16 Threads für 550 Euro: AMD RYZEN 7 1800X im Test

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amd ryzen teaser 100Eine neue Ära – so beschreibt AMD selbst den Start der RYZEN-Prozessoren. Die dazugehörige Zen-Architektur soll ein Neustart für AMD sein und das auf allen wichtigen Märkten. Den Anfang machen die RYZEN-Prozessoren auf dem Desktop. Die Zen-Architektur soll AMD aber auch zu einem Neustart auf dem Servermarkt verhelfen und die Notebooks sollen mit entsprechenden Modellen gegen Ende 2017 oder Anfang 2018 bestückt werden.

Während AMD bei den Grafikkarten ein wichtiger Gegenspieler für NVIDIA ist, ist das Prozessoren-Geschäft für AMD stark rückläufig. Zwar konnte man immer wieder kleine Erfolge in Nischen erzielen, aber weder auf dem Desktop, noch bei den Notebooks und schon gar nicht bei den Servern spielt man eine wichtige Rolle. Dies hat auch damit zu tun, dass AMD gegenüber Intel hinsichtlich der Fertigung nie aufschließen konnte. Lange war man auf die planaren 32- und 28-nm-Verfahren angewiesen, die nicht mehr konkurrenzfähig sind. Bulldozer konnte als Architektur auch keine der Erwartungen gänzlich erfüllen.

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Dabei wusste AMD stets Verbesserungen in seine Designs einzubauen. Die integrierten Grafikblöcke und auch Multimedia-Funktionen sind mit denen von Intel gleichauf – was fehlte waren die architektonischen Weiterentwicklungen bei den CPU-Kernen als solche und eben der Rückstand hinsichtlich der Fertigung. Mit einem FinFET-Fertigungsverfahren, der daraus resultierenden Verbesserung der Effizienz und einer versprochenen Steigerung der IPC-Leistung um 40% will AMD nun aber wieder Anschluss gefunden haben.

Während sich Intel in den letzten Generationen schwer getan hat die Leistung unabhängig von der verbesserten Fertigung in größeren Schritten zu verbessern, will AMD mit der Zen-Architektur einen großen Sprung gemacht haben - was mit Blick auf die Ausgangslage aber natürlich deutlich einfacher ist. Dazu mussten weite Bereiche der Kern-Architektur überdacht werden. Es gibt ein Simultaneous Multithreading, einen Micro-Op-Cache für jeden CPU-Kern, einen überarbeiteten L1- und L2-Cache sowie eine FPU. All das zusammen soll zur Leistungssteigerung beitragen, für sich alleine könnte keine der Verbesserungen die notwendigen Ergebnisse erreichen.

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In der vergangenen Woche stellte AMD die ersten drei der neuen Modelle vor. Allesamt Achtkerner, die via Simultaneous Multithreading bis zu 16 Threads verarbeiten können. Unterschiede gibt es nur bei der TDP, dem Takt, der Höhe des XFR-Taktes (AMDs "Turbo"-Modus) sowie natürlich beim Preis.

Die RYZEN-Modelle im Vergleich
Modell TDP (W) Kerne Threads Taktraten XFR L3-Cache Preis
RYZEN 7 1800X 95 W 8 16 3,6 / 4,0 GHz 4,1 GHz 16 MB 559 Euro
RYZEN 7 1700X 95 W 8 16 3,4 / 3,8 GHz 3,9 GHz 16 MB 439 Euro
RYZEN 7 1700 65 W 8 16 3,0 / 3,7 GHz 3,75 GHz 16 MB 359 Euro

Der RYZEN 7 1800X ist das schnellste Modell, bietet acht Kerne und 16 Threads, die mit einem Takt von mindestens 3,6 GHz arbeiten, per Boost aber auf bis zu 4,0 GHz kommen. Per XFR sollen sogar 4,1 GHz möglich sein. Der RYZEN 7 1800X ist mit einer Thermal Design Power (TDP) von 95 W bewertet. Hierzulande ist er derzeit ab 559 Euro zu haben und damit deutlich günstiger, als der vermeintliche Konkurrent in Form des Intel Core i7-6900K, der ab 1.100 Euro zu haben ist.

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Zweiter Vertreter ist der RYZEN 7 1700X, der weitestgehend identisch zum größeren Modell ist, mit einem Basistakt von 3,4 GHz und einem Boosttakt von 3,8 GHz aber jeweils 200 MHz niedriger taktet. Per XFR sind auch hier zusätzliche 100 MHz möglich. Mit 439 Euro ist der RYZEN 7 1700X aber bereits deutlich billiger. Dritter und zunächst einmal kleinster RYZEN-Prozessor ist der RYZEN 7 1700. Wohl größter Unterschied sind das niedrigere TDP-Rating von 65 W sowie die Taktraten von 3,0 bzw. 3,7 GHz. Auch die Non-X-Modelle verfügen über XFR und können die Takt noch weiter steigern. Beim RYZEN 7 1700 beträgt der zusätzliche Boost allerdings nur zusätzliche 50 MHz. Durch den Preis von 359 Euro senkt AMD den Preisniveau für Achtkern-Prozessoren deutlich.

Allesamt können diese drei Modelle seit der vergangenen Woche vorbestellt werden. Die Auslieferung beginnt mit Erscheinen dieses Artikels. Während der RYZEN 7 1800X und 1700X allerdings ohne Kühler ausgeliefert werden, liegt der Boxed-Version des RYZEN 7 1700 noch einer der neuen Wraith-Kühler bei. Auch darauf werden wir später noch genauer eingehen.

Unterstützung von DDR4 mit RYZEN
Speicherbestückung Geschwindigkeit
Dual-Channel / Dual Rank / 4 DIMM DDR4-1866
Dual-Channel / Single Rank / 4 DIMM DDR4-2133
Dual-Channel / Dual Rank / 2 DIMM DDR4-2400
Dual-Channel / Single Rank / 2 DIMM DDR4-2667

Die RYZEN-Prozessoren unterstützen allesamt DDR4. Dabei unterscheidet AMD aber natürlich je nachdem, wie viele der DIMM-Steckplätze bestückt sind und ob es sich dabei um Dual-Rank- oder Single-Rank-Module handelt. Im ungünstigsten Fall läuft der DDR4 mit 1.866 MHz, im besten Falle läuft der Speicher sofort mit 2.667 MHz. Die Mainboard-Hersteller implementieren natürlich auch manuelle Modi, die DDR4-Speicher mit deutlich über 3.000 MHz im Zusammenspiel mit einem RYZEN-Prozessor möglich machen sollen. ECC geschützter Speicher wird ebenfalls unterstützt.

Nur Werte zum RYZEN 7 1800X

Bislang haben wir nur einen RYZEN 1800X testen können. AMD wird uns in Kürze ein Sample von RYZEN 7 1700X und RYZEN 7 1700 zur Verfügung stellen, allerdings wird das zu einem späteren Zeitpunkt geschehen. Ohnehin hätten wir schwerlich gleich drei Prozessoren zum Start testen können, da der Start der neuen Prozessoren, der NVIDIA Editors Day, auf dem die GeForce GTX 1080 Ti vorgestellt wurde, sowie der Mobile World Congress in diesem Jahr zusammengefallen sind. Die Zeit war also knapp und demnach haben wir uns auf den RYZEN 7 1800X konzentriert. Dennoch liefern wir hier noch einmal die Daten, die auf dem RYZEN Tech Day präsentiert wurden:

Cinebench R15

Multi-Thread

Cinebench-Punkte
Mehr ist besser

Cinebench R15

Singe-Thread

Cinebench-Punkte
Mehr ist besser

Die Benchmarks sind allesamt auf vergleichbaren Systemen entstanden – die identische Speicherausstattung ist hier sicherlich der wichtigste Punkt, wobei AMD nicht genau sagen wollte, mit welchem Takt der DDR4-Speicher angesprochen wurde.

Vorschau auf RYZEN 5 und RYZEN 3

Die ersten Modelle der RYZEN-5-Serie sollen im 2. Quartal auf den Markt kommen. Die RYZEN-3-Serie erscheint noch einmal etwas später im 2. Halbjahr 2017. Wie alle anderen RYZEN-Prozessoren auch, sind alle Modelle der RYZEN-5 und RYZEN-3-Serie unlocked und haben damit einen offenen Multiplikator. Ohne die Pro-Modelle wird es neun Varianten von RYZEN geben. Unterteilt sind diese in drei Serie mit acht, sechs oder vier Kernen.

