Nvidia GeForce GTX 750 Ti
Videokaart (overige tests) Nvidia GeForce GTX 750 Ti Nvidia GeForce GTX 750 Ti Nvidia GeForce GTX 750 Ti
OS Windows 10 x64 Windows 10 x64 Windows 10 x64

Benchmarks: Cinebench 10

Cinebench 10 is een benchmark gebaseerd op de Maxon Cinema 4D professionele 3D-rendering software. Cinebench is volledig multi-threaded en schaalt dus uitstekend op multi-core processors.

In Cinebench 10 zijn de prestaties van de Ryzen-processors enigszins teleurstellend. Niet alleen komen deze 8-core CPU's onder de Core i7 6900K uit qua prestaties, maar zelfs de 6-core 6850K doet het beter. Cinebench 10 is uiteraard gebaseerd op wat oudere code en reflecteert niet noodzakelijkerwijs de prestaties van moderne applicaties.

Benchmarks: Cinebench 15 (single/multi)

Cinebench 15 is een benchmark gebaseerd op de Maxon Cinema 4D professionele 3D-rendering software. Cinebench is volledig multi-threaded en schaalt dus uitstekend op multi-core processors.

De AMD Ryzen 7 1800X presteert in de modernere versie van Cinebench zowel single-threaded als multi-threaded beter dan het topmodel van Intel, de Core i7 6900K. Zelfs de Turbo Boost 3.0 feature van de Broadwell-E processors stelt ze niet in staat om de single-threaded prestaties van de Ryzen te overtreffen. Ook de Ryzen 7 1700X komt op het niveau van een 6900K. De single-threaded prestaties blijven wel enigszins achter vergeleken met de veel hoger geklokte Core i7 7700k en zelfs de topmodellen van de Haswell-generatie, maar voor een 8-core processor presteert Ryzen werkelijk uitstekend.

Benchmarks: AIDA64

AIDA64 biedt een aantal synthetische tests die de theoretische maximale prestaties van het systeem meten. De tests ondersteunen maximaal 32 threads, maar er zijn ook enkele single-threaded benchmarks. Over het algemeen doet Ryzen het heel erg goed, met uitzondering van de AES-test, waarin hij verdacht slecht presteert. Overigens gebruiken we omwille van de vergelijking voor deze test een wat oudere versie van AIDA64 - we hebben deze test ook gedraaid met een nieuwere versie, waarin de resultaten opmerkelijk veel beter zijn. Dit is iets waar we nog nader onderzoek naar moeten doen. Ryzen is wel iets minder goed in AVX2 en floating-point berekeningen, vanwege de afwegingen die gemaakt zijn bij het ontwerpen van de processors - de AVX2-bus is bijvoorbeeld minder breed dan die van Intel.

De ZLib-benchmark gebruikt een compressieworkload om de CPU- en geheugenprestaties tijdens het uitvoeren van x86-instructies te testen.

In deze test wordt data versleuteld met de Advanced Encryption Standard. Software als WinZip en 7-zip maar ook Microsoft BitLocker gebruikt deze methode. Standaard wordt er gebruikgemaakt van x86-, MMX- en SSE4.1-instructies, maar op Intel-processors wordt ook AES-NI benut.

Via SHA1 worden hashes gegenereerd in de CPU-hashtest van AIDA64. De code is geschreven in assembly en geoptimaliseerd voor alle courante processors, dankzij onder andere MMX-, SSE- en AVX-instructies.

Deze test voert compressie uit volgens Google's VP8-codec, oftewel WebM. Video in 720p-resolutie wordt in één pass omgezet naar een bitrate van 8 Mb. MMX- en SSE4.1-instructies worden gebruikt, mits de processor ze ondersteunt.

In de Julia-benchmark worden de single-precision floating-point prestaties van een processor getest. Instructies als 3DNow!, SSE, AVX en FMA worden ondersteund.

De Mandel-test is vergelijkbaar met Julia, maar nu worden de double-precision floating-point prestaties gemeten.

Benchmarks: Adobe Photoshop CC 2015

In onze Adobe Photoshop CC benchmark voeren we achter elkaar een groot aantal veel gebruikte bewerkingen uit op een 25 Megapixel foto. Veel van de bewerkingen zijn single-threaded, maar er is ook genoeg multi-threaded aan Photoshop. Het resultaat is de totale verwerkingstijd van alle bewerkingen.

