AMD Ryzen 7 2700X e Ryzen 5 2600X: un confronto tra 21 CPU

Il 2017 verrà ricordato dai più appassionati come l'anno caratterizzato dal debutto di un gran numero di nuove famiglie di processori, con una pressoché completa trasformazione dello scenario di mercato. Nel corso del mese di marzo è stata AMD a dare il via ad una serie quasi infinita di annunci con le prime versioni di processore Ryzen 7, nome che caratterizzava le proposte di nuova generazione basate su architettura Zen attese sul mercato da molto tempo. La risposta è stata a dir poco positiva, grazie anche al rilascio nei mesi successivi dei modelli Ryzen 5 e Ryzen 3 che hanno completato la gamma di soluzioni nell'intervallo di prezzo compreso tra 100 e 500 dollari.

Nel corso dell'estate AMD ha presentato i processori Ryzen Threadripper, modelli che abbinano due die Zen sullo stesso package offrendo sino a 16 core nella versione più potente. Questi processori, abbinati a specifiche schede madri, sono stati posizionati da AMD a diretta concorrenza con le proposte Intel di fascia HEDT, High-End Desktop, riportando il brand americano in un segmento di mercato che per molti anni l'ha vista completamente assente.

Intel ha dovuto rispondere velocemente a questa avanzata di AMD, con una strategia a due fasi. La prima ha visto il debutto dei processori Core-X, nuove proposte del segmento HEDT che hanno raggiunto nella proposta top di gamma un massimo di ben 18 core integrati in un singolo socket. In seguito, all'inizio del mese di ottobre, è stata la volta dei processori Core della famiglia Coffee Lake con i quali Intel ha offerto declinazioni sino a 6 core anche nel segmento delle proposte di fascia mainstream. La gamma di queste proposte è stata recentemente espansa da Intel con nuovi modelli destinati a sistemi desktop, affiancati da altri pensati per le proposte mobile.

Quest'oggi AMD annuncia ufficialmente la nuova gamma Ryzen per sistemi desktop, con proposte identificate dalla sigla 2000: l'azienda ha già utilizzato questa indicazione numerica per le due proposte dotate di GPU integrata della famiglia Vega presentate a inizio 2018, modelli Ryzen 5 2400G e Ryzen 3 2200G, ma in questo caso le nuove CPU utilizzano un'architettura aggiornata indicata con il nome di Zen +. Le caratteristiche base rimangono invariate, mentre cambia la tecnologia produttiva che passa a 12 nanometri contro i 14 nanometri delle proposte Ryzen della serie 1000; non mancano vari affinamenti che permettono di ottenere un incremento prestazionale a parità di parametri di funzionamento.

Nella tabella sottostante sono raccolte le specifiche tecniche delle 4 nuove CPU proposte da AMD quest'oggi: due sono della famiglia Ryzen 7 mentre le restanti appartengono a quella Ryzen 5.

Notiamo immediatamente come AMD abbia scelto, per la propria nuova proposta top di gamma, il nome Ryzen 7 2700X e non quello Ryzen 7 2800X che ci si sarebbe aspettati osservando i nomi dei processori di precedente generazione. Non sappiamo se questa scelta sia stata fatta per lasciare spazio ad una futura versione più potente, oppure se la volontà di AMD sia quella di semplificare la gamma di prodotti con un numero inferiore di processori: quello che possiamo sin d'ora affermare è che la nuova proposta è più veloce del precedente top di gamma a prescindere dal nome. Il modello Ryzen 7 2700 riprende le stesse caratteristiche tecniche di base della CPU 2700X con una riduzione dei consumi, ottenuta attraverso un contenimento delle frequenze di clock. La proposta Ryzen 5 2600X propone architettura a 6 core, con un aumento delle frequenze di clock rispetto al modello Ryzen 5 1600X di precedente generazione; dinamica speculare quella della proposta Ryzen 5 2600, con un contenimento dei consumi frutto di frequenze di clock più conservative.

AMD è intervenuta, grazie alla nuova tecnologia produttiva, incrementando le prestazioni con un aumento delle frequenze di clock e migliorando le latenze di accesso alle differenti cache integrate nel processore. Tutto questo, come vedremo a breve, può essere riassunto nel termine evoluzione che ben caratterizza i nuovi processori Ryzen rispetto ai modelli che li hanno preceduti.

