L'architettura di AMD o Intel è più veloce? Zen 2 vs Coffee Lake resa dei conti

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Confrontiamo tre generazioni di processori AMD Ryzen contro Intel Coffee Lake in un orologio per lo showdown del clock

Ryzen 3000 CCX muore sulla confezione

Siamo entrati da tre generazioni nell'avventura di AMD nel mercato delle CPU di fascia alta con la sua architettura Zen, recentemente contrassegnata dal rilascio dei processori Ryzen 3000 di AMD a 7nm. Con ogni nuovo & micro; arco il divario tra esso e il vantaggio prestazionale del processore Intel si chiude un po 'di più, e nessuno ha un effetto più pronunciato sul mercato di Zen 2 .



Ma il design del chiplet a 7 nm di AMD sarà in grado di affrontare Intel su un piano di parità e finalmente livellare il campo di gioco a favore della squadra rossa dopo anni di Bulldozer, Escavatori e Piledrivers che hanno tentato di fare proprio questo? Per scoprirlo, abbiamo deciso di mettere Zen, Zen +, Zen 2 e (iterativo Skylake) Coffee Lake l'uno contro l'altro per vedere quale emerge dall'arena dei gladiatori che è il nostro banco di prova graffiti che brandisce le viscere sabbiose dei suoi nemici sconfitti .



Per questo esperimento opteremo per quattro processori a otto core e 16 thread: tre di AMD e uno di Intel. Questi saranno i file Ryzen 7 1800X , Ryzen 7 2700X , Ryzen 7 3700X , e Core i9 9900K . A parte le velocità di clock e le modifiche architettoniche, questi chip rappresentano un abbinamento uniforme e sincronizzeremo ogni chip fino a 3,5 GHz per assicurarci che non ci siano problemi di frequenza durante il benchmarking.

Dobbiamo anche stabilire alcune regole di base. Numero uno: ogni chip utilizzerà apparecchiature standardizzate. Secondo le normative hardware PCGN, si tratta di un dispositivo di raffreddamento a liquido Corsair H100i V2, Nvidia RTX 2080 Ti e la memoria Corsair Dominator ha un clock costante di 3.000 MHz. Zen 2 e Coffee Lake sono entrambi desiderosi di un kit un po 'più veloce, ma dal momento che i processori Ryzen di prima generazione per lo più scoppiettano alla vista di 3.600 MHz, non è possibile.



Numero due: nessun processore deve utilizzare un algoritmo di miglioramento delle prestazioni (o di risparmio energetico) come Turbo Boost, Speed ​​Step, Precision Boost o C-power states. Ciò significa che il solito comportamento fluttuante a cui avresti assistito con questi chip moderni non sarà presente durante questo test per garantire un combattimento pulito. Ogni core invece fluttuerà a 3,5 GHz notte e giorno, inattivo e in caricamento.

AMD
Ryzen 7
3700X
AMD
Ryzen 7
2700X
AMD
Ryzen 7
1800X
Intel
Core i9 9900K
Architettura Zen 2 Zen + zen Coffee Lake
Processi TSMC 7nm + GlobalFoundries 12nm GlobalFoundries 12nm GlobalFoundries 14nm Intel 14nm ++
Core / thread 8/16 8/16 8/16 8/16
Orologio turbo 4,4 GHz 4,3 GHz 4GHz 5 GHz
Orologio base 3,6 GHz 3,7 GHz 3,6 GHz 3,6 GHz
Orologio di prova 3,5 GHz 3,5 GHz 3,5 GHz 3,5 GHz
TDP 65W 105W 95W 95W
Cache L3 32 MB 16 MB 16 MB 16 MB

Oltre alle differenze architettoniche nel modo in cui questi chip eseguono le operazioni, l'unica variabile sarà la scheda madre. Abbiamo optato per l'Asus X470 Strix Gaming-E su tutta la linea per il team rosso e l'Asus Z390 Maximus Formula XI per il silicio di Intel.

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Zen 2 o Coffee Lake sono più veloci?

AMD Zen 2 e Intel Coffee Lake segnano due approcci molto diversi alle architetture x86. Intel Coffee Lake è un perfezionamento del nodo di processo a 14 nm introdotto per la prima volta con Skylake e riunisce I / O, uncore ed elaborazione su un singolo chip monolitico nel modo convenzionale. Nel frattempo, il silicio Zen 2 di AMD si basa sull'architettura Zen introdotta per la prima volta con Ryzen nel 2017, perfezionata e trasferita sul nodo di processo a 7 nm da TSMC nei CCD o chiplet di elaborazione.



AMD assicura che la maggior parte dell'aumento delle prestazioni di Zen 2 non proviene dal nodo del processo a 7 nm, tuttavia. Le istruzioni per clock (IPC) hanno visto un miglioramento di circa il 15% rispetto alle generazioni precedenti, e questo è stato sufficiente per spingere Ryzen 3000 oltre il limite verso prestazioni di gioco competitive, come evidente nei benchmark di seguito.

Banco prova PCGN:ASUS X470 Strix Gaming-E / ASUS Z390 Maximus Formula XI, Corsair Dominator da 16 GB a 3.000 MHz, Samsung 970 Evo 2 TB, Nvidia RTX 2080 Ti, Corsair HX1200i, Corsair H100i V2, Philips BDM3275

AMD prende il comando nel Cinebench R20 di una certa distanza. Allo stesso modo, sale alle stelle davanti a Zen, Zen + e Coffee Lake in x264 v.5. Ciò suggerisce che sulle prestazioni di calcolo grezze, Zen 2 domina il campo.

