Por fin llegó el día de estreno para AMD y su nueva arquitectura Zen4 para los procesadores Ryzen 7000. Primero llegará a los procesadores de escritorio (Raphael), para ir propagándose a otras gamas de CPUs para otros escenarios de uso, como el de los portátiles, con las APUs Dragon Range y Phoenix, o el de los servidores con los procesadores Genoa y Bergamo.
Con esta puesta de largo, AMD da el relevo a los Ryzen 5000 (Vermeer) que fueron presentados allá por octubre de 2020. En ese momento, venían con la arquitectura Zen3. Durante estos dos años, AMD ha optimizado los procesos de fabricación de los procesadores, estirando al máximo el potencial de la tecnología de 7 nm de TSMC, además de lanzar las APU AMD Ryzen 6000 (“Rembrandt”) en enero de este año, con tecnología de fabricación de 6 nm y cores Zen3+ más gráficos integrados RDNA2. AMD también introdujo la tecnología 3D V-Cache en los procesadores Ryzen 5000, con un excelente resultado en la práctica.
Es el proceso normal dentro del ciclo de vida de una arquitectura: se presenta la primera oleada de procesadores, se van refinando detalles técnicos, así como los procesos dentro de la “fab” que se encargue de la litografía (TSMC en este caso), se van “llenando los huecos” con propuestas más eficientes, más potentes, con un menor consumo energético o con innovaciones tecnológicas relevantes. Con el paso de los meses, es posible apurar los Megahercios para el “turbo” o para reducir las velocidades de reloj mínimas, de cara a aplicaciones con un menor consumo. AMD, además, cuenta con el “as en la manga” de la tecnología 3D V-Cache, que en los Ryzen 7000 jugará un papel determinante para competir con los Intel Core de 13th Gen “Raptor Lake”.
Eventualmente, los fabricantes también se ven “obligados” a hacer cambios en la plataforma, entendiendo plataforma como el conjunto de procesador, placas base, chipset o conectividad. Es el caso de los Ryzen 7000 en los que encontramos un nuevo zócalo de tipo LGA (Land Grid Array), así como conectividad PCIe Gen 5.0 o compatibilidad con memoria DDR5. Por supuesto, tenemos nuevos chipsets que llegarán en las placas base que se presenten el mismo día que los procesadores Ryzen 7000.
Mejoras en rendimiento: yendo al grano
Posiblemente, lo que más interese a muchos sobre los nuevos procesadores de AMD es el incremento del rendimiento frente a la generación anterior. AMD ha introducido cambios en la arquitectura que se traducen en un incremento del IPC (Instrucciones procesadas por cada ciclo de reloj) de un 13% según los datos calculados por la propia AMD en diferentes pruebas de rendimiento. Nosotros tenemos nuestras pruebas también, por supuesto. Además del incremento del IPC, tenemos unas frecuencias de reloj mayores que en la generación anterior, lo cual también contribuye a obtener rendimientos más elevados.
Estas mejoras en el IPC (Instructions Per Clock Cycle) se deben a las modificaciones introducidas en la microarquitectura de los Cores Zen4. AMD ha hecho mejoras en apartados como predicción de bifurcaciones, el tamaño de la “Op caché”, el tamaño de la cola de retirada de instrucciones, el tamaño del registro int/FP, búferes más profundos, compatibilidad con las instrucciones AVX-512 en la unidad de coma flotante, en Load/Store, así como en la caché L2 que ahora es de 1M y 8 ways.
La mejora más importante de ese 13% proviene de los cambios realizados en la predicción de bifurcaciones (Branch prediction), así como en el tamaño de la “Op caché”, que ahora es un 68% más grande, con hasta 9 macro-ops por ciclo de reloj.
Si a la mejora del IPC, añadimos el aumento de la frecuencia de reloj, tenemos una mejora en rendimiento single core de hasta un 29% tomando como referencia los resultados de rendimiento en los Ryzen 5000.
En gaming, los Ryzen 7000 son hasta un 29% mejores que los Ryzen 5000 y hasta un 11% mejores que los Intel Core de 12th Gen “Alder Lake
Mejoras en eficiencia: el as en manga de AMD
Donde AMD tiene un as en la manga con su arquitectura Zen es en la eficiencia. AMD está concienciada con ella desde los cimientos de la arquitectura, de modo que sea apta para diseñar procesadores para todo tipo de equipos: desde portátiles ultraligeros, hasta equipos de sobremesa. Intel, por su parte, depende mucho de los Vatios para exprimir las posibilidades de su arquitectura. Es evidente que Intel está trabajando para mejorar este punto. La introducción de los cores “E” junto con los “P” es una forma de mejorar el rendimiento por Vatio, aunque es más consistente usar una arquitectura capaz de rendir al máximo tanto con pocos Vatios como con muchos Vatios dentro del TDP estipulado y sin “tirar” de forma habitual de los Power Limits PL1 y PL2.
