io-techin testissä AMD:n Raven Ridge -koodinimelliset Ryzen 5 2400G- ja Ryzen 3 2200G-APU-piirit.

AMD esitteli tammikuun alussa CES-messuilla vihdoin ja viimein työpöytäkäyttöön tarkoitettuja Raven Ridge -koodnimellisiä APU-piirejään, jotka tunnistaa G-liitteestä mallinimen perässä. 12. helmikuuta myyntiin saapui kaksi neliytimistä mallia, Ryzen 5 2400G ja Ryzen 3 2200G, jotka saapuivat heti tuoreeltaan io-techin testiin.

Tutustumme tässä artikkelissa Raven Ridgen ominaisuuksiin ja molempiin uutuusprosessoreihin. Suorituskykytesteissä vertailukohtina ovat Ryzen 5 2400G:n kanssa suurinpiirtein samanhintaiset Ryzen 5 1500X- ja Core i5-8400 -prosessorit. Mukana on myös tehonkulutus- ja lämpötilamittaukset sekä ylikellotustestit.

AMD:n suurin intressi julkaista grafiikkaohjaimella varustetut Ryzen APUt markkinoille on yksinkertaisesti markkinaosuuden kasvattaminen. Jon Peddie Researchin mukaan tällä hetkellä 30 % kaikista tietokoneista myydään ilman erillistä näytönohjainta, joten AMD pyrkii iskemään tähän markkinarakoon houkuttelevalla hintatasolla, suorituskykyisellä integroidulla grafiikkaohjaimella, ylikellotuspotentiaalilla ja valmiilla AM4-kannan ympärille rakennetulla ekosysteemillään. Raven Ridge -prosessorit toimivat nykyisissä AM4-kantaisissa emolevyissä BIOS-päivityksellä tai suoraan jos emolevystä löytyy AMD Ryzen Desktop 2000 Ready -tarra.

Uudet Ryzen 5 2400G- ja Ryzen 3 2200G-mallit korvaavat markkinoilla viime vuonna julkaistut Ryzen 5 1400- ja Ryzen 3 1200-prosessorit. Kyseessä ovat ensimmäiset Ryzen 2000 -sarjan prosessorit, jotka saavat jatkoa huhtikuussa, kun yhtiö julkaisee Pinnacle Ridge -koodinimelliset 2. sukupolven Ryzen-prosessorit ilman integroitua grafiikkaohjainta.

Ryzen 5 2400G:n veroton suositushinta Yhdysvalloissa on 169 dollaria ja Ryzen 3 2200G:n 99 dollaria. Suomessa Ryzen 5 2400G:n hinta on julkaisun yhteydessä alkaen 165 euroa ja Ryzen 3 2200G:n alkaen 105 euroa.

Raven Ridge -arkkitehtuuri

AMD on perinteisesti käyttänyt prosessoriytimet ja grafiikkaohjaimen samalle piisirulle integroiduista piireistä termiä Advanced Processing Unit eli APU. Zen-arkkitehtuuriin perustuvista uutuuksista yhtiö puhuu kuitenkin useissa yhteyksissä APU-piirin sijaan myös Ryzen-työpöytäprosessoreina Radeon Vega -grafiikoilla (Ryzen Desktop Processor with Radeon Vega Graphics).

Käytännössä yhtiö on integroinut samalle piisirulle neljä Zen-prosessoriydintä eli yhden CPU-kompleksin (CCX) ja Vega-grafiikkaohjaimen. Prosessoriytimet, grafiikkaohjain, muistiohjain ja muut prosessorin sisäiset toiminnot keskustelevat keskenään yhtiön kehittämällä Infinity Fabric -yhdysväylällä.