Die RYZEN-Modelle samt Kühler-Voraussetzungen
Modell TDP (W) Kerne Threads Taktraten L3-Cache
RYZEN 7 1800X 95 W 8 16 3,6 / 4,0 GHz 16 MB
RYZEN 7 1700X 95 W 8 16 3,4 / 3,8 GHz 16 MB
RYZEN 7 1700 65 W 8 16 3,0 / 3,7 GHz 16 MB
RYZEN 5 1600X 95 W 6 12 3,6 / 4,0 GHz 16 MB
RYZEN 5 1500X 65 W 6 12 3,5 / 3,7 GHz 16 MB
RYZEN 5 1400X* 65 W 4 8 3,5 / 3,9 GHz 8 MB
RYZEN 5 1300* 65 W 4 8 3,3 / 3,6 GHz 8 MB
RYZEN 3 1200X* 65 W 4 4 3,4 / 3,8 GHz 8 MB
RYZEN 3 1100* 65 W 4 4 3,2 / 3,5 GHz 8 MB

*Bisher gibt es keine offiziellen Informationen zu diesen Modellen

Die komplette Produktpalette wurde bereits im Vorfeld des RYZEN Tech Day bekannt. AMD selbst nannte konkret nur den RYZEN 5 1600X mit sechs Kernen und zwölf Threads, die bei einem Takt von 3,6 bzw. 4,0 GHz arbeiten. Der RYZEN 5 1500X bietet ebenfalls sechs Kerne und zwölf Threads, kommt aber nur auf 3,5 bzw. 3,7 GHz. Angaben zu XFR macht AMD noch nicht.

Zum RYZEN 5 1600X lieferte AMD auf dem Tech Day ebenfalls eine kleine Vorschau auf die Leistung und zeigte erste Cinebench-Ergebnisse:

Cinebench R15

Multi-Thread

Cinebench-Punkte
Mehr ist besser

Auf den folgenden Seiten schauen wir uns die Funktionen der RYZEN-Prozessoren in Form von Architektur, der Fertigung und in weiteren Punkten einmal etwas genauer an.


Eine der größten Änderungen innerhalb der Zen-Architektur ist, dass jeder Kern wieder mehr für sich allein steht. In der Bulldozer-Architektur wurde eine Sharing zahlreicher Komponenten vorgesehen – FPU, SIMD und der L2-Cache waren eine Ressource, die zwischen zwei CPU-Kernen aufgeteilt wurde. All dies steht nun einem CPU-Kern exklusiv zur Verfügung, teilt sich aber bei Bedarf auf zwei Threads auf – ähnlich wie bei Intels Hyper Threading.

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Eine wichtige Neuerung bei AMD ist der Micro-Op-Cache. Intel verwendet diesen bereits seit der Sandy-Bridge-Architektur. Der Micro-Op-Cache beschleunigt das x86-Decoding und wird vom Instruction Fetch und der Decode Pipeline gefüttert. Die Instructions und die Branch Prediction erfolgen in 64 Byte großen Blöcken, teilen sich im Instruction Fetch auf 2x 32 Byte auf. Die Branch Prediction selbst funktioniert dynamisch und kann Branches, die fehlerhaft zugeordnet wurden, erneut zuteilen und priorisieren.

Der Zen-Kern als solches verfügt über vier Integer-Einheiten, die über 168 Register verfügen und die 192 Instruktionen in Flight bearbeiten können. Zwei Load/Store-Einheiten kümmern sich darum, die Daten nach der Bearbeitung wieder in die Caches zu schreiben. Ebenfalls zur Verfügung stehen zwei Fließkomma-Einheiten mit jeweils 128 Floating Point Multiply Accumulatoren. Der Instruktion-Cache ist 64 kB groß und kann vierfach beschrieben und gelesen werden, der Data-Cache fasst 32 kB und auf diesen kann achtfach zugegriffen werden. Der dazugehörige L2-Cache misst 512 kB und kann ebenfalls achtfach beschreiben oder gelesen werden. Hinzu kommt ein Shared-L3-Cache.

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Auf drei Standsäulen baut sich der neue Zen-Kern hauptsächlich auf: Ein optimierter und schnellerer Kern als solcher, ein verbessertes Caching-System und eine niedrigere Leistungsaufnahme. Zur Leistungssteigerung trägt hauptsächlich die Unterstützung von Multi Threading bei. Damit lässt sich der größte Sprung bewältigen. Hinzu kommen aber auch eine verbesserte Vorhersage und Zuteilung der Rechenaufgaben, sodass es weniger Fehler und fehlerhafte Zuteilungen gibt, was weniger Durchläufe notwendig macht. Ein großer Op-Cache hilft an dieser Stelle und ist neu in der Zen-Architektur.

Der Micro-Op-Dispatch wurde von sechs auf vier erweitert. Der Instruction Scheduler ist mit 84 gegenüber 48 Integer- und 96 gegenüber 60 Floating-Point-Operationen ebenfalls deutlich größer. Potenziell fehlerhafte Instruktionen können nun in einer Anzahl von acht anstatt vier zurückgezogen werden, bevor sie überhaupt in die Pipeline gelangen. Allesamt sind auch die Queues größer geworden und bemessen nun 192 für das Retiring, 72 für die Load- und 44 für die Store-Unit.

Der L1-Cache ist nun mit einer Writeback-Funktion versehen worden, was zu einem Großteil dafür sorgt, dass die einzelnen Kerne effizienter geworden sind. Der L2-Cache wurde ebenfalls deutlich beschleunigt und der L3-Cache taktet nun mit dem gleichen Takt, wie der schnellste Kern des CPU Complex. AMD konnte die Bandbreite des L1- und L2-Caches verdoppeln, der L3-Cache ist sogar bis zu fünfmal schneller angebunden.

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Schaut man sich den sogeannten Floor Plan eines CPU Complex der Zen-Architektur an, wird gleich deutlich, wie klein die eigenen Recheneinheiten in Form von ALU und FPU im Verhältnis zu den restlichen Komponenten sind. Die Caches, der Scheduler und die Prediction-Einheiten belegen etwa 80 % des Platzes.

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Große Fortschritte hat AMD bei der Implementierung des L2-Caches gemacht. Dies gilt für die Fertigung, die 512 kB auf 1,5 mm² packt, während Intel auf 0,9 mm² nur 256 kB unterbringen kann. AMD wählt die Bandbreite des L2-Caches aber auch etwas ausgewogener als Intel, die viel Fläche für die Anbindung opfern, was im Serverbereich ein Vorteil ist, bei den Desktop-Prozessoren aber keine allzu große Rolle spielt. AMD kann hier in dieser Hinsicht also eine gewisse Ausgewogenheit nachgesagt werden.

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Diesen zunächst einmal auf dem Papier vorhandenen Vorteil hat sich AMD auch beim L3-Cache erarbeitet. Dieser kann 16-fach assoziiert werden und die 8 MB teilen sich bis zu vier Kerne eines CPU Complex. Die Frequenz des L3-Caches passt sich der des schnellsten Kerns im CPU Complex an. Um Strom zu sparen teilt sich der L3-Cache in vier Bereiche auf, die getrennt voneinander mit Spannung versorgt werden können, sodass nur die Bereiche versorgt sind, die auch wirklich gebraucht werden.

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Einen Großteil der Multi-Threaded-Leistung bezieht AMD natürlich aus der Unterstützung von Simultaneous Multithreading – also der Möglichkeit zwei Threads pro Kern zu verarbeiten. Im Falle eines Threads pro Kern stehen diesem natürlich alle Ressourcen zur Verfügung. Sollen aber zwei Threads verarbeitet werden, sind bestimmte Priorisierungen notwendig. Hinzu kommt der Umstand, dass bestimmte Ressourcen nur noch geteilt zur Verfügung stehen. Im Schaubild sind diese exklusiven und geteilten Bereiche markiert.