De Ryzen-processors presteren prima, hoewel ze niet op het niveau komen van de topmodellen van Intel. De verbetering ten opzichte van Bulldozer is werkelijk gigantisch.

Benchmarks: Adobe Premiere Pro CC 2015

In Adobe Premiere Pro CC 2015 laden we een aflevering van Hardware.Info TV in, om die vervolgens te exporteren. Premiere Pro is wel uitstekend multi-threaded, maar de Ryzen 7 processors presteren opmerkelijk slecht. Door een issue met het programma wordt slechts een fractie van de beschikbare processorkracht gebruikt (Zen zweefde rond de 33 en de 40 procent), waardoor de resultaten hier ronduit tegenvallen.

Wel moeten we hier opmerken dat deze test profijt lijkt te hebben van een grotere hoeveelheid geheugen - met 16 GB geheugen presteren de Zen CPU's al aanmerkelijk beter, maar ze komen nog altijd niet op het verwachte prestatieniveau. Dit is iets wat we verder moeten uitzoeken en waar we in de nabije toekomst op terugkomen.

Benchmarks: Handbrake (x264/x265)

Met de populaire tool Handbrake converteren we dertig minuten 1080p-video naar x264 en x265, twee codecs die gebaseerd zijn op H.264 en HEVC oftewel H.265. Bij de tests hebben we GPU-acceleratie volledig uitgeschakeld, zowel voor decoding als encoding. Dat betekent dat de CPU-cores hier al het werk verrichten. De multithreading van x264 is uitstekend, maar de instellingen die Handbrake doorgeeft aan het programma zijn vaak niet optimaal, waardoor er delen van cores onbenut blijven. Dit is met name het geval bij processors met meer cores, zoals Ryzen en de Intel X99-processors.

De Ryzen-processors presteren uitstekend in onze Handbrake-test. In x264 doet de Ryzen R7 1800X het beter dan de 6900K, terwijl hij in x265 een tikje langzamer is.

 

Benchmarks: Microsoft Excel 2016

In de grafiek vind je de tijd die nodig is om de formules in een zeer complexe Excel-file met financiële berekeningen volgens het Monte Carlo-algoritme door te rekenen in Microsoft Excel 2016. Excel werkt in de laatste versies volledig multi-threaded.

De prestaties van de AMD Ryzen 7 1700X en 1800X in de Monte Carlo-benchmark zijn uitstekend. Beide verslaan de i7 6900K ruim.

Benchmarks: Microsoft Word 2016

In deze grafiek vind je de tijd die nodig is om een Word-bestand van 1000 pagina's tekst te converteren naar een PDF-document middels Microsoft Word 2016.

Ook in het converteren van 1000 pagina's naar PDF excelleren de Ryzen 7 1700X en 1800X processors. De R7 1800X doet het beter dan de i7 6900K, en ook de 1700X zet zeer nette prestaties neer. De hoger geklokte Intel quad cores doen het nog altijd beter, maar als je bedenkt dat deze test niet geoptimaliseerd is voor multithreading, zijn de prestaties van de Zen CPU's hier uitstekend, ze kunnen de Intel concurrentie uitstekend bijhouden.

Benchmarks: Google Chrome - Mozilla Kraken

De Mozilla Kraken-browserbenchmark voert diverse complexe berekeningen uit op JavaScript niveau en schaalt dus goed met snellere processors. Wij draaien de benchmark in Google Chrome 44.

Zowel de AMD Ryzen 7 1700X en 1800X komen in Mozilla Kraken hoger uit dan de Intel Core i7 6900K, maar de quad core Intels presteren nog een tikje beter.

Benchmarks: 7Zip encoding

We gebruiken voor deze test de ingebouwde benchmark van 7Zip. Rarren en zippen gaat uiteraard volledig multi-threaded, maar toch presteren de AMD Ryzen 7 processors enigszins tegenvallend. De 8-core processors van Intel doen het al beter, de i7 6800K met zes cores eindigt net onder de Ryzens.

Stroomverbruik (GTX 960): Cinebench 15 (Max)

In onderstaande grafiek zie je het maximale stroomverbruik tijdens de Cinebench 15 benchmark wanneer de CPU is gecombineerd met een Nvidia GeForce GTX 960. Hierbij voegen we dus altijd een losse videokaart toe. We doen dit om een appels-met-appels vergelijking te kunnen maken op dit vlak tussen CPU's met en zonder geïntegreerde GPU. Let wel: het gaat hier om het stroomverbruik van de complete testsystemen.

