Ryzen, da quando si è sciolto l’NDA, è stato testato più che altro in ambito gaming, e questo ne ha messo in mostra il fianco – relativamente – debole. Sono partite così le solite campagne denigratorie da parte dei detrattori di AMD, eppure bisognerebbe tenere ben a mente che l’attuale Die di Ryzen, o sarebbe meglio dire “doppio die”, è di derivazione Server, proprio come lo sono i Die che sono utilizzati per le CPU HEDT di Intel.
I costosi, o costosissimi come nel caso del Core i7-6950X, altro non sono che CPU Xeon rimarchiate (E con qualche feature disabilitata) rivendute nel mercato consumer. Si tratta di CPU eccellenti in tutti gli ambiti, soprattutto quelli Prosumer, ma che spesso faticano a tenere il passo delle ben più economiche CPU mainstream di Intel, quelle per Socket 1151. In altre parole, le CPU HEDT di Intel si trovano nella medesima situazione di Ryzen, seppure costino circa il doppio.
Comunque, non siamo qui a domandarci perché sia partita questa shitstorm – a nostro parere decisamente ingiusta – nei confronti di Ryzen, e di come questa faccenda andrà a finire, in quanto non siamo una community di psicologi. Quello che vogliamo fare oggi, con questo articolo, è analizzare Ryzen sotto il punto di vista dei consumi, e più precisamente su quanto sia efficiente questa uArch prodotta con i 14nm FinFET di GlobalFoundries.
Perché? Perché, come detto qualche riga sopra, Ryzen è un derivato di un prodotto dedicato al mercato Server, ed AMD è lì che farà – come si suol dire – i soldi durante la seconda metà dell’anno. E a giudicare dai risultati ottenuti, Intel non ha da stare troppo allegra.
Ryzen integra gran parte delle tecnologie di risparmio energetico (Qui il nostro articolo a riguardo) sviluppate per le varie CPU basate su uArch Cat (Bobcat, Jaguar) e Bulldozer (Bulldozer, Piledriver, Steamroller ed Excavator). Come molti di voi sapranno, a partire dai 45nm AMD ha perso la parità tecnologica, per quanto riguarda i nodi produttivi, con Intel. Quest’ultima nell’arco di pochi anni – quattro – ha di fatto doppiato tre volte AMD. Mentre quest’ultima è rimasta al palo con i 32nm SOI, Intel è passata in rapida sequenza ai 32nm Bulk, 22nm 3D-Gate e 14nm 3D-Gate. Per limitare quanto più possibile questa disparità, AMD ha dovuto sviluppare diverse tecnologie atte alla riduzione del consumo energico, ad una migliore gestione delle funzionalità Turbo e, in ultimo, ad una più equilibrata gestione dei carichi di lavoro tra i core.
Quindi, se Intel ha migliorato l’efficienza energetica delle proprie CPU attraverso la forza bruta, cioè con Processi Produttivi sempre migliori, AMD ha dovuto lavorare di cesello, limando qua e là le proprie uArch, giungendo comunque ad ottimi risultati. Le ultime APU Carrizo dedicate al mercato dei notebook mostrano un’efficienza incredibile, superiore anche alle CPU a 14nm più evolute di Intel, se pensiamo che sono prodotte a 28nm!
Adesso domandiamoci: cosa potrebbe fare AMD, avendo un processo produttivo perfettamente paragonabile a quello di Intel (14nm FinFET), con un’esperienza simile nel campo del risparmio energetico, conseguita tanto nel campo delle GPU quanto nel campo delle CPU?
La tecnologia Infinity Fabric sarà utilizzata per Naples (Link)
Questo articolo nasce proprio per rispondere a questa domanda. In un’intervista, Jim Keller disse: “We know how to do high-frequency design, we know how to do dense design”. Zen, l’uArch alla base di Ryzen, è proprio questo: una micro architettura capace di frequenze elevate, ed al contempo molto densa. Ryzen è accreditato di 4.8 miliardi di transistor, e di una superficie del Die poco inferiore ai 200 mm2. Si tratta di circa 24 milioni di transistor per mm2! Una cifra incredibile, se pensiamo che Skylake-S è accreditato di una densità di 11,4 milioni di transistor per mm2 (E le iGPU solitamente sono molto più dense delle CPU)!
Allo stesso tempo, nonostante questa enorme densità, che dovrebbe sfavorire frequenze elevate e consumi ridotti, ci troviamo di fronte ad una CPU accreditata di una frequenza base pari a 3.6 GHz e Turno di 4.0 GHz, con un TDP di 95W!