Raven Ridge pohjautuu samaan Zen-arkkitehtuuriin kuin viime vuonna julkaistut Summit Ridge -koodinimelliset Ryzen 3-, 5- ja 7-sarjan työpöytäprosessorit, mutta ne on valmistettu hienoisesti optimoidulla Globalfoundriesin 14 nanometrin 14LPP-prosessilla, jota AMD kutsuu omissa dokumenteissaan epävirallisesti 14 nm+:ksi. Raven Ridge -piisiru rakentuu 4,94 miljardista transistorista ja sen pinta-ala on noin 210 neliömillimetriä.

Vertailun vuoksi 1. sukupolven Ryzen-työpöytäprosessoreissa käytettävä 8-ytiminen Summit Ridge -piisiru rakentuu 4,8 miljardista transistorista ja sen pinta-ala on 213 neliömillimetriä.

Summit Ridge rakentuu kahdesta CPU-kompleksista, kun taas Raven Ridge yhdestä CPU-kompleksista ja Vega-grafiikkaohjaimesta. Lisäksi Raven Ridgessä on 16 megatavun L3-välimuistin sijaan vain 4 megatavun kokoinen L3-välimuisti ja ulkoiselle näytönohjaimelle on käytössä PCI Express x16 -väylän sijaan vain 8 linjaa. DDR4-muistiohjain on sen sijaan päivitetty tukemaan virallisesti DDR4-2933-nopeutta.

Jos Ryzen 5 2400G:tä ja Ryzen 3 2200G:tä verrataan keskenään niin suorituskykyisempi 2400G tukee Simultaneous Multi Threading- eli SMT-ominaisuuden avulla kahdeksaa säiettä, Vega-grafiikkaohjaimessa on käytössä enemmän laskentayksiköitä ja se toimii hieman korkeammilla kellotaajuuksilla.

Piisirulle integroidussa Vega-grafiikkaohjaimessa on 11 Next-Gen Compute Unit -yksikköä (NCU) eli 704 stream-prosessoria, joita AMD kutsuu omissa dokumenteissaan ALUiksi (Arithmetic Logic Unit). Ryzen 5 2400G:ssä on käytössä kaikki grafiikkaohjaimen ominaisuudet ja potentiaali, mutta Ryzen 3 2200:ssä on käytössä vain 8 NCU-yksikköä ja 32 tekstuuriyksikköä.

Ryzen 2000 -sarjan prosessoreihin AMD on päivittänyt Precision Boost -ominaisuuden toiseen sukupolveen. Ominaisuutta on päivitetty käytännössä siten, että Boost 2 kykenee mukautumaan joustavammin rasitettavien ytimien lukumäärään. Kellotaajuutta eri parametrien, kuten lämpötilan, mukaan säätelevä algoritmi on aiempaa optimistisempi, jonka myötä kellotaajuus pysyy aiempaa pidempään mahdollisimman korkealla paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi. Kellotaajuutta säädetään edelleen 25 MHz:n askelin.

Prosessoreiden esittely

Neliytiminen Ryzen 5 2400G tukee SMT-ominaisuuden ansiosta kahdeksaa säiettä, ilmoitettu perustaajuus on 3,6 GHz ja Precision Boost 2 -ominaisuuden myötä maksimitaajuus on 3,9 GHz. Vega 11 -grafiikkaohjain toimii maksimissaan 1250 MHz:n kellotaajuudella.

Neliytiminen Ryzen 3 2200G ei tue SMT-ominaisuutta, joten se kykenee suorittamaan neljää säiettä. Ilmoitettu perustaajuus on 3,5 GHz ja Precision Boost 2 -ominaisuuden myötä maksimitaajuus on 3,7 GHz. Vega 8 -grafiikkaohjain toimii maksimissaan 1100 MHz:n kellotaajuudella.