Architettura: cosa c'è di nuovo

Come segnalato, i nuovi processori AMD Ryzen di seconda generazione adottano architettura indicata con il nome di Zen+. La principale novità è data dall'adozione di tecnologia produttiva a 12 nanometri, grazie alla quale è stato possibile incrementare le frequenze di clock mantenendo di fatto invariato il livello di consumo indicato dal TDP. L'unica eccezione è rappresentata dal modello Ryzen 7 2700X che vanta un TDP di 105 Watt, in aumento di 10 Watt rispetto a quello del modello Ryzen 7 1800X di precedente generazione.

La nuova tecnologia produttiva ha permesso di migliorare le latenze delle differenti cache integrate nel processore, secondo questo schema:

• cache L1: latenza ridotta di circa il 13%
• cache L2: latenza ridotta di circa il 34%
• cache L3: latenza ridotta di circa il 16%

Anche il controller memoria integrato ne ha beneficiato, con una riduzione della latenza che AMD quantifica in circa l'11%. Tutto questo ha permesso di ottenere un aumento dell'IPC, cioè del numero di istruzioni per ciclo di clock processabili dalla CPU, di circa il 3% rispetto all'architettura Zen di precedente generazione. Il controller memoria DDR4 rimane di tipo dual channel ma implementa ora supporto ufficiale allo standard DDR4-2933.

Le rilevazioni della latenza di cache e memoria effettuate con l'utility AIDA64 evidenziano le migliorie introdotte da AMD con la seconda generazione di processori Ryzen soprattutto per quanto riguarda la latenza della cache L2. La prima iniziale implementazione dell'architettura Zen ha sempre visto quale elemento di debolezza proprio la latenza delle cache, con ripercussioni su quelle applicazioni che dipendono fortemente da questo parametro come ad esempio molto spesso i videogiochi. E' quindi lecito attendersi significative migliorie prestazionali proprio in quegli ambiti che dipendono fortemente dalla latenza di memoria e cache.

L'adozione di tecnologia produttiva a 12 nanometri ha permesso ad AMD di ottenere, a parità di numero di core integrati, un aumento delle frequenze di clock di circa 250 MHz con una riduzione della tensione di alimentazione core di 50mV rispetto a quanto richiesto con processo a 14 nanometri. Non solo: ne beneficia l'overclock finale, con la possibilità di gestire valori superiori a 4 GHz in modo stabile sfruttando tutti i core a disposizione a pieno carico.

Impostando la stessa frequenza di clock, pari a 3,7 GHz e fissa per tutti i core tanto in idle come a pieno carico, emerge un lieve margine di vantaggio della proposta Ryzen 7 2700X rispetto a quella Ryzen 7 1800X di prima generazione: questo risultato è merito della nuova tecnologia produttiva a 12 nanometri, che più che una riduzione dei consumi apre spazio alle superiori frequenze di clock di cui sono capaci i processori Ryzen di seconda generazione.

Le innovazioni a livello architetturale hanno permesso di ottenere, con le CPU Zen di seconda generazione, una migliore scalabilità della frequenza di clock della tecnologia Turbo nel momento in cui vengono occupati più core contemporaneamente. Con le CPU Ryzen di prima generazione il valore di boost clock raggiungeva valori elevati solo con un ridotto numero di core occupato, mentre con le proposte di seconda generazione si registra una migliore scalabilità complessiva con prestazioni che quindi rimangono ben più elevate dei predecessori sia quando di sfruttano tutti i core in parallelo, sia quando ne si utilizza solo una parte.

La tecnologia Precision Boost 2 opera quindi in modo più efficiente nei processori Ryzen di seconda generazione, contribuendo in misura marcata all'aumento delle prestazioni complessive: dal grafico, ottenuto misurando la frequenza di clock del processore all'aumentare del numero di core utilizzati, notiamo come con le CPU Ryzen 7 2700X la frequenza tenda a diminuire in mood lineare al crescere del numero di core utilizzati dal processore. Al contrario, con il modello Ryzen 7 1800X di prima generazione quello che si ottiene è un brusco salto del clock nel momento in cui il numero di core sfruttati dal sistema supera i due. Notiamo inoltre come, se le condizioni termiche e di alimentazione lo permettano, la CPU Ryzen 7 2700X si spinga su una frequenza stabile con tutti i core occupati che è superiore a quella massima di default di 300 MHz contro i 100 MHz di incremento ottenuto in condizioni identiche dalla CPU Ryzen 7 1800X.