Zen-Architektur nicht zwangsläufig auf Server ausgelegt

AMD plant die Zen-Architektur in Form der Naples-Prozessoren auch auf dem Servermarkt anzubieten. Ob AMD hier eine Chance gegen Intel haben wird, ist die Frage. Mit Naples konzentriert man sich zunächst auf die Single- und Dual-Sockel-Systeme. Um sich nicht in allen Bereichen des Server-Segments zu verlieren, plant AMD offenbar eine gezielte Ausrichtung von Naples auf einen bestimmten Markt. Server mit einem Sockel sollen in Kürze Dual-Sockel-Systeme ersetzen – aber auch diese werden noch eine Weile eine große Rolle spielen. Mit Naples deckt AMD beide Märkte nach eigenen Angaben sehr gut ab.

Forrest Norrod von AMD dazu: „Single Socket CPU Platforms Rising. Thanks to the move to more advanced chip manufacturing processes and the availability of more transistors, a single SoC (1P) server can now fill the need for many of today’s 2P server platforms. This is great news for both on-premises and off-premises customers of IT hardware."

Mit 32 Kernen und 64 Threads pro SoC zielt AMD aber natürlich auch auf die Notwendigkeit von mehr und mehr Kernen ab, die gleichzeitig verarbeitet werden können. „Processor Cores Matter. In a world of cloud computing, being able to deliver more useful work across more cores and their supporting resources equals more efficient provisioning of services to more users and lower TCO. Simple as that", so Norrod.

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AMD hat aber auch eine Gesamtstrategie in der Hinterhand, denn schnelle SoCs bzw. Prozessoren decken nur einen Teil der Bedürfnisse ab. In fast allen Compute-Bereichen spielen GPUs eine immer wichtigere Rolle und mit den Radeon-Instinct-Karten plant AMD hier auch die passende Hardware auf den Markt zu bringen. Auf dem Tech Summit 2016 zeigte AMD erstmals einen Naples-Server mit den dazu passenden GPU-Beschleunigern. Rein auf die Rechenleistung der Prozessoren bezogen wird man mit Intels Haswell- und Skylake-Architektur im Serverbereich nicht mithalten können. Mit AVX-FMA-Instruktionen bietet Intel die doppelte Anzahl an FLOPS pro Takt und auch die doppelte Cache-Bandbreite für die Floating-Point- und SIMD-Einheiten. Die Nutzung von AVX512-Instruktionen wird diesen Vorsprung für Intel noch vergrößern. Im HPC-Bereich wird es AMD daher auch mit Naples gegen Intel schwer haben und daher auch die Konzentration von AMD auf bestimmte Bereiche.

„Heterogeneous Systems go Mainstream. GPUs and other accelerators supporting the CPU will become fundamental building blocks of computing. A host of new applications incorporating deep neural networks and machine learning, artificial intelligence, virtual and augmented reality will be supported in the datacenter by combinations of GPUs, CPUs and FPGAs", so Forrest Norrod dazu.

Neben der reinen CPU-Leistung spielen im Server-Segment aber auch Dinge wie die Speicheranbindung, I/O-Fähigkeiten und Sicherheitsfunktionen eine wichtige Rolle. Unter anderem können bestimmte Bereiche des Arbeitsspeichers für einzelne virtuelle Instanzen verschlüsselt werden – Secure Memory Encryption (SME) und Secure Encrypted Virtualization (SEV) heißen die dazugehörigen Technologien. Ziel beider ist die Verschlüsselung der Daten im Arbeitsspeicher. Dazu verwendet AMD eine AES128-Verschlüsselung mit einem geheimen Schlüssel. Dieser soll nicht ausgelesen oder manipuliert werden können. SME und SEV arbeiten aber auf unterschiedlichen Ebenen der Verschlüsselung.

AMD opfert den Server-Bereich aber auch teilweise, um Chipfläche einsparen und die Effizienz hochhalten zu können. Auf der International Solid State Circuits Conference 2017 (ISSCC) verglich AMD die eigenen Anstrengungen gegenüber Intel.


AMD verglich auf der ISSCC das Quad-Core-Design eines RYZEN-Prozessors mit einem Quad-Core-Design eines Kaby-Lake-Prozessors von Intel. Während dieser Block bei AMD rund 44 mm² groß sein soll, sind es bei Intel 49 mm². Diese 11 Prozent Unterschied klingen zunächst nach nicht viel, können für die Fertigung und die Fertigungskosten aber entscheidend sein. Natürlich lassen sich CPU-Kerne nicht Eins-zu-eins vergleichen, alleine schon aufgrund des Aufbaus und des verwendeten Caches sind hier Unterschiede vorhanden. AMD scheint es aber geschafft zu haben, die Strukturen enger zu packen, als dies bei Intel der Fall ist.

Vergleich zwischen Zen und Kaby Lake
Architektur: AMD ZEN Intel Kaby Lake
Fertigung: 14 nm 14 nm
Kerne/Threads: 4 Kerne / 8 Threads 4 Kerne / 8 Threads
Fläche: 44 mm² 49 mm²
L2-Cache:  512 kB
1,5 mm²/Kern
256 kB
0,9 mm²/Kern
L3-Cache:  8 MB
16 mm²
8 MB
19,1 mm²
CCP:  78 nm 70 nm
Fin Pitch:  48 nm 42 nm
Metal Pitch:  64 nm 52 nm
Standard 6t SRAM: 0,0806 mm² 0,0588 mm²
Metal Layers: 12 13

Konkret verglichen wird ein Quad-Core von Intel auf Basis von Kaby Lake. Intel verwendet einen 256 kB großen L2-Cache, hinzu kommen 8 MB L3-Cache. AMD verwendet in einem CPU Complex (CCX) 512 kB L2-Cache Pro Kern und ebenfalls 8 MB L3-Cache über die vier Kerne hinweg. Den L3-Cache kann AMD mit 16 mm² kompakter aufbauen, als dies Intel mit 19,1 mm² gelungen ist. Auch der doppelt so große L2-Cache ist mit 1,5 mm² dichter gepackt als bei Intel mit 0,9 mm².

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Neben der reinen Größe des Chips spielen auch noch weitere Faktoren eine Rolle. So verwendet AMD offenbar nur zwölf Metal-Layer, während es bei Intel 13 sind. Auch dies kann die Fertigungskosten reduzieren und zeigt, wie effektiv die Zen-Architektur offenbar hinsichtlich der Fertigung ist. Während Intel ein eigenes Fertigungsverfahren in 14 nm verwendet (14FF+), hat AMD bzw. GlobalFoundries das 14LLP-Verfahren von Samsung lizensiert.

Die Zen-Architektur soll hinsichtlich der Effizienz in einem Taktbereich von 1,5 bis 4,0 GHz sauber skalieren und wird es AMD auch möglich machen nicht nur möglichst effiziente High-End-Desktop-Prozessoren anzubieten, sondern auch Notebooks-CPUs oder APUs, die passiv gekühlt werden können. Laut Lisa Su, CEO bei AMD, befinden sich die ersten mobilen Prozessoren bereits in den Tests und zeigen gute Ergebnisse.

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Insgesamt spricht AMD von einer Effizienzsteigerung um 270 % gegenüber Vorgänger-Architekturen: 129 % sollen dabei durch die Architektur erreicht worden sein, 70 % durch die FinFET-Fertigung, 40 % durch Pure Power und 31 % durch das physikalische Design. Auf die Details zu Pure Power gehen wir auf der nächsten Seite noch etwas genauer ein.

4,8 Milliarden Transistoren auf 195 mm²

Auf der Keynote des AMD RYZEN Tech Day verriet AMD die Anzahl der Transistoren eines RYZEN-7-Prozessors: 4,8 Milliarden sollen es sein. Die oben in der Tabelle veröffentlichten Zahlen und die von AMD veröffentlichten Dieshots lassen nun eine Berechnung der Chipgröße zu. Diese dürfte knapp unter 200 mm² liegen, errechnet haben wir 195 mm². Vergleicht man dies nun mit einem Broadwell-EP-Prozessor, kommt dieser auf 246 mm² bei einer Transistorenanzahl von 3,1 Milliarden.

