Test Ryzen 5 2400G e Ryzen 3 2200G, quando Zen incontra Vega

La fusione di Zen e Vega

Ryzen 5 2400G

 

Processore quad-core Zen con otto thread e GPU integrata Vega.

Ryzen 5 2400G

I processori desktop Raven Ridge di AMD, sulla carta, dovrebbero garantire prestazioni piuttosto interessanti ai giocatori interessati a risparmiare.

Il portabandiera Ryzen 5 2400G offre 4 core Zen con SMT (8 thread) e una GPU integrata Radeon Vega con 11 CU per raggiungere 1,76 TFLOPs di potenza grafica. Secondo AMD è sufficiente per giocare diversi titoli AAA a risoluzione 1080p con dettagli bassi.

I nuovi processori seguono le proposte Ryzen, che hanno avuto molto successo seppur prive di grafica integrata. L'assenza di una GPU integrata ha permesso ad AMD di aggiungere più core, ma allo stesso tempo le ha impedito di soddisfare i consumatori non interessati alla grafica discreta.

AMD ha da tempo il grande vantaggio di essere l'unico produttore di processori x86 che offre anche una linea di schede video. Intel entrerà anche in questo mercato, ma il cammino sarà lungo. La divisione RTG di AMD dovrebbe essere in grande vantaggio per il prossimo futuro, ma AMD dovrà mantenersi competitiva sia sul fronte CPU che quello grafico. Finora l'azienda offriva le APU Bristol Ridge basate sui vecchi core x86 Excavator e grafica GCN 3.0, una proposta dignitosa ma non eccellente.

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Ryzen 5 2400G accanto a Ryzen 3 2200G - clicca per ingrandire

Le nuove soluzioni fondono la competitiva microarchitettura Zen e l'architettura grafica Radeon Vega. Se nel settore delle schede grafiche la concorrenza di Nvidia è aguerrita, non c'è dubbio che l'architettura di Vega possa eccellere nalla sua forma integrata. A riprova di questo, persino Intel è un cliente di AMD per la Radeon Vega e usa questa soluzione grafica per le proposte Kaby Lake-G.

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Parte posteriore dei due Ryzen con grafica Vega - clicca per ingrandire

Raven Ridge non poteva arrivare in un momento più favorevole. Stiamo vivendo la peggiore carenza di schede video della storia per via dell'ancora emergente settore delle criptovalute. Le comprano quasi tutti i cosiddetti miner, che usano le schede grafiche per gestire i calcoli necessari a produrre criptomonete. Per questo, un maggior numero di persone potrebbe essere disposta ad acquistare sistemi meno costosi nell'attesa che i prezzi delle GPU tornino a livelli decenti. E se in generale vi piace risparmiare, continuate a leggere: i chip Raven Ridge hanno alcuni assi nella manica.

Specifiche CPU Raven Ridge su desktop

Finora le APU Raven Ridge sono disponibili in due modelli. Ryzen 5 2400G abbina una CPU con 4 core Zen / 8 thread (SMT) e una GPU Radeon Vega con 11 CU, per un totale di 704 ALU, al prezzo di 169 dollari / euro. AMD dice che questo modello è adatto per giocare a 1080p con alcuni titoli a impostazioni ridotte.

  Ryzen 5 2400G Ryzen 5 1400 Ryzen 3 2200G Ryzen 3 1200
Socket AM4 AM4 AM4 AM4
CPU Core / Thread 4 / 8 4 / 8 4 / 4 4 / 4
Freq. CPU Base/Boost (GHz) 3.6 / 3.9 3.2 / 3.4 3.5 / 3.7 3.1 / 3.2
iGPU CU 11 Radeon Vega CUs (704 ALU) X 8 Radeon Vega CUs (512 ALU) X
Freq. iGPU (MHz) up to 1250 X up to 1100 X
Cache L3 4MB 8MB 4MB 8MB
Freq. memoria fino a DDR4-2933 fino a DDR4-2666 fino a DDR4-2933 fino a DDR4-2666
Linee PCIe 3.0 8 16 8 16
TDP 65W 65W 65W 65W
Processo 14nm+ 14nm 14nm+ 14nm
Prezzo di listino (dollari) $169 $169 $99 $110

