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Ryzen 7000

Ein Blick auf RAM- und Infinity-Fabric-Takt

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Ein Blick auf RAM- und Infinity-Fabric-Takt
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Im Rahmen des Tests der Ryzen-7000-Serie und vor allem im Hinblick auf die DDR5-Leistung wird auffällig, dass es hier deutliche Unterschiede zwischen Intel (Alder Lake) und AMD gibt. So bietet ein Core i9-12900K mit DDR5-4800 CL40-40-40-77 einen besseren Lese-, Schreib- und Kopierdurchsatz als ein Ryzen-7000-Prozessor bei DDR5-5200 CL40-40-40-77. Mit DDR5-6000 C30-38-38-96 setzt der Core i9-12900K sich im Lese- und Kopierdurchsatz dann deutlich ab, beim Schreiben kann AMD mithalten.

Eines ist weiterhin auffällig und in gewisser Weise ein aus den vorherigen Generationen bekanntes Phänomen. AMD verwendet für seine Prozessoren einen zentralen IOD (I/O-Die). Beim Ryzen 9 7950X und Ryzen 9 7900X sind zwei CCDs mit jeweils acht bzw. sechs Kernen vorhanden. Beim Ryzen 7 7700X und Ryzen 5 7600X ist nur ein CCD per Infinity Fabric an den IOD angebunden.

Zwar können auch ein Ryzen 5 7600X oder Ryzen 7 7700X zwei CCDs unter dem Heatspreader besitzen, davon ist aber nur einer aktiv.

Das Schaubild verdeutlicht die Anbindung und zeigt, dass AMD hier eine asymmetrische Anbindung vorgenommen hat. Der IOD kann mit 32 Byte pro Taktzyklus vom CCD lesen, aber mit nur 16 Bytes pro Taktzyklus schreiben. Der Takt des Infinity Fabric liegt üblicherweise zwischen 1.600 und 1.800 MHz. Im BIOS auf der Auto-Einstellung werden hier aber meist bereits 2.000 MHz angelegt, obwohl es nur 1.800 MHz sein sollten. 2.000 MHz x 32 Bytes ergeben eine Leserate von 64 GB/s und bei 16 Bytes an Schreibrate demzufolge 32 GB/s.

Aus unserem Test der vier neuen Ryzen-Prozessoren wollen wir die AIDA64-Werte noch einmal wiederverwenden.

AIDA64

Lesedurchsatz

MB/s
Mehr ist besser

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AIDA64

Schreibdurchsatz

MB/s
Mehr ist besser

AIDA64

Kopierdurchsatz

MB/s
Mehr ist besser

AIDA64

Speicherverzögerung

in ns
Weniger ist besser

Auffällig ist, dass der Ryzen 9 7950X und Ryzen 9 7900X auf eine Leserate von 64 GB/s kommen, der Ryzen 7 7700X und Ryzen 5 7600X aber nur 57 GB/s erreichen. Beim Schreibdurchsatz hingegen kommen alle Modelle auf 66 GB/s, egal ob mit einem oder zwei CCDs. Für den Kopierdurchsatz sehen wir wieder das gleiche Phänomen wie beim Lesedurchsatz. Die Modelle mit zwei CCDs bieten eine etwas höheren Bandbreite (etwa 59 vs. 56 GB/s).

Aber damit wollten wir uns noch nicht zufriedengeben und haben einmal versucht zu analysieren, ob es hier einen Flaschenhals gibt. Also haben wir den DDR5-5200 und DDR5-6000 jeweils mit schnellerem Takt des Infinity Fabrics getestet. Die Zahlen für den Durchsatz wurden hier noch einmal erneut erhoben und sind mit den obigen Werten nicht mehr 1:1 vergleichbar.

Beim Ryzen 9 7950X ergaben sich für den DDR5-5200 keinerlei große Verbesserungen, wohl aber für den DDR5-6000. Hier steigt vor allem die Schreibrate mit 2.167 und 2.200 MHz am Infinity Fabric. Für mehr als 2.200 MHz erzeugte der hohe Takt aber offenbar Fehler, die per erneuter Übertragung ausgeglichen werden, was wiederum dazu führt, dass die Übertragungsrate sinkt. Spiele-Benchmarks waren aufgrund der Abstürze mit 2.233 MHz gar nicht mehr möglich.