Damit ist ein RYZEN-7-Prozessor zwar deutlich kleiner als ein ebenfalls mit acht Kernen ausgestatteter Broadwell-EP, besitzt aber auch deutlich mehr Transistoren, was die Packdichte der Fertigung der Architektur durch GlobalFoundries noch einmal unterstreicht.

Durch den Aufbau der Zen-Architektur verhindert AMD einen Großteil des Overheads, den man in Vorgänger-Architekturen noch mitschleppen musste. Dies sorgt zum einen für den Zugewinn an Leistung pro Takt. Die Instruktionen pro Takt (IPC) sind eine Größenordnung, die AMD im Zusammenhang mit der Zen-Architektur gerne anführt. Angepeilt war eine Steigerung um 40 % Excavator, letztendlich erreicht haben will man 52 %. Auf dem RYZEN Tech Day wurden aber leicht andere Zahlen präsentiert.

So tauchten im Kleingedruckten Angaben wie die besagten +52 % gegenüber der Piledriver-Architektur auf. Gegenüber Excavator sollen es sogar +64 % sein. Ermittelt hat AMD diese Werte laut eigenen Angaben im Cinebench R15 1t und SPECint06, wobei die Prozentzahlen sich ausschließlich auf SPECint06 beziehen. Im Cinebench R15 1t sind es dann laut AMD +76 % gegenüber Piledriver und +58 % gegenüber Excavator. Aber dies sind nur sehr isolierte Angaben eines bestimmten Leistungswertes, der von AMD aber gerne herausgestellt wird und der auch den Fokus bei der Entwicklung der Zen-Architektur wiederspiegeln soll.


Die AMD SenseMI Technology setzt sich zusammen aus Pure Power, Precision Boost, Extended Frequency Range, Neural Net Prediction und Smart Prefetch.

Pure Power soll dafür sorgen, dass bei geringerer Leistungsaufnahme eine identische Leistung erreicht wird. Diese Technologie ist in dieser Form aber nicht wirklich neu, sondern wurde für die Zen-Architektur nur verfeinert. AMD verbaut hunderte Sensoren für Temperatur, Spannung und Takt auf dem CPU-Die. Genauer gesagt sollen dies 48 Sensoren sein, welche die Spannungsversorgung der verschiedenen Bereiche überwachen. Hinzu kommen 20 Temperatursensoren und neun sogenannte Droop-Sensoren. Diese Spannungs-Droops treten auf, wenn die Spannung unter Last stark abfällt – entsprechend muss dann gegengesteuert werden. Die Angabe von mehreren hundert Sensoren beruht sicherlich auch darauf, dass AMD nicht nur diese schnelle Sensoren einsetzt, sondern auch langsamere Modelle in eher unkritischen Bereichen einsetzt damit mehrere tausende critical path überwacht.

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Hinzu kommt die dazugehörige Messelektronik. Aus den dort ermittelten Daten wird eine Spannungs/Taktkurve erstellt – für jeden Prozessor in mehreren Temperaturstufen. Diese Spannungs/Taktkurve wird fest auf dem Prozessor integriert und er arbeitet in der Folge auf Grundlage dieser Tabelle. die Frequenz ist dabei der fixe Wert, wohingegen die Spannung entsprechend variabel angepasst wird.

Precision Boost ermöglicht die genaue Kontrolle des Taktes und arbeitet mit Pure Power zusammen. Die Messelektronik ist dabei fast identisch bzw. es werden die gleichen Messsensoren verwendet, um bei gleicher Leistungsaufnahme einen höheren Takt zu erreichen. Auch hier kommt ein neues Infinity Control Fabric zum Einsatz. Precision Boost kann den CPU-Takt in Schritten von 25 MHz erhöhen. Die klassischen Boost-States ermöglichen nur acht Abstufungen und diese auch nur in 100-MHz-Schritten. Mit der Zen-Architektur wird dies anders, denn hier sind bis zu 100 Schritte möglich, die in Inkrementen von 25 MHz festgelegt werden können. Außerdem ist es dem Prozessor möglich in weniger als 1 ms in diesen States zu wechseln. Auch ein Wechsel während der Ausführung von Code ist möglich – früher ging dies nicht.

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Auf dem RYZEN Tech Day sprach AMD viel über Effizienz und wie man diese erreicht hat. Dabei spielt natürlich auch die Spannungsversorgung und die Zuteilung derselbigen eine Rolle. AMD verwendet dabei das sogesannte lineare Low Drop Out (LDO), während Intel das Fully Integrated Voltage Regulator (FIVR) favorisiert. Der FIVR war eine der größten Neuerungen für die ersten "Haswell"-Prozessoren. Mit der Integration des Spannungswandler wollte Intel die Spannungsversorgung auf den Mainboards vereinfachen, die zuvor noch fünf unterschiedliche Spannungen an das CPU-Package liefern mussten: Vcore, Vgpu, VCCSA, VCCIO und PLL. Zudem sollte dieser Schritt Intel mehr Kontrolle über die Versorgung des Prozessors ermöglichen, was auch Einsparungen beim Verbrauch nach sich ziehen sollte.

Laut AMD ist der LDO deutlich simpler im Aufbau und bietet zudem über die Standard-Anwendungen hinweg eine Effizienz von 95 % und ermöglicht dabei die Ansteuerung der Spannung eines jeden Prozessor-Kerns unabhängig voneinander. Dies ist auch bei einem FIVR möglich, allerdings ist alleine das Schaltelement bzw. der Schaltkreis als solches bereits deutlich komplexer und größer und letztendlich auch weniger effizient. In den Leistungsmessungen und im Zusammenhang mit der gebotenen Leistung wird sich dann auch dieser Umstand in gewisser Weise zeigen.

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Eigene Layer im Die sowie weitere Komponenten stellen sicher, dass die Spannungsversorgung über den LDO auch an der richtigen Stelle ankommen. Natürlich aber spielt auch die Versorgung über die VRMs der Mainboards eine wichtige Rolle, der LDO ist aber der entscheidende Bestandteil, der am nächsten an den zu versorgenden Komponenten sitzt und die Anforderungen am besten kennt – damit die ideale Ansteuerung vornehmen kann. Im RYZEN 7 1800X können alle acht physikalischen Kerne getrennt durch den LDO mit der entsprechenden Spannung angesteuert werden. Diese unabhängige Versorgung unterscheidet sich zu früheren Ansätzen, in denen das schwächste Mitglied, also der Kern, der die höchste Spannung benötigte, um bei einer bestimmten Frequenz zu arbeiten, die Basis für die Versorgung des kompletten Prozessors vorgab. AMD kann nun deutlich granularer ansteuern und damit die Effizienz erhöhen.

XFR als Tuning mit womöglich geringer Substanz

Um noch zusätzliches Übertaktungs-Potenzial bieten zu können, hat AMD die Extended Frequency Range (XFR) implementiert. Abhängig von der Kühlung sollen die Prozessoren mit dieser Methodik deutlich höhere Taktraten erreichen. XFR kann den Boost-Takt über oder unter dem Precision Boost betreiben. Besonders unter Verwendung einer Wasser- oder LN2-Kühlung soll die Leistung der Zen-Prozessoren profitieren.

XFR und die verschiedenen P- und Boost-States versuchen wir mal im Falle des RYZEN 7 1800X genauer zu erläutern. Von den acht P-States sind eigentlich nur die oberen drei interessant. P2/Pmin ist der Idle-Takt unter Windows und der liegt bei 2,2 GHz. Natürlich können die Prozessoren noch niedriger takten, P2/Pmin ist aber eine Ausgangslage, von der der Prozessor auch wieder schnell in die schnelleren States wechseln kann. Der P1 State liegt bei 3,2 GHz und wird dann erreicht, wenn leichte Last auf dem Prozessor vorhanden ist, aber noch nicht von einer Auslastung gesprochen werden kann. Der P0 State wiederum deckt sich mit dem Basis-Takt, in diesem Fall sind es 3,6 GHz. Ab dieser Stelle schaltet das Betriebssystem die Kontrolle der P-States ab und übergibt vollständig an den Prozessor. Nun kommen wir zu den verschiedenen Boost-Fällen.