La cosa veramente interessante da studiare, a questo punto, non è tanto dove si potrebbe arrivare overclockando la nostra CPU Ryzen R7 1800X, ma quanto si può scendere in basso con le tensioni di funzionamento in relazione alla frequenza operativa.
AMD ha in programma di rilasciare una CPU 32C/64T nota come “Naples” (TDP MAX di 180W), il cui package è formato da quattro Die 8 Core: si tratta di un design modulare, che permette rese produttive molto più elevate. Intel, producendo Die 32 core monolitici, dovrà selezionare le CPU osservando il comportamento del più “debole” dei core integrati. Questo implica che sarà molto difficile avere CPU ad alta frequenza. Al contrario AMD, potendo selezionare Die ad 8 core, potrà “assemblare” CPU a 32 core ad alta frequenza, o molto efficienti, molto più facilmente.
Eccoci dunque giunti alla nostra prova. Quanto può guadagnare in efficienza Ryzen? Qual è la tensione necessaria per lavorare a frequenze più basse? Quanto si perde in prestazioni?
Per effettuare questi test ci avvarremo di AMD Ryzen Master Utility, un software messo a punto dalla casa di Sunnyvale per rendere più semplice la pratica di overclock/downvolt. Nei nostri test andremo ad agire esclusivamente sulla tensione di funzionamento della CPU e sulla sua frequenza. Le altre impostazioni rimarranno invariate.
Configurazione di Prova
| CPU | AMD Ryzen R7-1800X |
| Scheda Madre | MSI X370 XPOWER GAMING TITANIUM (Bios 117) |
| Dissipatore |
Noctua NH-U12SE-AM4 |
| DDR4 | Corsair Vengeance LPX 3000 MHz 2x8GB @ 2667 MHz 16-16-16-35-1T |
| SSD | Kingston SSDNow 300 120GB SATA III |
| Scheda Video | Sapphire RX480 Nitro+ 4GB |
| Alimentatore | Chieftec ECO 600W |
| Sistema Operativo | Windows 10 Professional |
| Driver Video | Crimson 17.2.1 |
| Driver Chipset | Crimson 17.2.1 |
| Software |
Prime95 v28.9 AMD Ryzen Master Utility CPU-Z 1.78.3 |
| Setting dei videogiochi |
Total War: Warhammer - DX12, 1920x1080, Low Details |
Metodologia di Test
La nostra metodologia operativa prevede quanto segue:
- Sul sistema sono stati installati solo i componenti necessari quali CPU, memoria RAM, scheda video ed hard disk
- L'hard disk di sistema è stato formattato, sono stati poi installati il sistema operativo, i driver per le periferiche ed i software di analisi
- Ogni test è stato ripetuto per tre volte e nel caso in cui valori di qualcuno di essi mostri una varianza troppo elevata il test stesso viene nuovamente ripetuto ma non prima di aver individuato le cause dell'errore
- Fra un test e l'altro il sistema viene riavviato
- Il Sistema Operativo è stato settato in modalità "Massime Prestazioni"
- Il consumo in Indling è stato misurato in modalità "Prestazioni Bilanciate"
- I consumi sono stati effettuati grazie al FRITZ!Powerline 546E
- il BIOS installato sulla MSI è l'ultimo disponibile, il 117
Risultati
Prima di tutto dobbiamo comunicare che l’alimentatore in nostro possesso, un Chieftec ECO da 600W, sebbene sia solidissimo e di qualità (Qui la nostra recensione), non possiede della documentazione per conoscerne la curva d’efficienza. Avendo comunque un’efficienza pari al 85% a metà carico, e consumando la nostra piattaforma tra i 200 e i 100 Watt, possiamo supporre che l’efficienza del nostro alimentatore sia pari a circa il 75-80%. Questo significa, ad esempio, che con un alimentatore da 350 Watt, e certificazione 80+ Platinum, la nostra piattaforma a 3.2 GHz potrebbe consumare attorno agli 80-85 Watt durante l'esecuzione di Cinebench R15.