Beim Ryzen 5 7600X zeigt sich ein anderes Bild. Auch hier gibt es zwischen DDR5-5200 und DDR5-6000 einen deutlichen Unterschied, allerdings scheint das Modell mit einem CCD deutlich stärker vom höheren Takt des Infinity Fabric zu profitieren. Eine Ausnahme bildet allerdings der Kopierdurchsatz für DDR5-5200 und auch war ein Betrieb mit einem Takt des Infinity Fabrics mit 2.200 MHz bei diesem Prozessor nicht mehr möglich bzw. die Ergebnisse brachen komplett sein. DDR5-6000 bei einem IF-Takt von 2.200 MHz waren gar nicht mehr möglich.

Durch die Verwendung nur eines CCDs hätten wir aber eigentlich erwartet, dass die Schreibrate deutlich einbricht. Das tut sie hier aber nicht und berechnet man die 16 Bytes pro Taktzyklus auf den Takt des Infinity Fabric kann das, was AIDA64 hier ausliest, gar nicht stimmen.

Da wir AIDA64 hier nicht in allen Belangen trauen und es auch schon zu falschen Werten in den Benchmarks gekommen ist, haben wir ein Custom-Tool verwendet, welches den Speicher über eine verschieden große Anzahl an verwendeten Threads und Batch-Größen beschreibt und ausliest. Interessanterweise sehen wir hier nun das Bild, was wir auch erwartet hätten:

Beim Ryzen 5 7600X wird die Schreibrate in etwa halbiert, was auch zur erwarteten Anbindung des Chiplet-Designs zwischen dem CCD und dem IOD passt. Beim kleineren der beiden Modelle zeigt sich auch hier die einbrechende Leistung bei zu hohem Takt des Infinity Fabric. Mehr hilft nicht immer ...

Doch auch beim Ryzen 9 7950X sollte man es nicht übertreiben. 2.200 MHz als Takt des Infinity Fabric müssen nicht schneller sein als 2.100 MHz. Eine gute Balance zu finden, hängt auch vom jeweils verwendeten Speicher bzw. dessen Taktes ab. Um die theoretischen Ergebnisse noch zu untermauern, haben wir auch noch mit F1 22 ein paar Gaming-Benchmarks gemacht.

F1 22

1.280 x 720 Pixel (Hoch)

FPS
Mehr ist besser

F1 22

1.920 x 1.080 Pixel (Hoch)

FPS
Mehr ist besser

F1 22

1.280 x 720 Pixel (Hoch)

FPS
Mehr ist besser

F1 22

1.920 x 1.080 Pixel (Hoch)

FPS
Mehr ist besser

Theorie und Praxis nicht immer identisch

Im Rahmen des Tests der Tests der Ryzen-7000-Prozessoren ist uns bereits aufgefallen, dass einige der Benchmarks zur Speicherbandbreite nicht stimmen können. Nach Rücksprache mit AMD wollte man der Sache nachgehen. Nachdem nun einige Wochen nichts geschehen ist, wollten wir dem nun selbst auf den Grund gehen.

Mit den richtigen Tools lässt sich die Speicherbandbreite korrekt bestimmen. Dann passen die Werte aus der Praxis auch zu den theoretischen Daten, welche durch die Architektur und den Aufbau vorgegeben werden. Nun sind die Tests zur Speicherbandbreite keine Anwendung, die man alltäglich ausführt. Die Unterschiede in der Anbindung zwischen zwei und einem CCD sind nun einmal vorhanden, wie groß der Einfluss auf die Praxisleistung ist, lässt sich aber nur schwer sagen.

Vielmehr können die Nutzer noch mitnehmen, dass es sich durchaus lohnen kann, sich den eingestellten Takt des Infinity Fabric einmal anzuschauen. Gerade bei schnellem DDR5-Speicher kann der Infinity Fabric zu einem kleinen Flaschenhals werden. Aber ein größeres Problem wird sich daraus nicht ergeben, denn der Speichercontroller der Ryzen-7000-Prozessoren lässt Transferraten von mehr als 6.000 MT/s kaum zu. Mit etwas Glück können DDR5-6200 oder DDR5-6400 erreicht werden, aber im Grunde stellen 6.000 MT/s schon das Limit dar. Insofern ist auch über den Takt des Infinity Fabric mit 2.000 MHz (und etwas mehr) eine Angleichung an diesen hohen Takt möglich. Man sollte es aber auch nicht übertreiben. Gerade die kleineren Modelle mit nur einem aktiven CCD (Ryzen 5 7600X und Ryzen 7 7700X) sind beim IF-Takt aber bereits recht früh limitiert.

Quellen und weitere Links

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