ANÁLISE: AMD Ryzen Threadripper 1920X | Adrenaline
ANÁLISE: AMD Ryzen Threadripper 1920X
Processador é o mais atrativo do segmento HEDT pelo preço aliado ao bom desempenho
Por Fabio Feyh, Diego Kerber 25/08/2017 21:28 comentários Reportar erro
Consumo e Temperatura
O AMD Ryzen Threadripper 1920X é um processador topo de linha para usuários domésticos/profissionais da AMD. Ele incorpora as tecnologias da microarquitetura Zen, mas com uma quantidade massiva de núcleos e threads, o que torna esse modelo ideal para consumidores com demandas de altíssima performance multithread, como em aplicações de renderização profissionais.
A linha Threadripper é composta por dois dies de CPUs Ryzen (as outras duas peças presentes no modelo quando é feito o delid não têm função, segundo a AMD) chegando a até 8 núcleos em cada e um total de 16 cores e 32 threads. De acordo com a empresa, graças à tecnologia Infinity Fabric, esse arranjo possibilita alta eficiência escalonando bem a performance, mesmo com essa combinação de mais de um die em apenas um processador.
O Ryzen Threadripper 1920X desabilita parcialmente os dois dies Ryzen. Cada CCX possui um núcleos desativado, totalizando 3 núcleos por CCX, com 6 núcleos por die e um total de 12 núcleos e 24 threads em todo o processador. Apesar de ficar abaixo do 1950X, essa ainda é uma quantidade massiva de threads, ficando a frente dos 20 threads do Core i9-7900X, por exemplo.
Confira nossa análise do AMD Ryzen Threadripper 1950X
De olho nos entusiastas, esses processadores tem um alvo claro: o Intel Core i9-7900X, atual topo de linha Skylake-X. Tanto ele quanto o 1950X custam US$ 999, porém, a AMD busca provar que seu produto é mais atrativo usando uma maior quantidade de núcleos e threads (o Core i9-7900x possui 10/20). Já o 1920X tem outro foco: mesmo custando menos (US$ 799) promete entregar um desempenho semelhante, graças a seu total de 12 núcleos e 24 threads. Será que ele consegue? Vejamos no restante da análise!
Análise: [Intel Core i9-7900X] Processador com 10 núcleos e 20 threads é muito rápido, porém caro e com limitações em overclock
1950X AMD Ryzen
1920X Intel Core
i9-7900X AMD Ryzen 7
U$ 999,00 U$ 799,00 U$ 999,00 U$ 499,00
R$ 5.499,00 U$ 799,00 R$ 4.300,00 R$ 1.900,00
Zen Zen Skylake-X Summit Ridge
sTR4 sTR4 LGA2066 AM4
32 24 20 16
3400 MHz 3500 MHz 3300 MHz 3600 MHz
4000 MHz 4000 MHz 4300 MHz 4000 MHz
quad-channel quad-channel quad-channel dual-channel
DDR4 @ 2667MHz DDR4 DDR4-2666 DDR4
32 32 13.75 16
64 64 44 24
180 180 140 95
A microarquitetura Zen representa um ponto crucial de mudança para a AMD e um marco em um mercado estagnado dos processadores para PCs domésticos. Após anos com apenas evoluções gradativas em novos produtos - tanto de Intel quanto AMD, o "lado vermelho da força" traz a maior renovação para o mercado dos últimos tempos.
E há um bom motivo para isso: ela precisa. A última grande mudança da empresa foi a introdução dos processadores baseados na microarquitetura Bulldozer, que traziam um conceito de produtos com grandes quantidades núcleos e compartilhamento de recursos entre seus pares, o que ficou conhecido como módulo Bulldozer. Essa arquitetura não se mostrou eficiente no contexto de computação pessoal nos últimos anos. Vários aplicativos faziam um péssimo uso de múltiplos núcleos além da capacidade de cada núcleo (performance em single thread) se mostrar mais determinante em muitos momentos do que a presença de multithreads abundantes. Os softwares não evoluíram para um uso eficiente de múltiplos núcleos, e o resultado foi catastrófico: vários anos em que a AMD simplesmente abandonou o segmento high-end e até rolaram processos contra a empresa por "propaganda enganosa".