| Frequenza | vCore | Consumo Cinebench R151 |
Punteggio Cinebench R15 |
Consumo Total War: Warhammer2 |
FPS Total War: Warhammer |
Temperatura Prime95 FFTs3 |
Consumo Idling |
| Stock | Stock | 173,6 W | 1636 | 270,6 W | 140,1 | 77° | 44,2 W |
| 3.0 GHz | 0.875v | 100,3 W | 1338 | 247,0 W | 135,3 | 58° | 44,2 W |
| 3.2 GHz | 0.95v | 114,4 W | 1393 | 253,5 W | 137,9 | 60° | 44,2 W |
| 3.7 GHz | 1.15v | 155,2 W | 1593 | 264,2 W | 138,7 | 68° | 44,2 W |
| 3.9 GHz | 1.275v | 182,3 W | 1690 | 272,9 W | 139,4 | 75° | 47,4 W |
Nota Bene:
- Consumo medio misurato durante l'esecuzione del benchmark
- Consumo medio misurato durante l'esecuzione del benchmark
- Temperatura stanza di 25°. Dissipatore in modalità Smart (Si privilegia la silenziosità, Max temperatura consentita 80°), secondo impostazioni del BIOS di MSI.
I nostri test di stabilità di sistema
Come è possibile osservare dai grafici, mano a mano che si scende di frequenza aumenta quasi esponenzialmente l’efficienza di Ryzen, segno che – come abbiamo già avuto modo di osservare con le GPU Polaris 10 – AMD ha cercato di tirare fuori fino all’ultimo MHz da questa CPU, anche a costo di perdere in efficienza. Attualmente, infatti, è il Ryzen R7 1700 la vera CPU da comprare, che con un TDP da 65W offre prestazioni più che eccellenti in tutti gli ambiti.
Eccezionale, in particolare, la tensione di funzionamento con la CPU settata a 3.0 GHz. A questa frequenza, con un vCore di 0.8875v, riscontriamo un consumo medio in Cinebench R15 di appena 100,3W per tutta la piattaforma. Ben 73,3W in meno di quanto misurato con i setting di default. Considerata l’efficienza del nostro alimentatore, il consumo di RAM, SSD e della GPU (Modalità 2D), possiamo stimare che con queste impostazioni il nostro Ryzen R7 1800X è una CPU certificabile per un TDP di 45W.
Come abbiamo citato nel paragrafo precedente, AMD commercializzerà le CPU di classe Server “Naples” con un TDP fino a 180W. Se consideriamo che AMD può selezionare con più facilità i Die rispetto ad Intel, e che può volersi tenere sul sicuro in quanto a rapporto frequenze/tensioni, potrebbe essere verosimile che la versione di punta di Naples possa operare alla frequenza base di 2.8 GHz entro un TDP di 180W.
Qui di seguito abbiamo realizzato una tabella per confrontare questa ipotetica soluzione AMD con quelle Intel ora presenti in commercio.
| CPU | Core | Thread | Frequenza | Turbo | Cache L2 | Cache L3 | Canali di Memoria | TDP |
| Hypothetical Naples | 32 | 64 | 2.8 GHz | ? | 512KBx32 | 64MB | 8 Channel DDR4 | 180 W |
| Xeon E5-2699A v4 | 22 | 44 | 2.4 GHz | 3.6 GHz | 256KBx22 | 55MB | 4 Channel DDR4 | 145 W |
| Xeon E7-8890 v4 | 24 | 48 | 2.2 GHz | 3.4 GHz | 256KBx24 | 60MB | 4 Channel DDR4 | 165 W |
A questo punto appare evidente del perché Intel, alla fine dello scorso anno, abbia inserito in roadmap degli Xeon Skylake-EX a 32 core, quando poco prima il massimo preventivato erano 28 core (La stessa cosa è accaduta con la presentazione inaspettata di Broadwell-E a 10 core).
Alla luce di quanto emerso in questo articolo non può non saltare agli occhi come l’attuale incarnazione 8 core di Ryzen sia una CPU pensata prima di tutto per l’impiego professionale. Questo non significa comunque che sia un prodotto da scartare in ambito gaming, come in molti vogliono farci credere.
Ryzen, seppure sia già ora un ottimo prodotto, soprattutto considerato il prezzo di vendita, migliorerà sicuramente anche con i videogiochi. Microsoft è già al lavoro per sistemare lo scheduler di Windows 10, i produttori di schede madri sono in fibrillazione per sistemare i bios delle proprie schede madri, mentre le software house si sono messe d’impegno per patchare i propri giochi più recenti al fine di sfruttare al massimo Ryzen.
Ryzen non è Bulldozer, e l’impegno che vi sta mettendo tutta la comunità informatica per risolvere queste prime grane di gioventù è lì a dimostrarlo. AMD ha effettivamente trovato la propria miniera d’oro, e quando uscirà Naples sarà palese a tutti, anche i più scettici.