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Mehr als zwei CPU-Kerne können im Falle des RYZEN 7 1800X von 3,7 GHz auf bis zu 4,0 GHz übertakten. Darüber hinaus gibt es noch die Extended Frequency Range. Diese reicht im Falle des RYZEN 7 1800X auf bis zu 4,1 GHz – gilt aber nur für zwei Kerne. XFR wird auch nur dann erreicht, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Im Falle des RYZEN 7 1800X und 1700X sind die das nicht erreichen der vorgeschriebenen Verbrauchsgrenze sowie die Einhaltung des Temperaturlimits von 59,9 °C für die Tcase-Temperatur, die im Heatsink selbst abgerufen wird. Für den RYZEN 7 1700 gilt eine Tcase-Temperatur von 71,3 °C, damit per XFR der Takt um weiter angehoben werden kann.

Wer XFR nutzen möchte, benötigt also eine gute Kühlung, damit die Tcase-Temperatur im Rahmen bleibt und außerdem wird das XFR auch noch auf zwei Kerne beschränkt. Es wird sich in der Praxis zeigen müssen, wie groß der Einfluss von XFR sein kann. Die Abhängigkeit von der Kühlung macht direkte Vergleiche sicherlich auch schwieriger. Abschalten lässt sich XFR übrigens, wenn ein Overclocking vorgenommen wird. Sobald der Nutzer Werte wie den Baseclock für das Mainboard oder den Mulitplikator ändert, fällt der Prozessor auf die dort gemachten Einstellungen zurück und alle Boost-Mechanismen sowie XFR sind nicht mehr aktiv.

Für die Effizienz und Geschwindigkeit einer Prozessor-Architektur sind Maßnahmen wie die Vorhersagen nächster Rechenaufgaben besonders wichtig. AMD will auch diesen Bereich deutlich verbessert haben und nennt dies Neural Net Prediction. AMD spricht sogar von einer AI innerhalb des Prozessors, wenngleich das sicherlich etwas übertrieben ist, denn die Prozessor-Architektur ist immer auch abhängig von der Software-Unterstützung. AMD hat den Branch History Table verdoppelt, um Vorhersagen zu verbessern. Smart Preftech kümmert sich um die dazugehörigen Daten und will diese effizient in den richtigen Cache oder die Register verteilen. Ein Shared-L3-Cache kommt im Falle von Summit Ridge auf 16 MB, zusätzlich stehen noch 4 MB L2-Cache zur Verfügung.


Schon auf dem AMD Tech Summit im Dezember gab AMD erste Informationen zum Infinity Fabric bekannt, dem neuen schnellen Interconnect, der dafür sorgen soll, dass die unterschiedlichen Blöcke in einem Prozessor möglichst schnell versorgt werden können. In einem RYZEN-Prozessor wird der Infinity Fabric beispielswiese dazu verwendet die Speichercontroller anzubinden. Aber auch andere zukünftigen Produkte sollen den Infinity Fabric verwenden und damit unter anderen den alten Fusion Compute Link ablösen, der in den APUs ab 2011 verwendet wurde, um die CPU und die GPU untereinander zu verbinden. Der Infinity Fabric wird im RYZEN-Prozessor verwendet, aber auch in der zukünftigen Vega-GPU, dem Naples-Serverprozessor, RYZEN Mobile APUs und kommenden SoCs von AMD.

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An diesem Infinity Fabric hat AMD seit 4 Jahren gearbeitet. Der Name Fabric legt im Grunde schon nahe, um welche Struktur es sich handelt, denn Fabric heißt übersetzt Stoff und ebenso ist auch dieser Interconnect aufgebaut. Laut AMD ist der Infinity Fabric modular aufgebaut und kann beliebig komplex ausgeführt werden. Eben diese Skalierbarkeit soll den Infinity Fabric in allen neuen Prozessoren und GPUs einsetzbar machen.

Der Infinity Fabric teilt sich auf in einen Control Fabric und Data Fabric. Der Control Fabric ist für die Ansteuerung der verschiedenen Engine-HUBs verantwortlich. Auf Basis des Control Fabric können Technologien wie das Power Management, Sicherheitsfunktionen, Reset&Initialization und das Testing durchgeführt werden. Der Data Fabric hingegen ist ein extrem schneller Interconnect, der dafür verantwortlich ist, dass die Daten schnellstmöglich innerhalb einer Architektur bewegt werden können. Über den Data Fabric wird auch die Verbindung zum Speichercontroller sichergestellt. Im Falle der Vega-GPU bedeutet dies, dass der Interconnect bis zu 512 GB/s zur Anbindung des HBM2 bereitstellen muss. Im Falle eines Mobile-Prozessors mit DDR4-Arbeitsspeicher sind aber auch nur 40-50 GB/s notwendig. Eben dies soll zeigen, wie flexibel der Infinity Fabric ist.

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Der Infinity Fabric ist Bestandteil der Vega-Architektur bei den Grafikkarten, aber auch von Summit Ridge bzw. den RYZEN-Prozessoren sowie den später geplanten Mobile-Prozessoren Raven Ridge, die ebenfalls unter der Marke RYZEN vermarktet werden sollen. Im Falle der Vega-Architektur soll der Infinity Fabric als Mesh, also in einer Gitterstruktur ausgeführt werden. Dies liegt vor allem daran, dass in einer GPU tausende von Shadereinheiten mit Daten gefüttert werden müssen und eine effiziente Verteilung der Daten ist über ein Mesh am besten möglich. Bei den Prozessoren sollen weniger komplexe Topologien für den Infinity Fabric zum Einsatz kommen, da hier nur bestimmte Bereiche über den Infintiy Fabric angebunden werden. AMD wollte keine weiteren Details verraten, eine Ringstruktur wäre hier aber denkbar und wird beispielsweise auch von Intel so umgesetzt.

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Isoliert auf die RYZEN-Prozessoren betrachtet bietet sich durch den Infinity Fabric für AMD die Möglichkeit die Multi-Threading-Leistung mit der Anzahl der Kerne linear steigern zu können. Interne Tests scheinen bei AMD zeigen zu können, dass ein Achtkern-Prozessor auch wirklich fast doppelt so schnell ist, wie ein Vierkern-Prozessor. Die Bandbreite, die zur Interkommunikation und zur Anbindung verschiedenen Komponenten zur Verfügung steht, scheint also ausreichend hoch zu sein.

Eine wichtige Rolle spielt dies aber nicht nur bei den Desktop-Prozessoren, sondern noch viel mehr für Server auf Basis der Zen-Architektur. Mit den Naples-Prozessoren mit 32 Kernen und 64 Threads will AMD im Sommer hier die ersten Modelle auf den Markt bringen. Genaue Details dazu sollen in Kürze veröffentlicht werden. Der Infinity Fabric ist dabei auch aber kein reiner Interconnect innerhalb einer CPU oder einer GPU. Laut AMD soll der Infinity Fabric auch in Multi-Socket-Verbindungen zum Einsatz kommen. Dort dient er als technische Basis für AMDs HyperTransport.

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Der Infinity Fabric spielt auch für zukünftige Projekte eine wichtige Rolle und AMD verweißt explizit auf die aktuelle Roadmap für Prozessoren und GPUs. An Zen 2 wird bereits gearbeitet, Zen 3 ist in der Planung. Von Zen 2 dürfen sicherlich nicht solche Sprünge wie jetzt erwartet werden, sondern dabei wird es vielmehr darum gehen die aktuelle Basis weiter zu optimieren. Bei den GPUs spricht AMD weiterhin von Navi, nennt aber keine weiteren Daten dazu.


AMD nutzte die diesjährige CES, um die Funktionen der Chipsätze für RYZEN etwas genauer zu erläutern. Daneben gibt es auch noch einige weitere Informationen, zu denen wir aber erst etwas später kommen. Zwar hat AMD in der Vergangenheit bereits mehrfach einige Chipsätze beschrieben, jetzt aber will man die komplette Produktpalette veröffentlichen – wenngleich einige Mainboardhersteller auf der CES bereits die entsprechenden Modelle ausgestellt haben. Dabei sind sie aber meist nicht näher auf die technischen Details eingegangen, was AMD damals nachholte.