Ma ciò non si applica ai benchmark di gioco, in cui vediamo Intel prendere il comando. Total War: Three Kingdoms è particolarmente amichevole con il silicio di Intel e, come molti altri, è stato ottimizzato pesantemente per il design Core. Dal momento che questo non viene trasferito nelle attività di elaborazione non elaborate, suggerisce che le ottimizzazioni del gioco sono responsabili dell'aumento delle prestazioni di Intel.

Ciò potrebbe significare che ci sono ancora prestazioni sul tavolo con Zen, un sintomo rimasto da un tempo in cui pochi si preoccupavano di considerare lo sviluppo per la tecnologia CPU AMD nel mercato dei giochi. Con una quota di mercato in crescita, gli sviluppatori potrebbero trovare favorevole alla loro base di giocatori iniziare a modificare un po 'di più a favore di AMD negli anni a venire. Ma ciò si basa anche sul fatto che AMD corrisponda agli investimenti di Intel nell'ecosistema degli sviluppatori.

'La dimensione dell'ecosistema degli sviluppatori è esigua', ha affermato Raja Koduri, chief architect di Intel, parlando di AMD all'incontro degli investitori di Intel del 2019. 'In effetti, senza i nostri inestimabili contributi software, non hanno un ecosistema software significativo'.

Certo, Koduri ha un interesse acquisito piuttosto significativo nella questione. Tuttavia Intel è stata proattiva nel cercare l'ottimizzazione per gli sviluppatori con un capitale considerevole, e questa rimane una sfida da superare per AMD mentre lotta per la meritata quota di mercato.

E per quanto riguarda Zen + in contrasto con Zen. Molte delle ottimizzazioni apportate con il passaggio a 12 nm hanno portato a velocità di clock più elevate per un aumento marginale delle prestazioni. Ecco perché, una volta nerfati tutti i nostri chip a 3,5 GHz, gran parte dell'aumento delle prestazioni è dissipato.

AMD Ryzen 3000 Zen 2 CCX
Immagine per gentile concessione di Fritzchens Fritz , CC0 1.0 .

Come ha fatto AMD a raggiungere Intel?

I progressi del front-end realizzati con Zen 2, come la previsione dei rami, il pre-fetch e la ristrutturazione della cache, hanno aperto la strada al miglioramento delle prestazioni che stiamo vedendo con Zen 2. L'architettura è stata semplificata da Zen +, con un complesso di base aggiornato con banchi di cache più grandi e un fabric di interconnessione più efficiente.

Anche la larghezza di banda in virgola mobile è stata raddoppiata e l'esecuzione di interi è stata potenziata in modo simile per fare un uso migliore di ogni clock che pompa nelle vene di Ryzen.

Per non dire che non c'è nulla da guadagnare dal passaggio ai 7 nm dal nodo di processo a 12 nm, che è essenzialmente 14 nm con una torsione. La mossa consente ad AMD di ridurre la planimetria CCX di circa il 29% rispetto a Zen +, e di prendere il sopravvento e ottenere la superiorità del nodo di processo rispetto al suo secolare rivale. Le prestazioni per watt aumentano notevolmente e, sebbene lo Zen rimanga un'architettura un po 'assetata quando viene spinto agli alti clock richiesti dai chip desktop, i chip più recenti assorbono molta meno energia dal muro.

Una considerazione chiave qui è anche l'effetto per cui le vulnerabilità della sicurezza e le successive patch che le risolvono hanno influenzato le prestazioni del processore. Intel è stata la più colpita tra i due produttori x86 dalla recente ondata di bug dal nome scandaloso, e ciò avrà un effetto sulla sua esecuzione e sulle prestazioni complessive clock per clock.

Die Intel Skylake-X LCCImmagine per gentile concessione di Fritzchens Fritz , CC0 1.0 .

Allora cos'è che mantiene ancora AMD dalla corona dei giochi in numeri grezzi? Gran parte del vantaggio in termini di prestazioni di Intel sembra derivare da ottimizzazioni specifiche per la sua architettura, che sono state semplicemente troppo grandi per contrastare retroattivamente per AMD. La squadra rossa sta ancora combattendo per uscire da un angolo e sta facendo un lavoro fantastico, ma ha bisogno di continuare questo dominio per far oscillare il mercato complessivo dei processori - composto da vecchi, nuovi, dual-core e high core- contare processori - oltre alle sue sponde sanguigne. Fino a quel momento, la base di giocatori rimane prevalentemente Intel, e con questo va anche l'attenzione degli sviluppatori.

Ma è anche una questione di architetture. Nonostante la retorica odierna, i processori Intel sono ancora costruiti su un'architettura incredibilmente abile, anche se oggigiorno sta diventando un po 'lungo. Le basi di Skylake, il suo impressionante IPC e il nodo di processo a 14 nm sembrano raggiungere la fine del loro potenziale, eppure Intel ha dimostrato che questa architettura è sempre più adattabile di fronte ai cambiamenti ben oltre le sue specifiche di progettazione iniziali.

Dopo Ice Lake, Intel è pronta a riavviare i suoi sforzi per l'architettura Core con il core Sunny Cove. Una volta raggiunto il desktop, che potrebbe essere ancora un po 'spento, AMD farà oscillare parti Zen 3 7nm + e guarderà al suo prossimo passo con Zen 4. A questo ritmo, i risultati di questo esperimento potrebbero esseremoltodiverso nel 2021.

Immagine di intestazione per gentile concessione di Fritzchens Fritz , CC0 1.0 .