Изучение процессоров AMD Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G: производительность Radeon RX Vega в играх

Ранее мы уже протестировали вычислительные возможности новинок Raven Ridge, теперь пора ответить на вопрос, на что можно рассчитывать при использовании встроенного видеоядра Radeon RX Vega. Уже известно, что для объединения графической части Vega и архитектуры Zen разработчикам AMD пришлось идти на кардинальные изменения в дизайне процессоров. И это наглядно показывают результаты тестов.
14 февраля 2018, среда 12:00

Оглавление

Вступление

Ранее мы уже протестировали вычислительные возможности новинок линейки Raven Ridge, теперь пора ответить на вопрос, на что можно рассчитывать при использовании встроенного видеоядра Radeon RX Vega. И начнем с теории.

Для объединения графической части Vega и архитектуры Zen разработчикам AMD пришлось идти на кардинальные изменения в дизайне процессоров. Для наглядности приведем снимки двух CPU.

Дизайн CPU Ryzen нам хорошо известен. В десктопных версиях используется два блока CCX с четырьмя ядрами в каждом. Они объединены шиной Infinity Fabric и в ней содержится два ключевых блока: Infinity Scalable Data Fabric и Infinity Scalable Control Fabric.

К шине присоединены I/O контроллер, который отвечает за линии PCI-e и соединение с чипсетом, а также порты USB, и блок-хаб объединенного управления контроллерами памяти.

Фактически архитектура Zen содержит модульную конструкцию, в которой можно перерабатывать и изменять части без внесения сильных модификаций в CCX. Конечно, AMD воспользовалась этим, не зря же были потрачены годы на разработку и обкатку модульного дизайна, и на свет появились процессоры с графикой Vega.

В версиях без графики с двумя CCX у компании была возможность выпускать составные ЦП, отключая ядра в блоках. Из восьми ядер можно было сделать либо шести- либо четырехъядерное решение, причем четырехъядерные модели существуют в комбинациях 4+0 и 2+2. Для Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G такой принцип больше не применим, поскольку внутри размещен всего один CCX, который должен быть исправным. Как следствие, появление двухъядерных процессоров с графикой Vega экономически бессмысленно, и ждать их не стоит.

С переносом CCX также возникла дилемма – 8 Мбайт кэш-памяти третьего уровня в рамках разумного размера кристалла не помещались. Единственное, что оставалось инженерам – отказаться от половины памяти и сократить время доступа. В результате при сравнении в приложениях двух разных CCX лоб в лоб мы наблюдаем то превосходство графических Ryzen, то отставание.

Иными словами, невозможно однозначно ответить на вопрос, хорошо это или плохо – уменьшение L3 кэша и снижение времени отзыва. Для галочки отметим, что 8 Мбайт кэш-память характеризуется ассоциативностью 16 и временем отклика 40 циклов. Данных о 4 Мбайт кэш-памяти у нас нет, но это легко проверить тестами, чем мы в будущем и займемся.

Мультимедиа

Процессоры поколения Raven Ridge получили обновленные модули Multimedia и Display.

Разрешение Частота Гц при 32 битном представлении (SDR) Частота Гц при 64 битном представлении (HDR)
3840 x 2160 20-60 20-60
3440 x 1440 20-60 20-60
2560 x 1440 20-144 20-60
2560 x 1080 20-144 20-60
1920 x 1080 20-240 20-120

По части кодирования и декодирования внесены существенные изменения. Теперь встроенная видеокарта Radeon RX Vega поддерживает следующее.

Декодирование

Кодек Максимальное число к/с при 1080p Максимальное число к/с при 2160p
MPEG2 60
VC1 60
VP9 8bpc 240 60
VP9 10bpc 240 30
H.264 240 60
HEVC 8bpc 240 60
HEVC 10bpc 240 60
JPEG 8bpc 240 60

Кодирование

Кодек Максимальное число к/с при 1080p Максимальное число к/с при 1440p Максимальное число к/с при 2160p
H.264 8bpc 205 115 51
H.265 8bpc 205 115 51

Возможности SoC I/O

По характеристикам поддерживаемых стандартов интерфейсов ожидаемо произошли изменения, причем как в лучшую, так и в худшую стороны:

  • USB 3.1 Gen2 – четыре порта (поддерживается режим DP на два устройства через USB Type-C с внешним питанием, либо если разводка материнской платы подразумевает передачу питания);
  • USB 3.1 Gen1 – один порт;
  • USB 2.0 – один порт.
  • PCIe Gen3 – 8х + 8х, но вторые 8х поделены пополам (одни 4х используются для соединения с чипсетом, другие 4х – для подсоединения устройств M.2 NVMe).