Het stroomverbruik van AMD Ryzen is prima. We zien dat de Core i7 6900K qua stroomverbruik tussen de Ryzen 7 1700X en 1800X eindigt. Dat is een gigantische efficiëntiesprong ten opzichte van de vorige Bulldozer-generatie. De suggestie dat Ryzen zuiniger zal zijn dan de Intel high-end processors is echter niet waargemaakt. 

Stroomverbruik (GTX 960): Idle

In onderstaande grafiek zie je het gemiddelde idle-verbruik, gemeten over een periode van vijf minuten. We doen deze test om een appels-met-appels vergelijking te kunnen maken op dit vlak tussen CPU's met en zonder geïntegreerde GPU. Let wel: het gaat hier om het stroomverbruik van de complete testsystemen.

Idle is het verbruik prima: hij is niet zo zuinig als sommige van de quad-cores, maar het stroomverbruik is vergelijkbaar met dat van het Intel high end desktop platform.

Gametest (GTX 960/980): F1 2015

We kijken ook nog even naar de prestaties in combinatie met redelijk moderne videokaarten, in dit geval de GeForce GTX 960 en GTX 980 van Nvidia. Vrijwel alle moderne CPU's hebben meer dan genoeg processorkracht om nauwelijks een bottleneck te zijn in Full HD. De verschillen zijn daardoor niet bepaald groot.

In combinatie met een GTX 960

In combinatie met een GTX 980

Gametest (GTX 960/980): GTA V

GTA V draaien we op Full HD-resolutie op medium- en ultra-settings. Die laatste test produceert helaas soms onverklaarbaar lage of hoge resultaten. Meerdere keren hertesten heeft dan geen effect. Waardes die extreem afwijken van wat je zou mogen verwachten, moeten dus genegeerd worden.

In de Medium-tests halen de Ryzen 7 1700X en 1800X relatief lage framerates, hoewel ze ook daar ruim boven de grens van 60 fps zitten. Op Ultra is het verschil stukken kleiner, hoewel je zeker met een GTX 980 duidelijk wat aan prestaties inboet vergeleken met de Intel-processors.

In combinatie met een GTX 960

In combinatie met een GTX 980

Gametest (GTX 960/980): Mad Max

Mad Max draaien we op Full HD-resolutie op medium- en ultra-settings. De kleine verschillen zijn hier verwaarloosbaar: de AMD Ryzen 7 1700X en 1800X halen prima prestaties.

In combinatie met een GTX 960

In combinatie met een GTX 980

Gametest (GTX 1080): Battlefield 1

Naast onze standaard game-tests hebben we de AMD Ryzen 7 1800X nog getest in drie games op Full HD, WQHD en Ultra HD, om de vergelijking te maken met twee van Intels topmodellen: de i7 6900K en 7700K. De Battlefield-serie van DICE maakt over het algemeen goed gebruik van processor-resources (en heeft soms niet genoeg aan een quad core i7), dus als er een game is die baat kan hebben bij meer cores, dan is het deze wel. Civilization VI was een van de games die opvallend veel schaling toonde bij meer dan vier cores, dus wilden we uiteraard ook meenemen. Battlefield 1 en Civilization VI hebben we getest in DirectX 12 modus, terwijl GTA V deze niet ondersteunt en gewoon in DirectX 11 modus is getest. Voor deze test hebben we de snelste mainstream videokaart gebruikt, namelijk de Nvidia GeForce GTX 1080 - om een zo zwaar mogelijke last te leggen op de processors.