AMD offre anche un modello minore, Ryzen 3 2200G, con 4 core Zen senza SMT e 8 CU Radeon Vega, per un totale di 512 ALU. Il prezzo è di soli 99 dollari / euro e AMD lo posiziona per il pubblico degli eSports o chi non ha pretese e vuole giocare a 720p.

AMD ha promesso di supportare la piattaforma AM4 fino al 2020 e quindi i due nuovi arrivati si possono installare nelle schede madre AM4 esistenti, alcune delle quali potrebbero già avere le uscite video necessarie. Dovrete aggiornare il BIOS delle schede madre basate sui precedenti chipset (X370, B350, ecc.) mentre le nuove motherboard in arrivo saranno compatibili da subito, senza ulteriori sforzi.

AMD continua a seguire la sua politica di offrire il moltiplicatore sbloccato su tutti i suoi processori, una caratteristica intrigante per chi vuole ricavare il massimo dal prodotto. L'azienda ha migliorato anche il supporto di memoria da DDR4-2666 a DDR4-2933 per i kit dual-channel e parla anche di capacità di overclock migliorate per la RAM. Questo dovrebbe essere un elemento importante per migliorare le prestazioni in tandem con l'overclock della GPU integrata.

Con le nuove proposte AMD ha intenzione di mandare in pensione Ryzen 5 1400 e Ryzen 3 1200. Molte delle differenze tra i modelli in uscita e quelli nuovi sono legate al progetto basato su un singolo CCX (Core Complex) quad-core e il nuovo processo 14nm+. Gli altri modelli Ryzen hanno due CCX, ma questo non lascia spazio sul die al chip grafico. Il nuovo processo 14nm+ porta inoltre altri miglioramenti.

Questa scelta progettuale conferisce alcuni benefici, ma ci sono anche dei compromessi. Il passaggio a un singolo CCX elimina la comunicazione tra gruppi di core distanti, quindi la latenza di accesso a memoria e cache è più costante di quella vista sugli altri processori Ryzen. Ogni CCX ha 4 MB di cache, quindi eliminare un'unità significa anche che i nuovi processori avranno solo 4 MB di cache L3, mentre i vecchi modelli arrivavano a un totale di 8 MB. Esistono però molte applicazioni a bassa latenza, come il gaming, che preferiscono una minore latenza a una maggiore capacità. Vedremo gli effetti concreti nei nostri test.

AMD ci ha detto che il processo 14nm+ è più efficiente rispetto al precedente processo, e questo ha permesso di avere più margine per aumentare le frequenze. I processori offrono un miglioramento della frequenza base di 400 MHz rispetto ai Ryzen 1400 e 1200. Anche le frequenze Precision Boost fanno un impressionante salto di 500 MHz.

I vecchi processori inoltre godevano solamente di un Precision Boost dual-core, mentre in questo caso abbiamo un algoritmo Precision Boost 2 multi-core più sofisticato, di cui parleremo nella prossima pagina.

I processori Raven Ridge sono in realtà un SoC con funzionalità di connettività integrate. AMD ha mantenuto le stesse quattro linee PCIe 3.0 per il chip con quattro linee generiche ulteriori che sono di solito assegnate a una porta M.2. Gli altri processori Ryzen hanno 16 linee dedicate agli slot PCIe (di solito per la grafica dedicata), mentre Raven Ridge si ferma a otto linee. Le configurazioni multi-GPU sono sempre più rare e non ci aspettiamo che qualcuno voglia usare più schede video su una piattaforma entry-level.