Non manca infine il contributo della tecnologia XFR2, Extended Frequency Range 2, che spinge ulteriormente in alto la frequenza di clock oltre quanto accessibile con Precision Boost 2 nel momento in cui le condizioni di funzionamento lo permettano. Il processore continua a monitorare in tempo reale specifiche e parametri di funzionamento, permettendo un aumento della frequenza di clock quando le condizioni lo consentano, ma l'intervento è ora praticato non solo quando un singolo core è utilizzato ma indipendentemente dal numero di core in uso, esattamente come avviene con la tecnologia Precision Boost 2. In questo modo è possibile ottenere un diretto beneficio prestazionale quando il processore viene raffreddato con un sistema a più elevata efficienza, così che la temperatura di funzionamento rimanga più contenuta e si apra spazio per un aumento più consistente della frequenza di clock. Al pari di quanto visto con i processori Ryzen di prima generazione, anche le nuove proposte offrono un livello di intervento sulla frequenza di clock a passi di 25 MHz per volta.

Assieme ai nuovi processori AMD ha presentato anche il chipset X470, modello che si affianca a quello X370 di precedente generazione e che viene proposto specificamente per l'abbinamento con le nuove CPU. Le specifiche di questo chipset sono di fatto le stesse del modello X370 in termini di numero di periferiche supportate nativamente: AMD segnala come il chipset X470 offra quali elementi di differenziazione un TDP più contenuto oltre a implementare il supporto alla tecnologia StoreMI per l'accelerazione dello storage meccanico presente nel proprio sistema.

Ricordiamo in ogni caso come i processori AMD Ryzen di seconda generazione siano tutti compatibili meccanicamente con schede madri socket AM4, le stesse dei modelli Ryzen di prima generazione, richiedendo solo la disponibilità di un bios aggiornato per assicurare piena compatibilità. Con i processori della serie AMD 300 è possibile intervenire manualmente, via bios, sui moltiplicatori di frequenza delle CPU Ryzen oltre che sulle tensioni di alimentazione: l'unica eccezione è rappresentata dal modello A320, proposta entry level che per il posizionamento di mercato e il target di consumatori non offre questa flessibilità di configurazione.

Consumi e configurazione di prova

Abbiamo rilevato i consumi dei differenti processori inseriti in questa analisi rilevando quanto assorbito dall'alimentatore alla presa della corrente: il dato riportato comprende quindi il consumo dell'intero sistema, monitor escluso, e non quello unicamente riferito al processore. In idle notiamo come i consumi siano di fatto tutti identici a parità di piattaforma utilizzata: i sistemi di risparmio energetico portano infatti in automatico tutte le CPU ad operare ad un livello di consumo che è estremamente contenuto

Spostandosi a pieno carico i valori cambiano, come scontato del resto che sia: i valori aumentano al crescere del numero di core integrati in ogni processore, toccando il picco massimo proprio con il modello Ryzen 7 2700X che del resto è quello con il TDP dichiarato più elevato tra tutti i processori inseriti in questo confronto. Nel complesso si tratta di valori che non destano preoccupazione di alcun tipo: abbiamo utilizzato il dissipatore di calore AMD Wraith Prism (LED) fornito in dotazione con il processore Ryzen 7 2700X e questo ha permesso di assicurare un funzionamento sempre stabile con temperature che non sono elevate.

Per valutare le prestazioni velocistiche delle nuove CPU AMD Ryzen di seconda generazione abbiamo eseguito la nostra tradizionale suite di test, comprendente applicazioni che sfruttano al meglio la disponibilità di un elevato numero di core come programmi che sono più dipendenti dall'efficienza dell'architettura e dalla frequenza di clock piuttosto che dal numero di core e threads.

