Ryzen 7 5800X3D ha rappresentato la prima applicazione concreta da parte di AMD della tecnologia cache 3D impilata sopra le unità di calcolo dell’unico CCD di cui è dotato.
Uscito il 12 aprile del 2022, quindi ormai più di 2 anni fa, con il nome in codice Vermeer e base Zen 3 si tratta della soluzione più performante in gaming del socket AM4 che non ha mai visto (per ora, a meno di colpi di scena finali, visti i recenti 5800XT e 5900XT) processori classe 9 (quindi con 2 CCD) a completare l’offerta.
Il chip di 74mm2 su processo TSMC 7nm FinFET è composto da 8 cores Zen 3 completi con possibilità di SMT (Simultaneous Multithreading) e quindi sviluppare 2 cores logici da 1 solo fisico, con la relativa prerogativa di elaborare 2 Threads per ciclo, supportati da 512 KB di memoria L1, 4 MB di L2 (512KB per core) e solitamente 32 MB di L2, in questo caso espansa dalla possibilità di impilare altri 64 MB di cache L3 proprio grazie a un gate 3D che si colloca sopra le unità di elaborazione.
Perchè è così importante avere abbondanza di L3? La stessa influenza grandemente le performance in gaming dell’architettura Zen 3 rendendola, sostanzialmente, meno dipendente da latenze di Ram di sistema e relativa frequenza della stessa.
Grazie a questa accortezza AMD è riuscita a proporre qualcosa che potesse superare I9 12900K di Intel, pur vantando una frequenza inferiore di oltre 1 Ghz e consumi di gran lunga inferiori, una mossa, insomma, che ha fatto subito schizzare le vendite e maturare un’estetica di supremazia in questo ambito specifico.
L’inserimento di questo tipo di cache tra il die e l’IHS del processore ha però reso, nonostante il TDP di 105W, sfidante mantenere il processore sotto la soglia termica di riferimento di 90 grandi, tanto che il suggerimento di AMD è di abbinarci almeno un raffreddamento AIO indicativamente da 360mm.
Questo articolo nasce con l’idea di analizzare e confrontare diversi setting di R7 5800X3D in funzione quasi puramente gaming, quindi tralasciando una corsa verso i primati in produttività (abbiamo incluso solo un test), che non sono certo il target di questo modello, tanto che, grazie a maggiori picchi di frequenza, 5800X riesce a batterlo di qualche punto in ambiti extra gaming.
SMT E GAMING: PRO E CONTRO
Diciamo subito che SMT non nasce per spingere i videogiochi a frame importanti, ma più che altro per offrire dal 25 al 30% in produttività. Simultaneous Multithreading è l’implementazione nelle nuove CPU INTEL E AMD di HT (Hyper Threading) una tecnica nata nel lontano 2003 per una esigenza funzionale, non si potevano infatti implementare 2 core fisici in un unico package senza incorrere in costi e problematiche importanti a causa del processo produttivo a 130 nm.
Quasi tutte le CPU consumer moderne offrono per i core più performanti questo tipo di approccio: al costo di un 5% in più di silicio (per replicare alcune unità di calcolo all’interno del core) consentono, come detto, la possibilità di parallelizzazione dei calcoli che possono portare, in ambiti specifici, a un aumento di performance anche del 30% ideale.
Ma non solo: nell’organizzazione interna dei carichi una CPU dotata di SMT potrà appoggiarsi su meno cores fisici per l’elaborazione, sfruttando in maniera intelligente quelli logici negli ambiti dove non è richiesta potenza bruta, dinamica non possibile disabilitando SMT e studiata nei carichi di occupazione cores della cpu.
I vantaggi?
- Migliori performance MT
- Carico CPU inferiore
- Temperature inferiori
Si capisce bene come nell’analisi di 5800X3D questi aspetti siano grandemente importanti, non solo nei risultati finali e concreti, ma anche a livello termico, e questo emergerà chiaramente dai test condotti.