Con los Ryzen 7000, AMD ha conseguido reducir el consumo hasta un 62% para un mismo rendimiento frente a los AMD Ryzen 5000. Y ha conseguido aumentar el rendimiento hasta un 49% con el mismo consumo de energía frente a la generación anterior Ryzen 5000. Frente a los Intel Alder Lake, AMD habla de una reducción en el tamaño de los cores de hasta un 50% y una mejora en eficiencia de hasta un 47%.
En nuestras pruebas daremos un repaso a la eficiencia a través de algunas comprobaciones con PovRay y con Cinebench R23. Hablaremos de ello más adelante. Por lo pronto, con Zen3+, AMD ha conseguido ganarse la confianza de los fabricantes de consolas de tipo handheld, por encima de las propuestas de Intel. El motivo radica en parte en la mejor eficiencia, que hace que, con menos Vatios, el rendimiento sea mejor.
Los Ryzen 7000: estructura modular mejorada
En los Ryzen 7000 encontramos una estructura modular (MCM o Multi Chip Module) donde los elementos más significativos son los CCDs y el IOD. Los CCDs son los “Core Complex Dies” y en ellos están los cores Zen4 propiamente dichos. Los Core Complex albergan hasta 8 cores. Así pues, para procesadores con 12 o 16 cores necesitamos 2 CCDs. Los Ryzen 7000 tienen un máximo de 2 CCDs. Los CCDs vienen con la tecnología de fabricación de 5 nm.
El IOD (Input Output Die) es el chip que contiene todo lo relacionado con la entrada salida y las conexiones. Tenemos la parte del controlador de memoria, más la novedad frente a los Ryzen 5000 de escritorio Vermeer, de los gráficos RDNA2 integrados en Raphael. La tecnología de fabricación para el IOD es de 6 nm.
Esta estructura modular supone introducir también tecnologías para la interconexión entre los CCD y el IOD y entre el IOD y el chipset / memoria y las conexiones y tecnologías de comunicación. Así pues, para un uso avanzado de los Ryzen 7000, en el que tenga cabida la práctica del overclocking, tendremos que trabajar con diferentes ajustes en diferentes “clocks”. En concreto, para el overclocking de memoria tendremos que manejar tres relojes diferentes, el FCLK correspondiente al Infinity Fabrick Clock que rige la comunicación entre los CCDs y el IOD, el UCLK o Unified Memory Controller Clock que rige la velocidad del controlador de memoria, y el MCLK que es el reloj de los módulos de memoria propiamente dichos.
De funcionalidades para overclocking, de todos modos, hablaremos en el siguiente apartado de este artículo, ya que dependemos en gran medida de la placa base y del chipset. AMD presenta dos chipsets para estos procesadores, el X670 y el B670. En ambos casos tenemos potencial para overclocking, aunque los fabricantes de placas también tienen su parte en este capítulo.
AM5: llega el relevo de AM4
Con la plataforma AM4, AMD ha conseguido algo que no es fácil, o al menos, algo a lo que Intel no nos tenía acostumbrados: mantener la plataforma y la compatibilidad entre diferentes generaciones de chipsets y procesadores de un modo prácticamente perfecto, permitiendo la actualización escalonada de los sistemas sin necesidad de comprar placa y procesador al mismo tiempo. Un usuario con una placa para Ryzen 2000 podía comprar un Ryzen 5000 y “pincharlo” sin demasiados problemas en dicha placa.
AM4 usaba un único zócalo a través de 5 arquitecturas para la CPU, con 4 tecnologías de fabricación diferentes, más de 125 procesadores diferentes y más de 500 modelos de placas base. Todo un hito tecnológico que habla muy bien del buen hacer de AMD y el respeto hacia los usuarios.
Con AM5, AMD tiene el reto de igualar lo logrado con AM4. En este caso, tenemos nuevo zócalo, que migra hacia la tecnología LGA (Land Grid Array) en la que el procesador se apoya en los contactos en vez de “pincharse” en el socket. En concreto tenemos 1.718 pines para el zócalo, con una potencia entregada al zócalo de 230W. La memoria pasa a ser DDR5 y el bus PCI pasa a ser PCIe Gen5. Lo que sí ha conseguido AMD es mantener la compatibilidad con los sistemas de refrigeración de la plataforma AM4. Lo cual es muy de agradecer, por supuesto.