AM4-kantaisten prosessoreiden mukana toimitetaan matalaprofiilinen emolevylle ruuvattava Wraith Stealth -vakiojäähdytys. Molempien prosessoreiden TDP-arvo on 65 wattia ja kustannussyistä piisirun ja lämmönlevittäjän välissä on käytetty perinteistä lämpötahnaa, kun 1. sukupolven Ryzen-prosessoreissa lämmönlevittäjä on juotettu kiinni piisiruun. Raven Ridgen lämpötilaa mittaavassa tCTL-sensorissa ei ole käytössä 20 asteen offset-kerrointa, jota käytetään tuulettimen ohjaamiseen esimerkiksi Ryzen 7 1700X- ja 1800X-malleissa.

Testikokoonpano

Suorituskykytesteissä Ryzen 5 2400G- ja Ryzen 3 2200G-APUja verrattiin suurin piirtein samanhintaisiin Ryzen 5 1500X- ja Core i5-8400-prosessoreihin.

Hintataso Suomessa 14.2.2018

Muiden komponenttien osalta avonaisessa testikokoonpanossa oli ensisijaisesti käytössä prosessoreihin integroitu grafiikkaohjain ja 1920×1080- eli Full HD -resoluution näyttö. 64-bittinen Windows 10 Pro -käyttöjärjestelmä ja testiohjelmat oli asennettuna 240 gigatavun SSD-asemalle. Virransyötöstä vastasi Seasonicin 520-wattinen Platinum-520 FANLESS -virtalähde.

AM4-alusta:

AMD Ryzen 3 2200G (4/4 ydintä/säiettä)

AMD Ryzen 5 2400G (4/8 ydintä/säiettä)

AMD Ryzen 5 1500X (4/8 ydintä/säiettä, XFR 3,9 GHz)

MSI B350 Pro IC (B350-piirisarja, BIOS: PT4)

16 Gt G.Skill Flare X DDR4-3200

Socket 1151-alusta (Z370):

Intel Core i5-8400 (6/6 ydintä/säiettä, Turbo 4,0 GHz)

MSI Z370 Gaming Pro Carbon AC (Z370-piirisarja, BIOS: )

16 Gt G.Skill Flare X DDR4-3200

Muut komponentit:

Corsair Force GT 240 Gt SSD

Seasonic Platinum-520 FANLESS (520 W)

Microsoft Windows 10 Pro 64-bit

Prosessoritestit

Cinebench R15 -renderöintitesti testattiin kaikilla prosessorisäikeillä ja vain yhdellä säikeellä.

Blender-renderöintitestissä oli käytössä AMD:n julkaisema RyzenGraphic_27-tiedosto (150 samples) ja ohjelma osaa hyödyntää kaikkia prosessoriytimiä.

Handbrake-ohjelmalla enkoodattiin Fast 1080p30 -presetillä ja H.264-koodekilla (x264) 6,3 gigatavun kokoinen 3840×1714-resoluution .mov-video .mp4 -containeriin.

7-Zip-ohjelman testi hyödyntää kaikkia prosessoriytimiä ja mittaa prosessorin suorituskykyä LZMA-algoritmilla pakkauksessa ja purussa.

AIDA64:n Memory Benchmark mittaa keskusmuistin muistiväylän kaistanleveyttä megatavuina sekunnissa luku-, kirjoitus- ja kopiointitesteissä.

Testi ilmoittaa myös muistin latenssin eli kuinka kauan kestää, kun prosessori pyytää (read command) ja hakee tietoa keskusmuistista. Raven Ridgellä muistien latenssi oli noin 66-68 nanosekuntia, Summit Ridgellä (Ryzen 5 1500X) 71 ns ja Coffee Lakella (Core i5-8400) selvästi alhaisempi 48 ns.

3D-testit

Pelitestit suoritettiin 1920×1080-resoluutiolla ja testejä varten Raven Ridge APUilla näyttömuistin koko asetettiin emolevyn biosista kahteen gigatavuun. Ryzen 5 1500X -prosessorilla käytössä oli 1,5 vuotta vanha Radeon RX 460 -erillisnäytönohjain, jonka suositushinta oli aikoinaan noin 100 dollaria eli 100 euroa.