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Zu den vier bekannten Modelle B350, A320, A300 und X370 gesellt sich der X300, der für Mini-ITX-Systeme vorgesehen ist. X370, B350 und A320 unterstützen USB 3.1 Gen 2 mit bis zu 10 GBit/s, was den kleineren Modellen verwehrt bleibt. Alle RYZEN-Prozessoren sollen über einen freien Multiplikator verfügen, egal um welche Leistungsklasse es sich handelt. AMD schränkt das Overclocking aber über die Wahl des Mainboards ein. Nur solche mit einem X370-, B350- oder X300-Chipsatz werden ein Overclocking des RYZEN-Prozessors ermöglichen. CrossFire und SLI wird nur solchen mit X370-Chipsatz vorbehalten bleiben.

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Einzig die RYZEN-Prozessoren bieten 16 PCI-Express-3.0-Lanes. Im Falle eines Multi-GPU-Systems auf einem X370-Mainboards werden diese 16 Lanes auf zweimal acht aufgeteilt. Über den Prozessor unterstützt werden Schnittstellen wie NVMe mit zwei oder vier Lanes, sowie 2x SATA. Entscheidet sich der Hersteller für eine Anbindung der M.2-SSD über nur zwei Lanes, können die beiden übriggebliebenen PCI-Express-Lanes anderweitig verwendet werden. Ebenfalls direkt über den Prozessor bereitgestellt werden 4x USB 3.0.

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Ein Chipsatz ist demnach nicht zwingend notwendig, bietet aber die Möglichkeit, zusätzliche Steckplätze und Anschlüsse anzubieten. Dazu gehören 4x SATA oder einfach vier weitere PCI-Express-3.0-Lanes, die auch anderweitig verwendet werden können. Acht PCI-Express-2.0-Lanes stehen bereit, um weitere Slots, Ethernet-, WLAN-, Bluetooth- oder USB-3.1-Gen-2-Controller anbinden zu können. Der X370-Chipsatz ist bereits mit 2x USB 3.1 Gen2, 6x USB 3.0 und 6x USB 2.0 ausgestattet.

Inzwischen haben diverste Hersteller die unterschiedlichsten Varianten an Mainboard vorgestellt. Ein Blick in unsere Mainboard-News lohnt sich daher sicherlich. Wir haben aber auch eine Galerie mit fast allen Mainboards erstellt. Außerdem lohnt sich in Blick in unser Forum, in dem eine Liste mit der VRM-Bestückung der verschiedenen Mainboards erstellt wurde.

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Zusammen mit einer neuen Fertigung in 14 nm sowie der Tatsache, dass es sich um bereits im Standardtakt um schnelle Achtkern-Prozessoren handelt, stellt sich natürlich die Frage, wie es um das Overclocking-Potenzial der RYZEN-Prozessoren bestellt ist. Bevor wir zu eigenen Erkenntnissen kommen, sollte man sich noch einmal vor Augen führen, dass wir hier von einem Achtkern-Prozessor sprechen. Das Overclocking lässt sich daher auch nur mit einem entsprechenden Konkurrenzmodell von Intel vergleichen. Ein Kaby-Kake mit vier Kernen ist daher nicht der Maßstab, der hier herangezogen werden sollte.

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Bereits bei der Betrachtung von XFR und der verschiedenen Boost-Szenarien wird aber ersichtlich, dass AMDs RYZEN-Prozessor, zumindest in der Achtkern-Ausführung und in Form des RYZEN 7 1800X kein "Overclocker's Dream" ist – auch wenn auf dem RYZEN Tech Day entsprechende Cocktails ausgeschenkt wurden. Da alle drei heute vorgestellten Modelle grundsätzlich identisch sind, wird klar, dass AMD hier ein Binning vornimmt, bei dem die besten Modelle als RYZEN 7 1800X, die weniger guten als RYZEN 7 1700X und die vermutlich gar nicht mal so unperfekten als RYZEN 7 1700 mit entsprechend geringer TDP verkauft werden. In gewisser Weise spiegelt diese Einteilung auch das Overclocking-Potenzial wieder.

Bereits in den ersten Demos und Präsentationen stellte sich folgendes Bild dar: Unter Luftkühlung sind Taktraten auf allen acht Kernen von 4,1 bis 4,2 GHz bereits sehr gute Ergebnisse und bedürfen einer Spannungserhöhung auf 1,45 bis 1,55 V. Die Standardspannung liegt bei etwa 1,1325 V. Auf einem Kern sollen auch schon einmal 4,35 GHz möglich sein.

Mit einer Wasserkühlung sind auch höhere Ergebnisse möglich. Auf dem RYZEN Tech Day wurden erste Versuche unter Zuhilfenahme von flüssigem Stickstoff unternommen. Dabei wurde ein CPU-Takt von 5.202 MHz erreicht – bei einer Spannung von 1,875 V. Damit wurde auch der bisheriger Weltrekord im Cinebench R15 gebrochen, der nun bei 2.363 Punkten liegt. Bisher sind die Ergebnisse aber nur sehr isoliert zu betrachten und es kann noch kein Gesamtbild erstellt werden, wie gut sich die Prozessoren im Schnitt und in der Masse nun wirklich übertakten lassen. Dazu werden wir sicherlich ein paar Tage abwarten müssen, denn dann werden mehr und mehr Nutzer ihre Erfahrungen darüber in unserem Forum teilen.

Die neuen Wraith-Kühler

Zusammen mit den neuen Prozessoren stellt AMD auch neue Wraith-Kühler vor. Dieser spielen zunächst einmal aber keine allzu große Rolle, denn der RYZEN 7 1700X und RYZEN 7 1800X kommen immer ohne Kühler und nur der RYZEN 7 1700 wird mit einem Wraith Stealth ausgeliefert. Der Wraith Max wird nur für Komplettsystemanbietern zur Verfügung stehen und dort verbaut werden können. Verfügbar sein wird der Wraith Spire mit der Möglichkeit 65 W an TDP abführen zu können. Der Wraith Stealth soll ebenfalls eine solche Abwärme abführen können, ist dabei aber deutlich leiser. Der Wraith Max wird mit 95 W TDP geführt, soll aber auch deutlich mehr handhaben können.

Neue Wraith-Kühler von AMD
Modell TDP-Rating Lautstärke RGB-Beleuchtung
Wraith Stealth 65 W 28 dB(A) Ja
Wraith Spire 95 W 32 dB(A) Ja
Wraith Max 95 W 38 dB(A) Ja

Alle Kühler verfügen über einen neuen Befestigungsmechanismus. Das sogenannte Spring Screw Clamping soll einfacher zu handhaben sein, als ein einfacher Spring-Screw-Mechanismus. Die drei Kühler verfügen allesamt über eine RGB-Beleuchtung, die über das Mainboard gesteuert werden kann. AMD musste die Lochabstände vergrößern, um mehr Platz für den Sockel zu schaffen, der über 1331 Pins verfügt. Daher passen Kühler, die direkt durch die Löcher befestigt werden auch nicht mehr bzw. müssen mittels Adapterplatte angepasst werden. Alle AM4- oder FM2+-Kühler, die sich bereits an die von AMD verwendeten Clip-Systeme mit dem entsprechenden Abstanden halten, sind immer kompatibel.

Bereits alle namhaften Hersteller von Kühlern haben bereits die Kompatibilität ihrer Kühler zu den neuen RYZEN-Prozessoren bzw. dem entsprechenden Sockel angekündigt bzw. bieten entsprechende Umrüst-Kits an. In einer gesonderten Meldungen haben wir eine Übersicht dazu erstellt.

Noch ein paar Worte zur Thermal Design Power oder TDP, die wir auch hier schon öfters verwendet haben. Die TDP gibt die Abwärme des Prozessors an und berechnet sich zu TDP = (tCase - tAmbient) / HSF 𝜭ca

tCase ist die Temperatur am Headspreader und wird auch ausgelesen, um die Boost-Mechanismen ansteuern zu können. tCase wird natürlich ebenfalls in °C angegeben. tAmbient ist die Temperatur der Luft, die vom Kühler angesaugt wird und die natürlich ebenfalls in °C angegeben wird. Das HSF 𝜭ca wird in °C pro W angegeben und gibt die Leistung des Kühlers an. Für einen AMD RYZEN 7 1800X sieht die Formel wie folgt aus:

(60 - 42 ) / 0,189 = 95,23 W

60 °C für die tCase sind eine Vorgabe seitens AMD für den RYZEN 7 1800X, ebenso wie die 42 °C tAmbient. 0,189 °C/W wurden von AMD so gewählt, dass Kühler, die diese Vorgabe erfüllen, die maximale Leistung des Prozessors abrufen können. Im Maximalfall kann ein RYZEN 7 1800X bis zu 128 W über den Sockel beziehen. Diese 128 W sind ein ein Limit für die automatschen Funktionen wie XFR und Precision Boost – genau wie eine tCase von 60 °C.