Для сравнения напомним аналогичные характеристики процессоров Ryzen без графики:

  • USB 3.1 Gen1 – четыре порта;
  • PCIe Gen3 – 8х + 8х, оба рассчитаны на подключение видеокарт;
  • PCIe Gen3 x4 – для подключения к чипсету;
  • Интерфейс для накопителей в конфигурациях: 2x SATA + 2x PCIe или 2x SATA + 1x NVMe 4x.

Легко заметить, что в компании AMD пошли путем наращивания мультимедиа возможностей и интерфейсов USB, отказавшись от нескольких линий PCI-e.

Механизм управления питанием и частотами

Для AMD Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G потребовалось разработать новую схему управления питанием, поскольку добавилось графическое ядро, которому тоже требуется отдельный регулятор и мониторинг.

В результате GFX получил тот же регулятор, что и контроллер IO памяти. Проще говоря, управление напряжением графики и контроллера памяти происходит синхронно. Об этом нужно помнить, разгоняя память при повышении напряжения Vsoc + Vnb.

Разгон

В Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G функция мониторинга теперь не содержит «офсет», и настоящая температура считывается напрямую от контроллера мониторинга, расположенного в процессоре. Она по-прежнему называется tCTL.

Оба героя тестов легко достигли частоты видеоядра 1600 МГц при 1.3 В. Дальнейший разгон связан с высоким риском и невозможностью выставить большее напряжение материнской платой. Тест 3DMark Fire Strike проходил на частотах 1650 МГц, но остальные игры быстро вызывали нестабильность системы.

Возможно, при 1.35 В частоту графического ядра удалось бы повысить или хотя бы зафиксировать, но тему разгона и зависимости производительности GPU от частоты памяти мы рассмотрим в отдельном, более подробном материале. А пока довольствуемся результатами разгона:

  • AMD Ryzen 5 2400G – 4000 МГц, GPU – 1600 МГц, память 3200 МГц;
  • AMD Ryzen 3 2200G – 4000 МГц, GPU – 1600 МГц, память 3200 МГц.

Тестовый стенд

Тестовая конфигурация №1 (AMD Raven Ridge)

  • Материнская плата: MSI B350I Pro AC (AMD B350, Socket AM4);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 3200, 2 x 8 Гбайт, @ 3200 МГц 14-14-14-34-1T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1080;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 960 Evo, 500 Гбайт;
    • SSD Samsung 850 Evo, 250 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • AMD Ryzen 5 2400G@ 4.0 G1.60 – 4.0 ГГц, GPU – 1.6 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • AMD Ryzen 3 2200G@ 4.0 G1.60 – 4.0 ГГц, GPU – 1.6 ГГц, четыре ядра, четыре потока;

  • AMD Ryzen 5 2400G G1.60 – 3.6 ГГц, Turbo Boost до 3.9 ГГц, GPU – 1.6 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • AMD Ryzen 3 2200G G1.60 – 3.5 ГГц, Turbo Boost до 3.7 ГГц, GPU – 1.6 ГГц, четыре ядра, четыре потока;

  • AMD Ryzen 5 2400G – 3.6 ГГц, Turbo Boost до 3.9 ГГц, GPU – 1.25 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • AMD Ryzen 3 2200G – 3.5 ГГц, Turbo Boost до 3.7 ГГц, GPU – 1.1 ГГц, четыре ядра, четыре потока.

Тестовая конфигурация №3 (Intel Coffee Lake)

  • Материнская плата: ASUS ROG Maximus X Formula (Intel Z370, LGA 1151);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 3200, 2 x 8 Гбайт, @ 3200 МГц 14-14-14-34-2T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1080;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 960 Evo, 500 Гбайт;
    • SSD Samsung 850 Evo, 250 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • Intel Core i3-8350K@ 4.8 G1.35 – 4.8 ГГц, GPU – 1.35 ГГц, четыре ядра, четыре потока;

  • Intel Core i3-8350K – 4.0 ГГц, Turbo Boost отсутствует, GPU – 1.15 ГГц, четыре ядра, четыре потока;
  • Intel Core i3-8100 – 3.6 ГГц, Turbo Boost отсутствует, GPU – 1.1 ГГц, четыре ядра, четыре потока.

Инструментарий и методика тестирования 3D

В части игр, где это возможно, использовались встроенные отрезки теста, при необходимости тестирование дополнялось результатами утилиты Fraps v3.5.99. Сами тесты проходили в разрешении 1920 х 1080.

Список тестовых приложений:

  • 3DMark Fire Strike;
  • BattleField 1;
  • Deus Ex: Mankind Divided;
  • Total War: Warhammer;
  • The Witcher 3: Wild Hunt.

VSync при проведении тестов был отключен.

Во всех режимах тестирования использовался одинаковый комплект памяти с максимально близкими настройками: частота – 3200 МГц, тайминги для Intel-систем – 14-14-14-32 2Т (1Т не обеспечивал стабильности), для AMD-систем – 14-14-14-32 1Т.