Battlefield 1 (fps) i7 6900K i7 7700K 1800X 6900K vs. 1800X 7700K vs. 1800X
Full HD Medium 197,7 fps 185,2 fps 154,3 fps 28,1% 20,0%
Full HD Ultra 125,1 fps 127,1 fps 119,9 fps 4,3% 6,0%
WQHD Medium 135,8 fps 136,9 fps 127,4 fps 6,6% 7,5%
WQHD Ultra 91,9 fps 92,9 fps 89,6 fps 2,6% 3,7%
Ultra HD Medium 73,4 fps 73,5 fps 70,6 fps 4,0% 4,1%
Ultra HD Ultra 49,4 fps 51,4 fps 49,1 fps 0,6% 4,7%
Gemiddeld       7,7% 7,7%

Het verschil met zowel de i7 6900K en 7700K is in beide gevallen gemiddeld exact 7,7%. Het grootste deel van dit verschil wordt gemaakt op Full HD Medium, terwijl de verschillen elders niet bijzonder goed merkbaar zullen zijn. De 1800X haalt trouwens ook in Full HD Medium veel meer dan 144 fps, en de mindere prestaties leiden er in dit geval in ieder geval niet toe dat iets wat met andere processors speelbaar is, onspeelbaar wordt.

We tonen de zogenaamde 99ste percentielwaarde, oftewelde tijd waarbinnen 99% van de berekende frame voltooid kunnen zijn. Hoe lager deze waarde, des te beter. Een negatieve waarde geeft dus aan dat de 1800X langzamer is dan de processors waarmee hij vergeleken wordt.

Battlefield 1 (99p frametimes) i7 6900K i7 7700K 1800X 6900K vs. 1800X 7700K vs. 1800X
Full HD Medium 8 ms 7,9 ms 10,7 ms -25,2% -26,2%
Full HD Ultra 9,3 ms 10,2 ms 12,4 ms -25,0% -17,7%
WQHD Medium 8,6 ms 8,4 ms 10,4 ms -17,3% -19,2%
WQHD Ultra 12,8 ms 12,5 ms 12,9 ms -0,8% -3,1%
Ultra HD Medium 15,7 ms 15,4 ms 16,1 ms -2,5% -4,3%
Ultra HD Ultra 23,4 ms 22,4 ms 23,3 ms -0,4% -3,9%
Gemiddeld       -11,9% -12,4%

Bij de frametimes zien we achteruitgang bij wat meer resoluties: ook bij Full HD Ultra en WQHD Medium is het verschil in het voordeel van de 6900K en 7700K ruim boven de 10% en nadert het de 20%. 

Gametest (GTX 1080): Civilization VI

Civilization VI presteert duidelijk beter met meer cores, waardoor het verschil tussen de Ryzen 7 1800X en de i7 7700K kleiner is dan met de 6900K. Niettemin is er op vrijwel elke resolutie een grote kloof tussen de 1800X en zeker de 6900K. Dit komt doordat de game bottleneckt op de CPU, waardoor de game-snelheid hiervan des te belangrijker wordt.

Civilization VI (fps) i7 6900K i7 7700K 1800X 6900K vs. 1800X 7700K vs. 1800X
Full HD Medium 94,9 fps 85,2 fps 78,6 fps 20,7% 8,4%
Full HD Ultra 82 fps 74,6 fps 67,8 fps 20,9% 10,0%
WQHD Medium 95,5 fps 85,4 fps 77,7 fps 22,9% 9,9%
WQHD Ultra 81,4 fps 74,2 fps 66,9 fps 21,7% 10,9%
Ultra HD Medium 92,3 fps 85,4 fps 79,8 fps 15,7% 7,0%
Ultra HD Ultra 70 fps 69,9 fps 65,3 fps 7,2% 7,0%
Gemiddeld       18,2% 8,9%

De frametime-resultaten zijn vergelijkbaar.

Civ VI (99p frametimes) i7 6900K i7 7700K 1800X 6900K vs. 1800X 7700K vs. 1800X
Full HD Medium 14,2 ms 15,6 ms 19,9 ms -28,6% -21,6%
Full HD Ultra 16,5 ms 18,1 ms 20,6 ms -19,9% -12,1%
WQHD Medium 13,9 ms 15,2 ms 19 ms -26,8% -20,0%
WQHD Ultra 15,7 ms 18 ms 21 ms -25,2% -14,3%
Ultra HD Medium 20,7 ms 15,4 ms 17,2 ms -20,3% -10,5%
Ultra HD Ultra 18,1 ms 18,5 ms 20,4 ms -11,3% -9,3%
Gemiddeld       -22,0% -14,6%

Gametest (GTX 1080): GTA V

Bij GTA V zien we hetzelfde patroon: bij resoluties waar alle processors een bijzonder hoge framerate halen (en waar het daarom ook wat minder uitmaakt), doet de Ryzen 7 1800X het significant minder goed dan de i7 7700K en de i7 6900K. Op de overige resoluties bieden alle processors genoeg rekenkracht om het verschil tot een minimum te beperken.