AMD, a día de hoy, habla de que AM5 será la plataforma de AMD hasta “2025+”, lo cual significa que hasta 2025 no habrá problemas de compatibilidad entre placas y procesadores y que en 2026 y siguientes años seguirá habiendo soluciones AM5, aunque puede que conviviendo con la siguiente generación.
Ryzen 9 7900X y Ryzen 5 7600X
Los dos procesadores que hemos probado son los Ryzen 9 7900X y Ryzen 5 7600X. Son dos propuestas diferentes en cuanto a la audiencia a la que se dirigen, aunque comparten, como es de suponer, los elementos esenciales de la nueva arquitectura / plataforma que ahora se presenta. La diferencia más notable es la del número de CCDs. En el caso del Ryzen 9 tenemos dos CCDs, uno con 8 cores activos y otro con 4 cores activos, mientras que el Ryzen 5 viene con un único CCD con 6 cores activos. Lejos de ser una diferencia irrelevante, todo apunta a que conlleva diferencias importantes en cuanto a consumo energético en escenarios “single core”. Hablaremos de ello más adelante.
Estos dos procesadores se engloban dentro de la propuesta inicial de AMD para los Ryzen 7000 “Raphael” de escritorio, donde encontramos también el Ryzen 9 7950X y el Ryzen 7 7700X. Los detalles los tenemos en las tablas que acompañan a este artículo, donde también se comparan con los procesadores equivalentes de la familia Ryzen 5000 “Vermeer”.
Estos cuatro procesadores son la avanzadilla, a la espera de que lleguen los procesadores con 3D V-Cache más adelante, seguramente tras la oleada de Intel con sus Raptor Lake de 13th Gen, que serán los competidores naturales de AMD. Por el momento, son los Alder Lake de 12th Gen los que tenemos como referencia, pero no tardarán mucho en llegar los Intel Core de 13th Gen.
| | Precio | Cores / Threads (P+E) | Base / Boost Clock (GHz) | Cache (L2/L3) | TDP / PBP / MTP | Memoria |
Ryzen 9 7950X | $699 | 16 / 32 | 4.5 / 5.7 | 80MB (16+64) | 170W / 230W | DDR5-5200 |
Ryzen 9 5950X | $546 ($799) | 16 / 32 | 3.4 / 4.9 | 74MB (8+64) | 105W | DDR4-3200 |
Ryzen 9 7900X | $549 | 12 / 24 | 4.7 / 5.6 | 76MB (12+64) | 170W / 230W | DDR5-5200 |
Ryzen 9 5900X | $398 ($549) | 12 / 24 | 3.7 / 4.8 | 70MB (6+64) | 105W | DDR4-3200 |
Ryzen 7 7700X | $399 | 8 / 16 | 4.5 / 5.4 | 40MB (8+32) | 105W / ? | DDR5-5200 |
Ryzen 7 5700X | $268 ($299) | 8 / 16 | 4.6 | 36 (4+32) | 105W | DDR4-3200 |
Ryzen 5 7600X | $299 | 6 / 12 | 4.7 / 5.3 | 38MB (6+32) | 105W / ? | DDR5-5200 |
Ryzen 7 5600X | $199 ($299) | 6 / 12 | 3.7 / 4.6 | 35MB (3+32) | 65W | DDR4-3200 |
Resumen en cifras de AMD de Zen4 y los AMD Ryzen 7000
- Tecnología de fabricación TSMC de 5 nm (4ª Gen de FinFET)
- 47% más eficiente energéticamente que Alder Lake y sus cores Golden Cove
- 50% menor área ocupada por los cores Zen4 + caché L2 que los cores Alder Lake + caché L2
- 62% menos de potencia consumida para el mismo rendimiento que los AMD Ryzen 5000
- 49% más rendimiento para el mismo consumo de energía que los AMD Ryzen 5000
- 13% mejor IPC que los Ryzen 5000 con Zen3
- Instrucciones AVX-512 para 1,3x mejor inferencia FP32 con AVX-512 que los Ryzen 5000 y 2,5x mejor inferencia Int8 con AVX-512 VNNI que los Ryzen 5000 en aplicaciones de IA y HPC (High Performance Computation)
- 29% mejor rendimiento en single core que los Ryzen 5000 de escritorio (13% mejor IPC + 5,7 GHz de frecuencia máxima)