Wie immer ist es natürlich möglich den Prozessor über das BIOS zu übertakten. Alle Mainboards mit X370-, B350- und X300-Chipsatz sind dazu in der Lage. Unter anderem kann der CPU-Multiplikator in Schritten von 0,25 geändert werden. Außerdem möglich ist die Änderung der CPU-Spannung, der Speicherspannung und der Speichertimings. Wer die meisten Einstellungen aber nicht im BIOS vornehmen möchte, der kann dies auch im AMD RYZEN Master tun.

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Nach der Installation der Software erscheint eine Abfrage, die auf den Verlust der Gewährleistung hinweist. Jedem Nutzer des Tools muss klar sein, dass er den Prozessor theoretisch beschädigen könnte. Sobald die ersten Änderungen vorgenommen werden, befindet sich der Prozessor im OC-Mode, das heißt Funktionen wie Precision Boost und XFR sind deaktiviert. Änderungen an den Takten und den Spannungen können ohne Neustart übernommen werden. Das Ab- und wieder Zuschalten von Kernen sowei das Ändern von Speichertimings macht allerdings einen Neustart notwendig. Die Low-Power C-States sind auch im OC-Mode weiterhin aktiv, können aber ebenfalls abgeschaltet werden.

Interessant ist das RYZEN Master Tool aber nicht nur durch die Einstellmöglichkeiten, sondern auch durch die zahlreichen Möglichkeiten die verschiedensten Werte auszulesen und grafisch aufzubereiten. Hier kann man auch sehr schön sehen, wie die CPU-Spannung abhängig von den Lastverhältnissen und dem Takt angepasst wird. Die Spannung reicht typischerweise von 1,2 bis 1,3625 V. Erste OC-Versuche sollten daher bei 1,35 V unternommen werden, bis zu 1,45 V sind laut AMD aber bei guter Luftkühlung ebenfalls möglich.


Seit unserem Core i7-7700K-Test testen wir auf Windows 10 64bit. Insofern sind unsere Testsysteme frisch überarbeitet und bereit für Ryzen. Mit neuer Grafikkarte, aber noch mit älterer SSD, denn auch wenn M.2 heutzutage aktuell ist, wollen wir die Unterschiede beim Prozessor hervorheben und somit keine unterschiedlichen SSDs für ältere, nicht M.2-kompatible Systeme einsetzen.

Testsystem AMD RYZEN 7 1800X:

Testsystem Core i7-7700K und Core i7-6700K (und Core i3-7350K):

Testsystem Core i7-6950X, Core i7-5960X und Core i7-5820K:

Testsystem Core i7-5775C und Core i5-4670K:

Für alle Systeme identisch:

Als Betriebssystem setzten wir Windows 10 64bit ein, sämtliche BIOS-Versionen wurden vor dem Testen auf ihren neuesten Stand gebracht und wir setzten auch die neuesten Treiber für die jeweiligen Komponenten ein. Die GeForce GTX 1060 lief mit dem Treiber in der Version 376.33.

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Stromverbrauch

Seit Jahren verbessert Intel die Stromaufnahme der Prozessoren - nicht nur im Idle-Bereich, sondern auch unter Last. Auf der anderen Seite sind mehr Kerne und höhere Taktraten immer auch eine Ursache für einen höheren Verbrauch. Insofern hat sich gerade im Desktop-Bereich an der angegebenen TDP der Prozessoren nicht viel verändert. Wir messen immer den Gesamtstromverbrauch des Systems aus der Steckdose, also nicht nur die CPU-Stromaufnahme, sondern die sämtlicher Komponenten zuzüglich des Wirkungsgrades des Netzteils. 

Beginnen wir mit der Idle-Stromaufnahme:

Leistungsaufnahme

Idle

Watt
weniger ist besser

AMD liegt hier auf fast identischem Niveau mit Intels Core i7-7700K - trotz höherer Kernanzahl und einer "frischen", noch nicht so optimierten Plattform. Das ist schon einmal ein sehr gutes Ergebnis, denn Intels High-End-Plattform krankt noch am älteren X99-Chipsatz, der mit einer höheren Idle-Stromaufnahme daherkommt. Auch ist es spannend zu sehen, dass AMD sich gleich unter den besten Intel-Prozessoren einreihen kann und nicht ein oder zwei Generationen dahinter. Spätere Biosversionen könnten hier auch noch einige Verbesserungen zeigen. 

Weiter geht es mit der Stromaufnahme unter Cinebench 15R mit allen CPUs:

Leistungsaufnahme

Cinebench R15 – All CPUs

Watt
weniger ist besser

Unsere Philosophie: Wenn ein CPU seine Arbeit verrichtet, darf er auch Strom verbrauchen, wenn dieser mit seiner Leistung einhergeht. AMDs RYZEN 7 1800X liegt auf dem Niveau der High-End-Intel-Modelle, insofern sollte später auch seine Performance in identischen Bereichen liegen. Übermäßig viel Strom zieht er aber nicht aus der Steckdose, und das ist schon ein gutes Zeichen. Die älteren AMD-Modelle gingen hier - bei niedriger Performance - ziemlich verschwenderisch mit dem Strom um.  

Leistungsaufnahme

Prime 95

Watt
weniger ist besser

Bei Prime95 ist der Stromverbrauch bei neueren Intel-Prozessoren limitiert - weshalb hier das Bild etwas verzerrt wird. Auch AMD scheint hier eine Schranke eingebaut zu haben, da wir Probleme hatten, den Last-Stromverbrauch signifikant zu erhöhen. Sobald das Programm läuft, pendelt sich der Verbrauch bei ca. 160 Watt ein - egal wieviele Threads und Cores man belastet. Insofern sind hier keine großen Unterschiede zwischen den Modellen zu vermelden und der Benchmark kann quasi ignoriert werden. 

Insofern ein guter Start für AMD beim Blick auf den Stromverbrauch.


Wir beginnen mit unseren Benchmarks - wie immer mit den reinen CPU-lastigen Benchmarks, bevor wir uns um die Spiele kümmern.

Cinebench R15

All CPUs

Punkte
mehr ist besser

PC Mark 08

Punkte
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

CPU Arythmetik

MIPS
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

Multimedia

MPIX/s
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

Krypto

GB/s
mehr ist besser

Sisoft Sandra 2016.SP1

Memory

GB/s
mehr ist besser

POV Ray 3.7.0

Benchmark

Pixel/Sekunden
weniger ist besser

H.265

64 Bit

fps
mehr ist besser


Weiter geht es mit den CPU-Benchmarks:

Truecrypt 7.1a

Serpent Twofish AES

MB/s
mehr ist besser

wPrime 2.10

1024M

Sekunden
weniger ist besser

3DPM

1.03

Score
mehr ist besser

7-Zip 16.02

32 MB

MIPS
mehr ist besser

WinRAR

5.40D

Sekunden
weniger ist besser


Fehlen darf natürlich auch nicht der 3DMark, einmal mit der Gesamtscore und einmal mit der reinen CPU-Score:

3DMark Time Spy

DirectX 12 Gesamt

Punkte
mehr ist besser

3DMark Time Spy

DirectX 12 CPU

Punkte
mehr ist besser

Auch ein paar Java-Benchmarks haben wir durchgeführt:

Kraken

ms
weniger ist besser

WebXPRT 2015

Punkte
mehr ist besser

Jetstream

Punkte
mehr ist besser


Sofern nicht anderweitig angegeben haben wir die Spiele-Benchmarks alle mit Full-HD-Auflösung (1.920 x 1.080 Bildpunkten) durchgeführt und mit generell guten Details. Setzt man jedoch noch höhere Auflösungen ein, werden Spiele oft zu Grafikkarten-lastig, sodass die CPU nur noch sehr wenig Ausschlag gibt und dann kein sinnvoller Vergleich mehr möglich ist:

GTA V

1.920 x 1.080 – FxAA an

fps
mehr ist besser

F1 2015

1.920 x 1.080 – noAA, noAF

fps
mehr ist besser

Far Cry Primal

1.920 x 1.080

99 XX


79 XX
99 XX


73 XX
99 XX


70 XX
99 XX


79 XX
99 XX


79 XX
99 XX


76 XX
98 XX


68 XX
96 XX


76 XX
93 XX


62 XX
fps
mehr ist besser


Weiter geht es mit den Spielebenchmarks: 

Total War: Attila

1.920 x 1.080

fps
mehr ist besser

Hitman: Absolution

1.920 x 1.080

fps
mehr ist besser

Tomb Raider

1.920 x 1.080

fps
mehr ist besser


Endlich mal ein CPU-Test, der Spaß gemacht hat, da wir mal nicht nur 10% Performancesteigerung messen konnten, wie im Test des Core i7-7700K. AMD hat es geschafft mit einer neuen Architektur und einer neuen Fertigung wieder auf Intel aufzuschließen. Die Versprechungen, die im Vorfeld für RYZEN gemacht wurden, konnten wir tatsächlich auch messen - insofern haben wir endlich wieder einen Konkurrenzkampf im Desktop-CPU-Markt.

Beginnen wir jedoch erst einmal mit den negativen Punkten: RYZEN ist aktuell genau der richtige Prozessor für unsere Community. Leser, die als Erstnutzer nicht davor zurückschrecken, im BIOS selber zu tweaken und auch mal die eine oder andere neue BIOS-Version aufzuspielen, werden schon jetzt Spaß am neuen AMD-Prozessor haben. Die Basis für den Prozessor ist genauso neu wie die Architektur und der Prozessor selber - insofern darf man hier auch mal ein Auge zudrücken, wenn eine Einstellung noch nicht funktioniert oder ein Mainboardhersteller jede Woche eine neue BIOS-Version nachschiebt. Wer auf Bastelei nicht steht, muss sicherlich noch vier bis acht Wochen warten. Dann sollte es auch möglich sein - eventuell mit einigen Guides - einfach das System zusammen zu stecken und der Spaß kann beginnen.

Während AMDs RYZEN 7 X1800 in vielen Benchmarks ein Überflieger ist, der auf dem Niveau von Intels Core i7-5960X liegt oder sogar in die Richtung des 6950X kommen kann, ist er in Spielen alles andere als schnell und schneidet oftmals deutlich hinter den Intel-Prozessoren ab. Spiele sind leider nicht in dem Maße auf viele Kerne optimiert, wie ein "Multicore-Benchmark" oder Anwendungen, die sich einfach auf viele Threads aufspalten lassen. Insofern liegt AMD hier zurück - allerdings messen wir auch die Performance des Spiels ohne im Hintergrund laufende Virenkiller, Teamspeak oder sonstige Tools. Insofern darf man behaupten, dass mehr Kerne hier in Zukunft auch weiterhin besser abschneiden werden. Das ist allerdings bei Intel nicht anders. Zudem darf man behaupten, dass unsere niedrigen Auflösungen diesen Effekt auch besonders stark zeigen und der richtige PC-Gamer mittlerweile eher die Grafikkarte höher belastet. 

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In anderen Bereichen - und damit wären wir bei den positiven Elementen dieses Tests - ist der RYZEN 7 1800X ein Überflieger: Alle Multi-Core-Benchmarks absolviert er bravourös, zudem ist letztendlich auch die Energieeffizienz gut. Unter Idle-Bedingungen schafft er es sogar deutlich effizienter zu sein als Intels Achtkerner, er liegt hier auf Kaby-Lake-Niveau. Etwas können die Mainboardhersteller hier sicherlich auch noch in den nächsten Wochen optimieren, sodass AMD hier eine der effizientesten Plattformen am Markt aufweisen kann. Unter Last liegt der 1800X knapp oberhalb des 6950X, letztendlich bei niedrigerer Performance. Trotzdem ist die Energieeffizienz vollkommen in Ordnung. 

Der X370-Chipsatz, den wir auf dem Testmainboard ASUS Crosshair VI Hero vorfanden, besitzt zudem moderne Features und die Mainboardhersteller fabrizieren AM4-Mainboards in Hülle und Fülle, sodass jeder Geldbeutel und jeder Zusatzwunsch irgendwie berücksichtigt wird. Natürlich ist Intels Z270 bereits durch seine lange Vorgängerreihe sicherlich ausgereifter, aber letztendlich sind die Unterschiede - gerade einige BIOS-Versionen später - nicht groß. 

Ein paar Dinge muss man in den nächsten Wochen noch genauer betrachten: Das Thema Overclocking konnten wir bislang nur knapp beleuchten, weshalb wir hier uns noch ein paar Tage zum Testen genehmigen, um eine abschließende Meinung zu erhalten. Auch wollen wir in den nächsten Wochen an einer Konfigurationsguide arbeiten, bei dem wir genauer auf das Thema "Speicher" eingehen. Bei diesen beiden Punkten - Overclocking und Speicher - liegen sicherlich auch die größten Performance-Optimierungsmöglichkeiten. Letztendlich fehlen auch noch die beiden kleineren Prozessoren, der 1700X und der 1700, die wir in einem Test abbilden wollen. 

Kommen wir zur Preisbetrachtung: AMDs RYZEN 7 1800X wird in unserem Preisvergleich bei 559 Euro gelistet. Intels Kaby-Lake-Topmodell Core i7-7700K liegt bei 365 Euro, der Core i7-6950X als Zehn-Kern-Topmodell bei 1750 Euro. Interessanterweise ist das Mainboard unserer Testplattform, das ASUS Crosshair VI Hero, mit 270 Euro gelistet, und damit ähnlich teuer wie ein aktuelles X99- oder Z270-Board mit besserer Ausstattung. Der Rest des Systems kann bei AMD und Intel identisch gewählt werden, sodass wir uns auf die CPU-Preise konzentieren können. Preislich identisch zum RYZEN 7 1800X wäre Intels Core i7-6850K, der zwar nur sechs Kerne besitzt, aber etwas höher getaktet ist als der Core i7-6950X. Insofern passt AMDs Preispolitik: Bei der gebotenen Leistung ist der RYZEN 7 1800X selbst als Topmodell bereits mit einem sehr guten Preis-Leistungsverhältnis ausgestattet und kann sich gegen Intel voll und ganz behaupten. Die kleineren Modelle - insbesondere der RYZEN 7 1700 - sollte hier noch einmal etwas besser abschneiden. 

Positive Aspekte des RYZEN 7 1800X:

Negative Aspekte des RYZEN 7 1800X:

 pl amd 1800x

Persönliche Meinung

An diesem Review wollte die ganze Redaktion mitarbeiten: Andreas Schilling flog nach San Francisco und ließ sich die Architektur erklären und schrieb den Test vor, Mathias Brockmann saß an den Benchmarks und Marcel Niederste-Berg wartet schon sehnlichst auf die CPU zum Start der Mainboardtests. Ich durfte den Test mach dem Mobile World Congress am Ende zusammenfügen - und bin mir sicher, dass AMD es mit RYZEN geschafft hat, zurück in den CPU-Markt zu kommen.

Momentan ist RYZEN die perfekte CPU für unsere Community: Es kann ausprobiert, getestet und getweaked werden in unserem Prozessor-Forum. In den letzten Wochen ging es dort schon heiß her und mit dem Verkaufsstart wird das Forum sicherlich explodieren mit Berichten, Tipps und Tricks. Ich bin mir aber sicher, dass auch nach diesem anfänglichen Run unserer Enthusiasten auf die Produkte RYZEN sich am Markt etablieren kann. Und ein Konkurrenzkampf im CPU-Bereich ist für alle förderlich, denn nur mit Konkurrenz erleben wir auch Fortschritt und Innovation. Intel hat zwar in den Benchmarks immer noch oft die Nase vorne, aber es gibt endlich eine Alternative. (Dennis Bode)