Nos últimos 4 anos, e de forma discreta, a empresa "apagou o quadro" e começou do zero um novo chip. A prioridade era óbvia: precisava melhorar as instruções por clock (IPC) que seus processadores são capazes de executar, e com isso aumentar a capacidade de cada um dos núcleos. A meta era atingir um incremento impressionante de 40% comparado à geração passada, e a empresa foi capaz de exceder essa meta. A AMD afirma que um processador baseado em Zen é em torno de 52% mais eficiente que um modelo da geração anterior.
Os estreantes da arquitetura Zen, modelos Ryzen 7 1800X, 7 1700X e 7 1700, mostram que além da preocupação com o IPC a empresa não abandonou o conceito de uma quantidade vasta de núcleos. Todos possuem oito núcleos, e com a introdução do Simultaneous Multithreading (SMT), uma tecnologia análoga ao Hyperthreading presente na Intel desde 2002, esses modelos são capazes de entregar um total de 16 threads (dois por núcleo) - uma quantidade bastante rara no mercado de CPUs para consumidores domésticos.
Os processadores Ryzen são baseados na nova microarquitetura Zen fabricada na litografia de 14nm FinFET e têm uma estrutura completamente refeita, quando comparado com o que era feito com Bulldozers e microarquiteturas baseados nela (Piledriver, Steamroller e Excavator). Na época do lançamento dos Bulldozers (2011), introduzidos com uma litografia de 32 nanômetros, havia limitações na capacidade de inserir múltiplos núcleos em um processador. Por conta dessas restrições, a AMD projetou um chip com recursos compartilhados entre os cores.
As coisas mudaram no Zen. Além de um conjunto dedicado para cada núcleo para "alimentar a besta" com os dados necessários de forma mais eficiente, a AMD dedicou uma área de seu die para "predizer o futuro" chamada de Neural Net Prediction. Essa área usa algoritmos que "aprendem" os padrões dos dados que trafegam nos processamento e começam a antecipar as demandas dos núcleos, colocando o próximo conjunto de dados necessários em um local apropriado para uso dos núcleos.
Mas nem só através da adivinhação a empresa pretende inundar os núcleos de processamento com os dados que precisam. Uma grande quantidade de memória cache foi introduzida, com um L2 Cache massivo de 512kb (o dobro que a concorrência) e com o L1 e L2 Cache com uma largura de banda 2x maior se comparado com a geração passada.
A cada nova geração que traz reduções na litografia utilizada no processo de fabricação, há saltos diretos na eficiência energética. Os Ryzen são 3.7x mais eficientes por watt consumido! Mas há outros elementos envolvidos na evolução da eficiência energética do Zen, sendo que a nova litografia responde por um incremento de 1.7x, a nova arquitetura atende por 1.3x e o design físico do chip mais eficiente atendem por 2.29x.
Graças à sua alta precisão no monitoramento do die, com mais de mil sensores por núcleo, um microchip Zen consegue reagir de forma mais eficiente à demandas e pode alterar o funcionamento de seus núcleos de forma precisa. A frequência, por exemplo, pode ser alterada em incrementos de 25MHz, ao invés dos quatro estágios gerenciados pelo sistema operacional, como é feito em muitas CPUs hoje. Assim um microchip Zen pode atingir qualquer nível que achar o mais adequado para desempenhar a função que tem pela frente.