GTA V (fps) i7 6900K i7 7700K 1800X 6900K
vs. 1800X
7700K vs. 1800X
Full HD Medium 132,3 fps 134,7 fps 113,2 fps 16,9% 19,0%
Full HD Ultra 59,2 fps 61,1 fps 55,9 fps 5,9% 9,3%
WQHD Medium 131,7 fps 135,7 fps 114,2 fps 15,3% 18,8%
WQHD Ultra 46,3 fps 47,7 fps 44,8 fps 3,3% 6,5%
Ultra HD Medium 131 fps 131,2 fps 114,2 fps 14,7% 14,9%
Ultra HD Ultra 26,7 fps 27,1 fps 26,4 fps 1,1% 2,7%
Gemiddeld       9,5% 11,9%

Bij frametimes is het verhaal niet anders, maar is het verschil in het voordeel van de Intel-processors iets kleiner.

GTA V
(frametimes)
i7
6900K
i7
7700K
1800X 6900K
vs. 1800X
7700K
vs. 1800X
Full HD Medium 7,6 ms 7,4 ms 8,8 ms -13,6% -15,9%
Full HD Ultra 16,9 ms 16,4 ms 17,9 ms -5,6% -8,4%
WQHD Medium 7,6 ms 7,4 ms 8,8 ms -13,6% -15,9%
WQHD Ultra 21,6 ms 20,9 ms 22,3 ms -3,1% -6,3%
Ultra HD Medium 7,6 ms 7,6 ms 8,8 ms -13,6% -13,6%
Ultra HD Ultra 37,5 ms 36,9 ms 37,9 ms -1,1% -2,6%
Gemiddeld       -8,4% -10,5%

Gametest (GTX 1080): analyse

In alle drie de games, alle geteste resoluties en instellingen blijkt de Ryzen 7 1800X langzamer te zijn dan zowel de Core i7 7700K als de 6900K. De vergelijking met de 7700K is enigszins een appels-en-peren verhaal, maar de 6900K is (zoals we in de andere benchmarks hebben gezien) een grotendeels vergelijkbare processor. In veel benchmarks weet de 1800X de 6900K te overtreffen, maar in de gametests is duidelijk het tegenovergestelde het geval. De achterstand wordt dus niet primair veroorzaakt door een veelvoud aan cores en een te lage single-threaded performance, aangezien dit ook op zou gaan voor de 6900K. 

Het lijkt erop dat de minder goede prestaties worden veroorzaakt door ontwerpkeuzes die AMD heeft gemaakt, die minder goed uitpakken voor games dan voor andere toepassingen. 

Bij deze testresultaten passen enkele belangrijke nuanceringen. In de eerste plaats zijn de games-prestaties van Ryzen allerminst slecht te noemen. We moeten niet vergeten in wat voor diep dal AMD zat met Bulldozer, en dat het bedrijf de achterstand van vele jaren niet in één klap op alle vlakken goed kan maken, is te voorspellen.

Bovendien zijn de gebruikte games relevant: dit zijn namelijk spellen die een relatief zware last leggen op de CPU (en dat is ook de reden waarom we ze gekozen hebben). In de gemiddelde game (zoals we bij F1 2015 en Mad Max hebben gezien) zal het prestatieverschil klein tot nihil zijn. Door de vier extra cores zal je dan wel extra taken kunnen uitvoeren, zonder dat dat impact heeft op de gameprestaties, bijvoorbeeld streamen met CPU-encoding. En dat voor een duidelijk lagere prijs dan je momenteel voor een 6900K zou neerleggen.

Ook geldt dat hoewel Ryzen in veel gevallen significant langzamer was, dit nooit een verschil tussen speelbaar en onspeelbaar maakte, althans met de GTX 1080 waarmee we hebben getest. Er is natuurlijk geen garantie dat dit bij alle videokaarten zo zal zijn. Het is mogelijk dat de Ryzen-processor structureel iets afroomt van de prestaties, waardoor je bij langzamere kaarten qua framerate in een 'gevarenzone' zou kunnen belanden. Waarschijnlijker is echter dat het prestatieverschil bij minder snelle videokaarten weer kleiner zal zijn. Dit blijft echter iets wat we moeten testen, en die tests houd je nog van ons tegoed!