3DMark Fire Strikestä ajettiin läpi Full HD -testi ja taulukossa on kokonaistuloksen rinnalla esitetty myös grafiikkatulos.

The Witcher 3 testattiin Low-kuvanlaatuasetuksilla pelaamalla peliä 60 sekunnin ajan ja tallentamalla OCAT-ohjelmalla keskimääräinen ruudunpäivitysnopeus ja 99. persentiili.

Rise of the Tomb Raider testattiin Low-kuvanlaatuasetuksilla pelaamalla peliä 60 sekunnin ajan ja tallentamalla OCAT-ohjelmalla keskimääräinen ruudunpäivitysnopeus ja 99. persentiili.

F1 2017 testattiin Low-kuvanlaatuasetuksilla pelin sisäisellä Benchmark-toiminnolla, joka ilmoittaa keskimääräisen ja minimiruudunpäivitysnopeuden.

DDR4-nopeuden vaikutus 3D-suorituskykyyn

Koska Ryzen APUun integroitu Vega-grafiikkaohjain käyttää keskusmuistista lohkaistua kahden gigatavun osiota näyttömuistina, on keskusmuistin nopeudella suora vaikutus grafiikkasuorituskykyyn. Testasimme The Witcher 3 -pelillä suorituskyvyn skaalautumista DDR4-muistinopeuden mukaan. DDR4-3200-muisteilla ruudunpäivitysnopeus oli 4 % parempi kuin DDR4-2933-muisteilla, mutta DDR4-3400-nopeudella suorituskyky ei enää merkittävästi parantunut.

Tehonkulutus ja lämpötila

Tehonkulutus- ja lämpötilamittauksissa prosessoreita rasitettiin Mersennen alkulukuja etsivällä Prime95-ohjelmalla, Handbrake-ohjelmalla 4k-videota enkoodaten ja The Witcher 3 -pelillä.

Ryzen 5 1500X -kokoonpanon tehonkulutus oli selvästi korkeampi erillisnäytönohjaimen takia. Ryzen 5 2400G -kokoonpanon tehonkulutus oli esimerkiksi Handbrakessa SMT-tuen myötä 21 wattia korkeampi kuin Ryzen 3 2200G:llä, mutta 3D-rasituksessa The Witcher 3:ssa ero kaventui viiteen wattiin.

Mittasimme erikseen myös pelkän prosessorin tehonkulutuksen HWiNFO 64 -ohjelman avulla ja Ryzen 5 2400G:n tehonkulutus oli prosessoritesteissä noin 20 wattia korkeampi kuin Ryzen 3 2200G:llä, mutta 3D-rasituksessa tismalleen sama eli 33 wattia.

AMD:n päätös vaihtaa Raven Ridge APUjen piisirun ja lämmönlevittäjän väliin perinteistä lämpötahnaa nestemetallin sijaan näkyi lämpötilamittauksissa, varsinkin kun myyntipakkaukseen on laitettu mukaan kaikkein avuttomin Wraith Stealth -cooleri. Lämmöt avoimessa testipenkissä nousi molemmilla Ryzen APUilla kunnon prosessorirasituksessa yli 80 asteeseen. Suosittelemme ehdottomasti Raven Ridgen kaveriksi vakiocooleria järeämpää jäähdytysratkaisua.

Huom! Suora lämpötilojen vertailu Intelin ja AMD:n prosessoreiden kesken ei ole mahdollista, sillä mittausprosessiin liittyy liian monta muuttujaa kahdella täysin erilaisella alustalla. Tulokset ovat ainoastaan suuntaa antavia.