Queste le CPU inserite a confronto:

• Intel Core i7-8700K (6C;12T;3,7GHz)
• Intel Core i5-8600K (6C;6T;3,6GHz)
• Intel Core i5-8400 (6C;6T;2,8GHz)
• Intel Core i3-8350K (4C;4T;4GHz)
• Intel Core i3-8300 (4C;4T;3,7GHz)
• Intel Core i7-7700K (4C;8T;4,2GHz)
• Intel Core i5-7600K (4C;4T;3,8GHz)
• Intel Core i3-7350K (2C;4T;4,2GHz)
• AMD Ryzen 7 2700X (8C;16T;3,7GHz)
• AMD Ryzen 7 1800X (8C;16T;3,6GHz)
• AMD Ryzen 7 1700X (8C;16T;3,4GHz)
• AMD Ryzen 7 1700 (8C;16T;3GHz)
• AMD Ryzen 5 2600X (6C;12T;3,6GHz)
• AMD Ryzen 5 1600X (6C;12T;3,6GHz)
• AMD Ryzen 5 1600 (6C;12T;3,2GHz)
• AMD Ryzen 5 2400G (4C;8T;3,6GHz)
• AMD Ryzen 5 1500X (4C;8T;3,5GHz)
• AMD Ryzen 5 1400 (4C;8T;3,2GHz)
• AMD Ryzen 3 2200G (4C;4T;3,5GHz)
• AMD Ryzen 3 1300X (4C;4T;3,4GHz)
• AMD Ryzen 3 1200 (4C;4T;3,1GHz)

Di seguito i restanti componenti utilizzati in questa analisi:

• Sistema operativo: Windows 10 Pro inglese
• SSD: Intel 335 240 Gbytes
• Driver video NVIDIA GeForce 391.35 WHQL
• Scheda video: NVIDIA GeForce GTX 1080Ti Founders Edition
• Alimentatore: CoolerMaster Silent Pro Gold 800 Watt
• Scheda madre socket AM4: Asus Crosshead VII Hero (Wi-Fi)
• Scheda madre socket LGA 1151 (Coffee Lake): MSI Z370 Tomahawk
• Scheda madre socket LGA 1151 (Kaby Lake): MSI Z270 Gaming Pro Carbon
• Memoria scheda madre socket LGA 1151 (Kaby Lake): 2x8Gbytes DDR4-2133 (15-15-15-36 2T)
• Memoria scheda madre socket LGA 1151 (Coffee Lake): 2x8Gbytes DDR4-2400 (15-15-15-36 2T)
• Memoria scheda madre socket AM4 (Ryzen 1000): 2x8Gbytes DDR4-2666 (16-16-16-36 1T)
• Memoria scheda madre socket AM4 (Ryzen 2000): 2x8Gbytes DDR4-2933 (16-16-16-36 1T)

Queste le applicazioni utilizzate nell'analisi:

• Povray 3.7.0
     rendering all CPU
• Cinebench 15
     rendering x CPU
• Blender 2.79
     bmw benchmark scene
• Corona Benchmark 1.3
     render time in seconds
• 7-Zip 16.04 x64
     valutazione totale, MIPS
• Winrar 5,60 beta 2
     benchmark integrato, KB/s
• Handbrake 1.0.2 - 64bit
     conversione video 4K in Full HD; H.265; fps
• PCMark 10
     PCMark 10 Score
• V-Ray 1.08
     benchmark CPU
• VeraCrypt 1.22
     AES
• Indigo benchmark v4.0.64 (M samples/s)
     bedroom - CPU
     supercar - CPU
• 3DMark
     Time Spy
• Rise of the Tomb Raider - DX 12 qualità molto alta
     1920x1080
     2560x1440
• Mordor - qualità ultra
     2560x1440
• Deus Ex: mankind Divided - qualità molto elevata
     1920x1080
     2560x1440
• Tom Clancy's The Division - DX12, qualità ultra
     1920x1080
     2560x1440
• F1 2017 - qualità altissima
     1920x1080
     2560x1440
• Far Cry 5 - Qualità ultra
     1920x1080
     2560x1440
• Hitman - qualità massima
  1920x1080
  2560x1440