Com esse controle preciso, os microchips Zen também podem regular suas frequências para o nível ideal através do Precision Boost, ou inclusive exceder suas frequências padrão: o Extended Frequence Range (XFR) pode levar até dois núcleos para patamares acima do que o chip foi programado no modo Turbo, monitorando fatores como consumo e aquecimento para evitar que o chip ultrapasse níveis pré-programados. Assim o Ryzen 7 1800X pode levar sua frequência a 4.1GHz em dois núcleos, mesmo com seu clock em Turbo Core sendo 4.0GHz. Quanto mais eficiente o sistema de resfriamento, mais longe o processador conseguirá chegar.
A essência dos processadores reside na tecnologia Infinity Fabric, uma tecnologia da AMD que possibilita a empresa conectar diferentes recursos computacionais em uma interface coerente. É através desse recurso que a AMD consegue implementar múltiplos CCXs em diversos dies e integrá-los para ganhar escalabilidade de forma eficiente. O chip Threadripper é composto por dois dies com microarquitetura Zen semelhantes aos que operam no Ryzen 7 1700/1800, com um total de dois CCXs por die e quatro núcleos por CCXs, o que resulta no impressionante valor de 16 núcleos e 32 threads totais presentes no Ryzen Threadripper 1950X, o modelo topo de linha com todos os núcleos ativados.
Além das tecnologias inerentes da microarquitetura Zen, como o Precision Boost, o Pure Power e o Neural Net Prediction, a AMD deu mais poder de controle no gerenciamento da DRAM aos donos de processadores Threadripper por julgá-los um nicho que deve ter mais acesso a recursos e customizações "ao nível do silício". Por isso, os processadores dessa linha dão possibilidade ao consumidor de alterar o modo de acesso às memórias RAM por parte do processador, podendo ser feito através dos modos "distribuído" e "local".
Explicando de forma resumida, os dois modos alternam entre o Uniform Memory Acess (UMA), que prioriza uma distribuição homogênea dos dados através de todos os canais de memória, e o Non-Uniform Memory Acess (NUMA) que aloca os dados no módulo de memória mais próximo disponível no momento. O primeiro modo traz performance mais consistente na largura de banda e costuma trazer benefícios em aplicações profissionais e de renderização intensa, enquanto o segundo traz benefício em softwares que tiram mais vantagem de memórias mais rápidas do que de uma maior largura de banda total, caso de muitos games.
Alternar entre os modos é um tanto inconveniente, já que força a reinicialização do sistema, processo semelhante ao necessário para desabilitar o SMT. Por padrão, o "Modo Distribuído" estará ativado, obtendo melhor desempenho em aplicações intensas profissionais. O "Modo Local" traz ganhos em alguns games, porém não há muito porque se preocupar em ativá-lo: de acordo com estimativas da AMD, em alguns títulos há ganhos de performance, em outros, queda no desempenho. As variações não são muito altas, e na média há um ganho em torno de 5% em games. Ou seja, se você não quiser se preocupar com esse ajuste, dificilmente estará perdendo muito desempenho nessa plataforma.
Outro ajuste possível é o "Legacy Mode", algo que em tradução livre ficaria "modo legado", e é uma curiosa opção que os modelos Threadrippers trazem para contornar o problema de terem... ahm... muitos núcleos. Alguns games apresentam menor estabilidade quando rodados em uma CPU com mais de 20 threads, e como consequência há ganhos de desempenho ao se ativar esse modo que desabilita um die do processador. Como resultado, um 1950X passa a ter 8 núcleos e 16 threads (virando basicamente um Ryzen 7 1800X) e o 1920X passa a operar com 6 núcleos e 12 threads (na prática, um Ryzen 5 1600X). Isso traz ganhos de desempenho de em torno de 4% na média, com ganhos que chegam a 12% nos games que mais se beneficiaram da mudança. Assim como a mudança no modo de acesso das memórias, é preciso reiniciar o computador para aplicar a alteração.