Benchmarks: single-threaded IPC

AMD heeft ons een veel betere IPC beloofd ten opzichte van de vorige Bulldozer-generatie. Een verbetering van 40% ten opzichte van Excavator, de laatste en best presterende revisie van Bulldozer, werd genoemd, maar volgens AMD werd een verbetering van 52% gehaald. Tegelijkertijd zou de IPC in ieder geval dicht in de buurt van die van Broadwell-E moeten liggen. Dit zou een van de grootste problemen van Bulldozer moeten oplossen, namelijk de slechte single-threaded prestaties. 

Om dit te testen hebben we verschillende processors op een vaste kloksnelheid van 2,4 GHz gedraaid, en hierop vervolgens Cinebench 15 gedraaid. De single-threaded IPC is bij verschillende SKU's van processors identiek: we hebben geen verschil gezien tussen de Ryzen 7 1700X of 1800X, en ook niet bij de overige processors. Hieronder zie je de resultaten.

  Excavator Haswell-E Ryzen Broadwell-E Skylake/Kaby Lake
Cinebench 15 ST 63 96 96 102 104
Verbetering Ryzen 52,4% 0,0% n.v.t. -5,9% -7,7%

Ten opzichte van Excavator (waarvoor we de Athlon X4 845 hebben gebruikt) wint Zen inderdaad bijna 53% aan IPC. AMD is er echter niet in geslaagd om het single-threaded prestatieniveau van Broadwell-E te evenaren. In single-threaded workloads presteert hij even goed als Haswell-E, wat gezien de beperkte prestatieverbetering die we de afgelopen jaren hebben gezien zeker geen ramp is.

Benchmarks: SMT

Een van de grootste verbeteringen in de Ryzen-processors is de aanwezigheid van Simultaneous Multithreading, waarbij (zoals eerder beschreven) een enkele core werk uit meerdere threads kan verwerken om op die manier zoveel mogelijk verschillende execution units van de processor bezig te houden. Voor een optimale werking is wel een correcte implementatie vereist, iets wat Intel de nodige jaren kostte.

Voor deze test zijn de processors op 2,4 GHz getest, met alle cores ingeschakeld, en kijken we hoeveel prestatiewinst iedere core boekt met SMT ingeschakeld. De Bulldozer-generatie beschikte niet over SMT, maar we nemen Excavator mee om goed het verschil tussen Clustered Multithreading en SMT te laten zien. Let op: de Excavator en Skylake-processors die we hebben getest zijn quad cores, terwijl de overige processors acht cores hadden.

  Excavator Haswell-E Ryzen Broadwell-E Skylake/Kaby Lake
Cinebench 15 ST 63 96 96 102 104
Cinebench 15 MT 211 965 1060 1027 533
SMT verbetering (per core) -16,3% 25,7% 38,0% 25,9% 28,1%

Vanwege de gedeelde bronnen bij Bulldozer is er sprake van een achteruitgang in de prestaties per core bij multi-threading. Bij de verschillende Intel-processors zien we een zogenaamde SMT yield van rond de 25%, maar bij Ryzen zien we een verbluffende 38% verbetering per core! Hoewel onze tests met SMT uitgeschakeld laten zien dat Ryzen ook zonder deze feature net iets beter schaalt, wordt het grootste deel van de verbetering veroorzaakt door SMT. Voordat Ryzen op de markt kwam, vroegen we ons af of de SMT van AMD überhaupt zo goed zou zijn als die van Intel, aangezien Intel al vele jaren bezig is met de implementatie en optimalisatie hiervan. Het blijkt dus dat de verbetering bij Ryzen nog veel groter is. Ondanks de single-threaded IPC die op het niveau van Haswell-E ligt, weet hij in multi-threading zelfs Broadwell-E te overtreffen - en zit hij op ongeveer het niveau van Skylake! Heel netjes.

Overkloktest

We hebben de AMD Ryzen 7 1700X ook overklokt om te zien hoeveel extra prestaties je nog uit de processor kan halen. Deze tests hebben we uitgevoerd met de MSI X370 XPower Gaming Titanium, het overklokbord van MSI waar je in het bijbehorende artikel alles over kan lezen, en een EK Predator 240 waterkoeler.