Capitolo prezzi. Ryzen 5 2400G ha lo stesso numero di thread e core di Ryzen 5 1400, con cui condivide il prezzo. La nuova proposta però integra anche la grafica. Lo stesso è vero se confrontiamo Ryzen 3 1200 e Ryzen 3 2200G, più o meno. Il nuovo Ryzen 3 si posiziona nella gamma di prezzo dei Pentium, che hanno un grande bisogno di concorrenza. Entrambi i modelli offrono un dissipatore nella scatola, da 65 watt.

AMD dice che tutte le motherboard AM4 - di base - supportano soluzioni da 95W, anche i modelli mini-ITX, quindi c'è sufficiente margine per overcloccare le CPU a 65W. L'azienda può inoltre contare sull'arrivo in aprile delle motherboard con chipset della serie 400, in concomitanza con i processori Zen+. Queste schede offriranno ulteriori miglioramenti e i chipset costeranno meno della serie 300.

L'azienda sta lavorando su diversi miglioramenti, come un minor consumo, il throughput USB multi-hub, un'erogazione energetica migliore e miglioramenti al layout della memoria. Cosa più importante, tutte le CPU Ryzen attuali potranno essere inserite nelle nuove motherboard.

In ultimo, una curiosità: anche se abbiamo parlato di APU più volte, AMD non sembra più amare tale nome. L'azienda preferisce parlare di "AMD Ryzen 5 2400G with Radeon Vega Graphics", non esattamente conciso. Detto questo, concentriamoci su queste interessanti nuove soluzioni.

AMD Ryzen 5 2400G AMD Ryzen 5 2400G
   
AMD Ryzen 3 2200G AMD Ryzen 3 2200G
   

Raven Ridge, il die nel dettaglio

Abbiamo analizzato l'architettura Zen in questo articolo, a cui vi rimandiamo per i tutti i dettagli.

die zeppelin
Die Zeppelin - clicca per ingrandire

Per capire come operano i die Raven Ridge dobbiamo dare uno sguardo rapido al suo predecessore, il più grande die Zeppelin delle CPU Ryzen. La microarchitettura Zen nasce da un blocco di base chiamato CCX (CPU Complex) con quattro core.

AMD adorna ogni CCX con 8 MB di cache L3 suddivisi in quattro slice. Due CCX insieme creano un die a otto core Ryzen 7 (i grandi blocchi arancioni nell'immagine sopra) e tutte le CPU Ryzen desktop, finora, avevano lo stesso progetto di base, malgrado il numero di core poi esposti all'utente.

I CCX comunicano tramite l'interconnessione Infinity Fabric di AMD, che è una versione ottimizzata di HyperTransport e condivide i controller di memoria tramite il bus. Si tratta fondamentalmente di due CPU quad-core che si parlano l'un l'altra tramite Infinity Fabric, che include anche il northbridge e il traffico PCIe.

La nuova architettura Ryzen Raven Ridge rimpiazza il secondo CCX con la GPU Vega Graphics. Il die Raven Ridge è un SoC (System On A Chip), quindi lo spazio è suddiviso in CCX, Vega Graphics e l'uncore. L'uncore include Infinity Controller, Infinity Fabric e l'hub di I/O e sistema.

Il die Zeppelin nell'immagine sopra conta su 4,8 miliardi di transistor e misura 213mm2, mentre il die Raven Ridge sotto conta su 4,94 miliardi di transistor e misura 209,78 mm2.

die raven ridge
Die Raven Ridge - clicca per ingrandire

A differenza dei precedenti Ryzen, tutti e quattro i core sono integrati in un singolo CCX. Questo significa che le applicazioni su un gruppo di core non dovranno attraversare Infinity Fabric per comunicare con gli altri core e cache. Sugli altri Ryzen, la comunicazione lungo Infinity Fabric con un insieme di "core remoti" può impattare sulle prestazioni nelle applicazioni sensibili alla latenza, come i giochi. Il progetto a singolo CCX di Raven Ridge dovrebbe fornire migliori prestazioni in questi tipi di applicazioni.