Começamos pelo kit exclusivíssimo que a AMD enviou à imprensa. Não se trata de um kit normal, aliás, vale lembrar que o kit que a empresa entregou no anuncio do Ryzen 7 já era um kit sensacional, mas a AMD foi além e elevou em muito a qualidade final de todo o "pacote", colocando dois processadores e uma série de hardwares de altíssima qualidade/desempenho. Abaixo, as fotos e lista de todos os hardwares.
O kit dos Threadripper enviado pela AMD é composto de:
- Placa-mãe ASUS Zenith Extreme (X399)
- Kit de memórias G.Skill TrindentZ RGB 32GB (4x8GB) 3200MHz DDR4 (com certificado para mainboards AMD)
- SSD Samsung NVMe 960 Pro M.2 512GB
- Cooler Thermaltake Floe Riing 360 TT Premium Edition
- Fonte de energia Thermaltake Toughpower Grand 1200W
Recebemos o cooler e a fonte depois
que já tínhamos feito o unboxing que publicamos
Exatamente como acontece com o 1950X, o que chama a atenção de início foi o cuidado da empresa com a caixa dos CPUs. Não é uma caixa de papel tradicional, é uma bela caixa pra deixar bem aparente na estante de casa ou trabalho. Enfim, é quase uma peça de decoração. Abrindo ela, mais novidades: internamente toda embalagem é muito bem acabada passando a sensação de um projeto minucioso nos detalhes. Para muitos, isso pouco importa, mas vale a pena destacar já que é algo diferente em comparação ao que sempre vimos até hoje (aquele plastico bem básico que envolve o CPU).
Junto com a CPU, vêm dois "acessórios" importantes: um deles é uma chave que será indispensável para fixar a CPU na placa-mãe, já que o novo socket TR4 requer uma chave para abrir e fechar o sistema de encaixe da CPU. Porém destacamos que as fabricantes de mainboards têm enviado junto com as placas essa chave também, mas a da AMD por se tratar de um Torquímetro tem um sistema que ao atingir a pressão exata da um "aviso". Já o outro acessório é um bracket para liquid cooler compatível com alguns modelos existente no mercado, como os da Thermaltake. Vale destacar que uma série de outros modelos de liquid coolers não são compatíveis com esse bracket, como modelos de marcas como a Cooler Master e Corsair.
Sobre a CPU, a primeira coisa que chama muito a atenção é seu tamanho: muito grande, bem maior que a maioria das CPUs de desktop conhecidas até hoje. Outro detalhe é uma carcaça plástica que envolve a CPU, desenvolvida para fazer o trabalho de encaixe no soquete.
Threadripper vs Core i9 vs Ryzen 7
Para ter uma ideia da diferença de tamanho, um Core-X socket LGA 2066 da Intel possui 2066 pinos, já as CPUs da linha Threadripper possuem nada menos que 4094 pinos. Enquanto isso, CPUs soquete AM4 possuem 1331 pinos. Abaixo temos uma série de fotos onde é possível ver bem a diferença entre eles. Outro detalhe é que os TR não possuem mais pinos na CPU, que passaram para as mainboards, assim como acontece com as plataforma da Intel.
Threadripper vs Ryzen 7
Threadripper vs Core i9
O processo de instalação é um pouco diferente do tradicional, requer um pouco mais de atenção, especialmente quando comparado aos modelos da linha Ryzen tradicional. Como já destacamos, é necessário abrir o soquete com uma chave que acompanha as CPUs -também com alguns modelos de placas-mãe, como acontece com a X399 Gaming 7 da Gigabyte.
Por se tratar de um soquete novo, é necessário um novo padrão de encaixe. Sendo assim, como comentamos, vários coolers sequer terão suporte aos novos processadores, já outros passam a ter suporte com um novo bracket. A AMD tentou facilitar um pouco a vida nesses casos e colocou junto um bracket para alguns liquid coolers, os da Thermaltake por exemplo podem ser fixados sem problemas.
Abaixo mostramos um video com o processo de instalação dos processadores Threadripper.