SETTING E PIATTAFORMA DI PROVA
In ambito R7 5800X3D, ma anche 7800X3D, il setting default, paradossalmente, risulta decisamente sfidante a livello termico, con l’avanzamento tecnologico dei processi produttivi e delle configurazioni chiplet la densità di transistor ha comportato nuove sfide tecnologiche, è quindi non raro vedere le CPU sotto carichi elevati a temperature prossime ai 90 gradi, in regime sostanzialmente di limite termico e, di conseguenza, con tagli di frequenza e voltaggio da parte dell’algoritmo interno.
Questa condizione si presenta raramente in game, ma risulta quasi una costante in rendering sia che si tratti di CPU AMD che INTEL, per questo motivo lo studio delle configurazioni di IHS e distribuzione dei cores è diventata cruciale, con sistemi di montaggio che ormai prevedono di default configurazioni OFFSET, cioè con plate del dissipatore spostato per offrire miglior aderenza termica, oltre lo studio di paste termoconduttive sempre più raffinate, o come Noctua ci ha insegnato con il recente debutto di D15-G2 con versioni HBC (High Base Convexity) per socket LGA1700 (quindi con alte pressioni che comportano una deformazione nel tempo) o LBC (Low Base Convexity) per HIS piatti come AM4 e AM5.
Per quanto riguarda il nostro test specifico abbiamo scomodato un imponente AIO da 420 mm ARCTIC Liquid Freezer II, per non avere dubbi sulle capacità dissipative del sistema e testarlo in vari scenari con la possibilità, peraltro, di apprezzare ogni minimo cambiamento.
Tre le modalità prese in esame, offset -30 di precision boost con SMT on e off, oltre a una modalità con tutti i setting a default.
I test in game, per enfatizzare le differenze CPU, sono stati eseguiti a 1280×720 con setting medi.
TESTING
Il primo test significativo ci permette di valutare l’impatto della perdita di SMT sulle capacità di calcolo rendering della CPU R7 5800X3D, utilizzando il noto benchmark Cinebench R24 e scoprendo che il calo nei riscontri, a parità di condizioni, è del 33%, e significativo è anche la diminuzione delle temperature che si abbassano di 5,5 gradi.
La modalità default in questo ambito, toccando i 90 gradi inizia a far viaggiare la CPU a giri limitati perdendo alla fine circa un 6% di performance, la modalità con SMT e offset negativo in questo caso ci sembra la più appropriata, garantendo resa e una decina di gradi in meno rispetto al setting base.
A livello di performance gaming non ci sorprende poi molto vedere Ryzen senza SMT in cima alla classifica, in 3 ambiti su 5 e pareggiare o quasi nei restanti: l’impossibilità di appoggiare Threads su sore logici gioca un ruolo fondamentale, il divario nel caso migliore, è dell’ 8,8%, la tendenza comunque è avere un miglior vantaggio man mano che i frames diventano numerosi.
A differenza di Cinebench dove le temperature migliori si ottenevano senza SMT, in gaming accadono dinamiche differenti: avendo una occupazione dei core fisici superiore a causa dell’impossibilità di elaborare 16 Threads, si ottengono temperature similari a un modalità default.
In questo caso, dunque, SMT funge da ottimizzatore dei carichi.
Come era prevedibile l’occupazione cores è sostanzialmente doppia e in molti casi sfiora il 100%, il che indica non molto margine ulteriore e possibili maggiori problemi con cali a frame rate inferiori rispetto alle altre due modalità pur mantenendo un frame rate medio superiore.
Questa dinamica sottolinea come gran parte del software moderno abbia come target IDEALE 8 Threads a salire.
CONCLUSIONI
SMT si o no quindi? Sicuramente con un buon offset negativo, idealmente a -30, abilitare SMT aiuta in maniera significativa a ottimizzare l’elaborazione CPU: sia a livello di temperature gaming e quindi con una più furba popolazione dei Threads, sia per questioni di capacità MT, sia per evitare situazioni di collo di bottiglia in titoli più moderni.
In configurazioni dove il parco software è molto limitato o la varietà degli stessi non ha ripercussioni sull’occupazione CPU (per esempio per chi giocasse solo a Call Of Duty e Fornite, per prendere 2 titoli popolari dove potrebbe avere senso) una configurazione ad hoc senza SMT per spingere quel 10% in più potrebbe avere un minimo di senso.