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Die Zeppelin - clicca per ingrandire
raven ridge die particolare
Die Raven Ridge - clicca per ingrandire

Qui abbiamo evidenziato i CCX a quattro core in rettangoli verdi. Come vediamo nel die Zeppelin, il centro del CCX di Raven Ridge contiene linee verticali di cache L3. Possiamo vedere che il CCX sul die Zeppelin ha quattro file di unità cache L3 nel centro, per un totale di 8 MB di cache L3. Il die Raven Ridge supporta solo quattro file di cache, ovvero 4 MB. Questo significa che 4 MB di cache di Raven Ridge non sono dovuti a una restrizione arbitraria o alla segmentazione del mercato - è stata una scelta di progettazione dell'architettura.

Il blocco arancione nell'angolo sinistro superiore del die Raven Ridge contiene la circuiteria d'interconnessione e le unità di controllo. Questa parte rimane nella stessa posizione su entrambi i die, ma il resto dell'uncore, come i canali DDR4 e la circuiteria di I/O della piattaforma che costellano il bordo del die, sono stati spostati in posizioni diverse. Questo indica che il die Raven Rdige rappresenta una significativa dipartita dal die Zeppelin, e anche se i core di per sé appaiono identici, il progetto del CCX è rinnovato.

infinity fabric JPG
Clicca per ingrandire

I processori Raven Ridge usano l'Infinity Fabric per collegare i core della CPU e le Compute Unit di Vega (il blocco blu sulla destra del die Raven Ridge). Ma l'interconnessione è un mero protocollo. Questo significa che può passare attraverso diverse connessioni fisiche, come interposer, tracce del PCB o linee PCIe interne. È facile assumere che il protocollo viaggi su un bus PCIe interno e che i core Vega consumino alcune delle linee, riducendo il numero di collegamenti esterni a otto linee. AMD non ha confermato tale implementazione, ed è possibile che le ridotte linee PCIe siano semplicemente un'altra scelta di design, come la cache L3 ridotta.

Come dimostrato più volte, aumentare la frequenza della memoria di sistema migliora anche la frequenza di Infinity Fabric. In modo molto simile ad altre unità grafiche integrate, la GPU Vega beneficerà del maggiore throughput della memoria di sistema, quindi aumentare la frequenza della memoria DDR4 garantirà un notevole incremento prestazionale. Questo aumenterà anche la frequenza di Infinity Fabric, che garantirà un throughput maggiore tra i core x86 e quelli grafici. Tutto questo permette di migliorare le prestazioni di gioco a più livelli, ed è una buona cosa per un processore con core grafici Vega.

Purtroppo, a differenza di altre volte, non possiamo misurare i miglioramenti di latenza di Infinity Fabric con gli strumenti esistenti. Ci stiamo lavorando. Nel frattempo abbiamo alcuni numeri per la nuova gerarchia della cache. Sappiamo che AMD ha ridotto la capacità della cache su questo modello, ma ci aspettiamo altri miglioramenti legati a interventi sul progetto, come la minore latenza L2 e L3 che abbiamo misurato con i processori Threadripper.

  L1 L2 L3 Memoria principale
Range 2KB - 32KB 32KB - 512KB 512KB - 8MB 8MB - 1GB

Il throughput della cache single-thread di Ryzen 5 2400G rimane alla pari con i Ryzen di precedente generazione, ma il throughput multi-thread si riduce significativamente a causa delle minori regioni che rispondono. Come risultato del nuovo progetto a singolo CCX e le altre modifiche, vediamo la minore latenza di cache L2 e L3 che abbiamo misurato su un processore Ryzen. È senz'altro positivo per quelle applicazioni sensibili alla latenza. Questa tendenza si conferma per tutti e tre i tipi di accesso ai dati, che abbiamo illustrato in dettaglio in passato. Vi mostriamo anche versioni più particolareggiate delle misure di latenza che mostrano la latenza della memoria principale. Il 2400G eccelle nel test di accesso sequenziale alla memoria principale.

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