Met een voltage van 1,45V krijgen we de Ryzen 7 1700X met alle cores op 4,1 GHz stabiel genoeg om Cinebench 15 te draaien: even hoog als de 1-core boost en XFR snelheid van de Ryzen 7 1800X. Voor de R7 1700X zijn dit prima resultaten. Is het dan nog de moeite waard om een 1800X te kopen boven een 1700X? Houd er rekening mee dat dit voltage zoals aangegeven volgens AMD de levensduur van je processor negatief kan beïnvloeden. Zeker nu processors door de geringe verbeteringen die we elk jaar zien steeds langer meegaan, is het misschien niet de beste keuze om de levensduur op te offeren voor dat laatste beetje extra snelheid.

Lagere kloksnelheden zijn uiteraard wel mogelijk met een veiliger voltage. Met 3,7 GHz bereik je al de de facto all-core snelheid van een 1800X. Waar je wel rekening mee moet houden is dat Precision Boost en XFR worden uitgeschakeld op het moment dat je gaat overklokken. De 1-core snelheid van de 1800X is 4,1 GHz, wat ruim 10% boven de all-core snelheid ligt. Single-threaded zal hij dan dus nog altijd minder goed presteren. Sterker nog, een 1700X die is overklokt naar 3,7 GHz zal minder goede single-threaded performance hebben dan een stock 1700X, aangezien de 1-core boost met XFR dan 3,9 GHz is

Conclusie

De Zen-architectuur is een ongekende stap voorwaarts ten opzichte van AMD’s bestaande architectuur (Bulldozer en diens derivaten). In een tijd dat we gewend zijn geraakt aan opvolgende processorgeneraties die nog geen 10% prestatiewinst bieden, is een stap van vele tientallen procenten bijzonder, maar was ook hoog nodig voor AMD om terug in het spel te komen.

AMD’s belangrijkste verdienste met de Ryzen 7 processors zoals die vanaf vandaag op de markt komen, is dat het voor een radicaal andere keuze qua chipopbouw gaat dan Intel.

De marktleider besteedt bij alle "betaalbare” processors (Socket 1151) meer dan de helft van het beschikbare transistorbudget aan een geïntegreerde videokaart, een functionaliteit die voor het grootste gedeelte van de markt wellicht van essentieel belang is, maar juist door gamers en prosumers in de regel niet wordt gebruikt. Deze keuze beperkt Intel in dit segment tot processors met maximaal 4 rekenkernen om binnen een economisch rendabele chipgrootte te blijven. Intels high-end desktop processors (Socket 2011-3) zijn afgeleiden van server-CPU’s. Ze bieden 6, 8 of zelfs 10 cores, maar ook veel extra's die voor desktoptoepassingen minder van belang zijn, zoals quad-channel geheugen en zeer veel PCIe-lanes. Die vergen wel veel transistors en maken het platform voor de consumentendoelgroep onnodig duur.

AMD biedt met Ryzen een 8-core processor zonder geïntegreerde videokaart of andere poespas, en met dual-channel geheugen. Qua chipgrootte zit deze tussen Intels quad-cores met geïntegreerde GPU (Skylake / Kaby Lake) en Intels 10-core chip (Broadwell-E) in, maar biedt mensen die toch al een losse videokaart gingen aanschaffen een prestatieniveau dat vergelijkbaar is met Intels veel duurdere 8-core modellen. Bovendien blinkt AMD’s nieuwe architectuur uit in multi-core schaling. Hoewel de single-threaded performance ruwweg op Haswell (4de generatie Intel Core) niveau zit, schalen de Ryzen processors bij multi-threaded workloads zo goed op, dat ze Intel CPU’s met een gelijk aantal cores alsnog voorbij gaan. Anders dan in 2011 zien we de laatste jaren een echte toename in multi-threaded software, waar Ryzen dus geknipt voor is. 

Prijs/prestatie

Topmodel Ryzen 7 1800X kost gemiddeld 559 euro. AMD zet deze processor graag af tegen de Intel Core i7 6900K, die ongeveer twee keer zo duur is. Dat is een wedstrijd die AMD met gemak wint; in multi-threaded workloads is de 1800X vrijwel even snel als de 6900K, soms zelfs iets sneller, en in single-threaded workloads komt de chip op z’n minst dicht in de buurt. De voorsprong qua prijs/prestatieverhouding is daarmee een uitgemaakte zaak. Vergelijken we toch ook met de 200 euro goedkopere Core i7 7700K, dan is het verhaal genuanceerder. In multi-threaded workloads maakt de 1800X gehakt van de 7700K. In single-threaded taken en workloads die niet volledig multi-threaded zijn (games!) is de 7700K echter de snellere, dankzij de hogere klokfrequentie en de toch duidelijk hogere IPC. Voor wie alleen games speelt blijft de 7700K de betere keuze, maar wie ook andere veeleisende toepassingen uitvoert, heeft aan de duurdere 1800X een betere keuze. 