3DMark Fire Strike

Настройки: результат графических тестов без тестов процессора.

3DMark

Графические баллы
Больше – лучше

Battlefield 1

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin. Настройки самые простые – Low. Сцена продолжительностью более одной минуты хорошо задействует процессор и встроенное графическое ядро.

Настройки: низкие.

Battlefield 1

1920 x 1080
Низкие настройки, кадры/с
Мин. | Средн.

The Witcher 3: Wild Hunt

Настройки в игре поделены на две основных категории: пост-обработка и общие. В пост-обработке дано на выбор три уровня качества: минимальный, средний и высокий. В общих меняется множество параметров и к трем основным категориям добавлена еще одна позиция – запредельное качество.

В итоге у нас есть четыре комбинации – все на минимум, среднее качество, высокие настройки и комбинация высокой постобработки с ультра-качеством. Для встроенного видеоядра логично использовать самые простые настройки, поскольку даже они отличаются высокими требованиями к вычислительной мощности процессора и GPU.

The Witcher 3: Wild Hunt

1920 x 1080
Низкие – низкие, кадры/с
Мин. | Средн.

Deus Ex Mankind Divided

В игре присутствует панель с настройками, в которой на выбор представлены параметры экрана и изображения. В параметрах экрана задействован DirectX 12 без сглаживания MSAA. В параметрах изображения есть пять «заготовок» издателя: низкие, средние, высокие, очень высокие и ультра. Для тестов используется пресет с самыми простыми настройками, но оставлен режим Dx12.

Deus Ex Mankind Divided

1920 x 1080
Низкие настройки, кадры/с
Мин. | Средн.

Total War Warhammer

Игра интересна тем, что содержит несколько готовых пресетов настроек, и результаты в определенной мере зависят от количества ядер и скорости процессора.

Для данного теста используется настройка с минимальным уровнем качества.

Total War Warhammer

1920 x 1080
Низкие настройки, кадры/с
Мин. | Средн.


Итоги игровых тестов

Все приложения

Мин. | Средн.
Больше – лучше

Заключение

Итак, AMD Ryzen 3 2200G превосходит по графической производительности обе модели Intel более чем в два раза, и это заслуга GPU Vega. И, судя по всему, он будет популярен в качестве универсальной платформы для работы и простых игр.

Но стоит помнить, что для полного раскрытия потенциала потребуются отборные модули памяти, способные работать на частоте выше 3200 МГц с низкими таймингами, и хорошее охлаждение. И тогда новинка уложит на лопатки любой доступный CPU Intel. А с учетом рекомендованной стоимости (менее 100 долларов) и недорогих материнских плат на чипсете AMD B350 альтернативы Ryzen 3 2200G не видно даже на горизонте.

Что касается AMD Ryzen 5 2400G, то это непревзойденный лидер в 3D среди процессоров с интегрированным графическим ядром. К нему даже близко не подбирается возможный оппонент в виде Intel HD 630. Последнему не помогают ни разгон, ни оптимизации разработчиков Intel в драйверах, портящие качество в неприметных местах. Единственное – стоимость старшей модели Raven Ridge все-таки несколько завышена. А при сравнении в приложениях ее позиции слабы, поскольку Core i3-8350К банально быстрее и с разгоном и без.

Другое дело – игры, тут у Radeon RX Vega 11 в составе Ryzen 5 2400G конкуренты отсутствуют. Поэтому если вопрос стоит о приобретении достаточного уровня производительности и возможности играть в прямом смысле этого слова, то других вариантов кроме Ryzen 5 2400G нет. Новый процессор хорошо разгоняется, причем вместе с графическим ядром, и не демонстрирует внезапных падений частот под полной нагрузкой. Мало того, его кристалл выдерживает двукратное превышение норм TDP, заявленных AMD.

Напоследок отметим, что до недавних пор в ассортименте Intel был CPU Broadwell с интегрированной графикой GT3e (Iris Pro 6200) и тепловыделением не более 65 Вт. Он мог бы конкурировать с новинками AMD, но его сняли с производства, и теперь компания не в силах противопоставить им что-либо. К тому же в линейке Coffee Lake вообще нет процессоров для десктопа с графикой уровня Iris Pro. Intel Iris Pro Graphics 580, предназначенный для мобильных решений, все еще встречается в продаже, но не относится к обыкновенным ПК и выдает около 1900-2000 баллов в 3DMark Fire Strike (как минимум на треть медленнее Ryzen 3 2200G). Поэтому этот раунд остается за AMD.

Rasamaha (Дмитрий Владимирович)


Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

  • Компании AMD за предоставленные на тестирование процессоры AMD Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G.
  • А также лично donnerjack.