Dando sequência, abaixo detalhes sobre o sistema utilizado para os testes, antes uma foto do kit completo enviado pela AMD. Vale lembrar que utilizamos outro liquid cooler nos testes, já que esse cooler do kit veio depois e não junto com os demais componentes:
- Placa-mãe Asus Zenith Extreme (0502)
- Placa de vídeo: NVIDIA GeForce GTX 1080 Founders Edition (benchmaks review)
- Placa de vídeo: NVIDIA GeForce GTX 1080 Founders Edition (vídeos)
- Memórias: 32GB G.Skill TrindentZ RGB 3200MHz (4x8GB)
- Cooler: Noctua NH-U12S em TODOS os sistemas menos nos TR
- Cooler: Thermaltake Water 3.0 Riing RGB 240 nos TR
ADICIONAMOS NOVOS TESTES E TESTES ANTIGOS FORAM REFEITOS
COM NOVAS CONFIGURAÇÕES QUE SERÃO PADRÃO A PARTIR DE AGORA (NÃO DEVEM SER COMPARADOS)
- WinRAR 5.40 [site oficial]
CPU-Z / AIDA64
Através do CPU-Z e AIDA64 é possível ver algumas informações técnicas, como modelo, memória cache, clocks, número de núcleos e threads etc, além de informações do sistema, como placa-mãe, quantidade e frequência das memórias. Confiram abaixo:
Assim como fizemos com o Threadripper 1950X, no 1920X também utilizamos o perfil que a própria Asus criou para um overclock de 4GHz, colocando TODOS os núcleos nesse clock. Não fizemos nenhuma alteração de tensão. O sistema de comportou bem, inclusive com temperaturas abaixo de quando usando o CPU em modo default, isso deve ter acontecido pelo perfil da Asus fazer alguma modificação no modo com o sistema se comporta com clocks mais altos, ou mesmo o Temperature Control da AMD detectar e gerenciar o cooler de uma forma mais eficiente.
OBSERVAÇÃO: Estávamos utilizando DADOS do tCTL, sendo que a AMD informa que ao usar esse dado é necessário subtrair 27º graus(20º no caso dos Ryzen 7). Recomendou usar a temperatura do Tdie, sendo essa a correta para comparar com os CPUs da Intel. Todos os gráficos já utilizam dados desse sensor.
Por ser uma CPU com tamanho bastante grande para coolers já existentes no mercado, pode ser interessante esperar modelos mais indicados para os CPUs TR, com um block maior, que naturalmente tendem a dissipar melhor a temperatura, apesar dos resultados muito bons com o cooler utilizado.
Além do clock de 4GHz, mantivemos as memórias com 32GB em 3200MHz e quad-channel, com objetivo de atingir o melhor cenário da plataforma.
Nas telas abaixo temos o CPU-Z e AIDA mostrando os overclocks aplicados:
É importante destacar que o consumo de energia depende bastante da placa-mãe e pode variar consideravelmente de um sistema para outro com configurações semelhantes. Alguns modelos da Asus como da série Strix já aplicam overclock automaticamente no sistema, entregando mais desempenho e mais consumo de energia por tabela.
Gráficos de temperatura atualizados, agora com dados do sensor "tdie" em AMD
Quando colocamos os sistema rodando o aplicativo wPrime, que faz todos os núcleos trabalhem em modo full, temos os consumos abaixo. Reparem que pelos resultados o Temperature Controle da AMD ou mesmo o sistema de gerenciamento de temperatura da placa-mãe ou cooler acaba que fazendo a temperatura ficar mais baixa em overclock do que em situação normal. Outro detalhe é que no caso de overclock o CPU fica com todos os núcleos em 4GHz, já com default ele chega a superar esse clock em determinadas situações, isso pode estar fazendo alguma diferença nesse caso também.