De 1700X is in alle benchmarks iets langzamer dan de 1800X, maar met een prijskaartje van 439 euro ruim honderd euro goedkoper. Als prosumer CPU voor zware taken als 3D-rendering of videobewerking is het onmiskenbaar een processor met een veel betere prijs/prestatie-verhouding dan de Core i7 6800K, maar maken we weer de vergelijking met de 7700K, dan mogen we opnieuw concluderen dat puur voor games Intel het snellere product biedt, maar AMD een interessantere chip heeft voor wie z’n PC voor meerdere taken gebruikt.

De Ryzen 7 1700 hebben we nog niet getest. Deze heeft een identieke prijs als de 7700K en is daarmee misschien nog wel de interessantste van het drietal. Zodra we een 1700 bemachtigen, zullen we die uiteraard ook uitgebreid aan de tand voelen.

De overklokbaarheid van Ryzen valt een beetje tegen. AMD heeft er duidelijk werk van gemaakt om de CPU’s met zo hoog mogelijke standaard prestaties in de winkel te leggen. Dat zal de gemiddelde gebruiker niet uitmaken, maar is jammer voor wie had gehoopt nog tientallen procenten te kunnen opklokken.

Kijken we naar het Ryzen platform, dan mogen we concluderen dat AMD alle anno 2016 belangrijke functionaliteit keurig voor elkaar heeft. De achilleshiel is het beperkte aantal PCI-Express lanes, al is dat vooral een uitdaging voor wie meerdere PCIe gebaseerde SSD’s wil plaatsen.

De belofte om weer met een competitief product op de markt te komen heeft AMD meer dan waar gemaakt. Met Ryzen biedt AMD voor een grote groep PC-liefhebbers een heel interessant product met een duidelijk betere prijs/prestatieverhouding dan Intel. Als Ryzen Intel er toe dwingt om qua prijs weer wat hoger aan de wind te gaan zeilen en/of de mate van innovatie weer wat op te schalen, is dat hoe dan ook voor de hele markt grote winst. Zowel de Ryzen 7 1800X als de 1700X zijn een uitstekende keuze voor een modern, nieuw systeem - beide belonen we dan ook met een Excellent Choice Award.

Lees ook: AMD Ryzen platform review: de eerste AM4-moederborden voor Zen


AMD Ryzen 7 1700X
AMD Ryzen 7 1800X


Besproken producten

Vergelijk alle producten

Vergelijk  

Product

Prijs

Great Value AMD Ryzen 7 1700 Boxed

AMD Ryzen 7 1700 Boxed

  • Socket AM4
  • 3.0 GHz
  • 8 cores
  • 65 W
  • 14 nm

177,17 €

5 winkels
AMD Ryzen 7 1700 Tray

AMD Ryzen 7 1700 Tray

  • Socket AM4
  • 3.0 GHz
  • 8 cores
  • 65 W
  • 14 nm
Niet verkrijgbaar
Excellent AMD Ryzen 7 1700X Boxed

AMD Ryzen 7 1700X Boxed

  • Socket AM4
  • 3.4 GHz
  • 8 cores
  • 95 W
  • 14 nm

199,00 €

5 winkels
AMD Ryzen 7 1700X Tray

AMD Ryzen 7 1700X Tray

  • Socket AM4
  • 3.4 GHz
  • 8 cores
  • 95 W
  • 14 nm
Niet verkrijgbaar
Excellent AMD Ryzen 7 1800X Boxed

AMD Ryzen 7 1800X Boxed

  • Socket AM4
  • 3.6 GHz
  • 8 cores
  • 95 W
  • 14 nm

252,70 €

6 winkels
AMD Ryzen 7 1800X Tray

AMD Ryzen 7 1800X Tray

  • Socket AM4
  • 3.6 GHz
  • 8 cores
  • 95 W
  • 14 nm
Niet verkrijgbaar
0
*