É importante deixar bem claro que alguns testes podem tirar maior proveito de processadores
com clocks mais altos, independente da arquitetura e do número de núcleos/threads,
já outros podem tirar mais proveito de mais núcleos
O teste do V-Ray Benchmark utilizado consiste no resultado de renderização do CPU, quanto menor for, melhor é o desempenho.
Outro bom teste para medir o comportamento do processador é o WinRAR, que consegue fazer bom uso de todos os cores. Fizemos esse teste uma série de vezes, trocando mainboard e memórias, o resultado é esse mesmo, por algum motivo o 1920X fica a frente do 1950X, vai entender. Outro detalhe é que ambos ficam bem atrás do Core i9-7900X.
Winrar é um problema para a AMD, o 1920X chega a ser superior ao 1950X
Como já se tornou padrão com testes envolvendo os Ryzen, mesmo passado alguns meses e a plataforma já mais madura, ainda temos um desempenho bastante aquém das CPUs da AMD.
Agora vamos para os games, selecionamos alguns dos principais títulos do mercado para mostrar como os processadores se comportam utilizando configurações semelhantes, sendo sempre a mesma placa de vídeo, uma GTX 1080 referência, lembramos que nos vídeo comparativos é utilizada outra GTX 1080 e os resultados capturados com ela.
O Ryzen Threadripper trouxe novamente a AMD ao jogo do segmento de alto desempenho, e o Threadripper 1920X é uma excelente opção para esse perfil de mercado. No exterior, a diferença de custo entre ele e os modelos 1950X e Core i9 é de 200 dólares aproximadamente, enquanto no Brasil vemos essa diferença chegar a R$ 1 mil no comparativo com o 1950X, e em torno de 500 reais mais barato comparado ao Core i9-7900X. Essa diferença de preço é interessante se considerarmos que o 1920X fica em torno de 10 a 20% abaixo do 1950X, com possibilidade de ter essa diferença reduzida através do overclock.
Falando em overclock, como vimos em alguns casos, ao overclockar o CPU, o mesmo chegou próximo ao 1950X, com ganhos interessantes. Como os TR se comportam muito bem em relação a temperatura, podem ter um ganho representativo em overclock. Destacamos ai as mainboards da Asus que trazem perfil pre-definido na BIOS, que facilitam bastante a vida de usuários sem conhecimento nessa prática, basta selecionar o perfil e pronto.
Quando colocamos a disputa com a Intel, mesmo custando menos, o 1920X conseguiu entregar uma performance bastante próxima em aplicações de uso de múltiplos núcleos, como o Blender e o CineBENCH, mostrando um bom potencial para os "prosumers" - consumidores domésticos que possuem uma demanda por máquinas potente para trabalho com aplicações pesadas. Nos momentos que a performance por thread se torna mais importante que o número deles a Intel segue com a vantagem, mas as margens não são muito grandes e raramente superam os 15%.
Nesses casos, a derrota para o Core i9 não tem muito significado. Nesse segmento de quantidades enormes de núcleos, a performance single-core não é algo relevante já que, se é para usar aplicações limitadas nesse aspecto, os processadores mainstream são muito mais baratos e entregam resultados semelhantes. Isso invalida qualquer possibilidade de cogitar esse processador para jogos se você está preocupado com a relação entre custo e benefício, por exemplo. Para jogar, um Ryzen 7 ou um Core i7 vão entregar resultados semelhantes por um custo muito inferior.
Mesmo com restrições em números de núcleos, um ponto forte do 1920X e de todo o line-up Threadripper é que não são cortados recursos, o que significa que esse modelo tem todas as capacidades do 1950X, como ser desbloqueado para overclock, XFR para aumento de frequências, memórias em quad-channel e 64 linhas PCIe. Isso torna esse processador muito atrativo, pois mesmo custando consideravelmente menos, não fica devendo capacidades comparado ao topo de linha da AMD, e tem plenas condições de fazer frente ao Core i9.