Ylikellotustestit

Testasimme Ryzen 5 2400G -prosessorin ylikellotuspotentiaalia avonaisessa testipenkissä Noctuan todella järeällä NH-D15-coolerilla, jotta saimme selville prosessorin ja optimoidun 14 nm+ -valmistusprosessin todellisen ylikellotuspotentiaalin ilmajäähdytyksellä. Raven Ridge -prosessoreiden mukana toimitettava Wraith Stealth oli vaikeuksissa jo vakiona, joten suosittelemme päivittämään ylikellottamista varten kunnolliseen jäähdytysratkaisuun. Käyttämämme 80 euron hintainen NH-D15 on kuitenkin täydellinen ylilyönti Raven Ridgelle.

Prosessoriytimien ylikellotuspotentiaalia haettiin erikseen Handbrake-ohjelmalla ja kaikki testiohjelmat läpäisten sekä maksimitaajuus Cinebench R15 -testissä. Vega-grafiikkaohjaimen vakaus testattiin The Witcher 3-pelillä. Ryzen-prosessoreita ylikellottaessa kaikki prosessoriytimet toimivat automaattisesti samalla kertoimella ja kellotaajuudella.

Huom! io-techin testiprosessori on AMD:n lähettämä testikappale, eikä kaupasta ostettu retail-versio, joten ylikellotustesteissä saavutetut tulokset ovat suuntaa antavia. Kannattaa huomioida, kun kokoonpano siirretään avonaisesta testipenkistä kotelon sisälle, lämmöt nousevat useammalla asteella.

Handbrake rullasi vakaasti 4,15 GHz:n kellotaajuudella, kun prosessoriytimille syötettiin käyttöjännitettä 1,45 volttia. Prosessorin lämpötila nousi maksimissaan 80 asteeseen, kokoonpanon tehonkulutus 109 wattiin ja pelkän prosessorin tehonkulutus 72,5 wattiin.

Testasimme pikaisesti Raven Ridgellä myös DDR4-muistien kulkua ja kokoonpano saatiin toimimaan DDR4-3600-nopeudella, mutta DDR4-3800- ja 4000-nopeuksilla jo pelkkä postaaminen jäi haaveeksi.

Pelkkä Cinebench R15 -testi saatiin ajettua läpi vielä 4,25 GHz:n kellotaajuudella, kun käyttöjännite nostettiin 1,5125 volttiin. Näin korkeaa käyttöjännitettä ei kuitenkaan voi suositella arkikäyttöön, vaan kyseessä oli pelkkä maksimitaajuuden kokeilu testiolosuhteissa.

Integroidun Vega-grafiikkaohjaimen ylikellottaminen onnistuu Ryzen Master -ohjelmalla, jolla pystyy säätämään kellotaajuutta ja käyttöjännitettä. The Witcher 3 -pelissä kokoonpano saatiin vakaaksi grafiikkaohjaimen toimiessa 1550 MHz:n kellotaajuudella, kun käyttöjännitettä syötettiin 1,2 volttia.

Suorituskyky ylikellotettuna

Cinebench R15 -testissä Ryzen 5 2400G:n tulos parani ylikellotettuna noin 6 %.

The Witcher 3:ssa keskimääräinen ruudunpäivitysnopeus parani ylikellotettuna noin 4 %.

3DMark Fire Strikessä kokonaistulos parani molemmat prosessori ja grafiikkaohjain ylikellotettuna 306 pisteellä eli noin 9 %.

Loppuyhteenveto

Lyhyesti tiivistettynä AMD:n uudet Ryzen APUt tarjoavat edulliseen hintaan markkinoiden suorituskykyisimmän integroidun grafiikkaohjaimen työpöytäprosessoreissa. Tutun AM4-kannan myötä ekosysteemi on jo valmiiksi kunnossa ja Ryzen APUt ovat yhteensopivia BIOS-päivityksellä nykyisten emolevyjen kanssa.

Pelikäytössä Ryzen APUihin integroiduilla Vega 11- ja 8-grafiikkaohjaimilla ei kuitenkaan päästä kuuhun asti ja modernit pelit pyörivät Full HD -resoluutiolla ja alhaisilla Low-kuvanlaatuasetuksilla 30-40 FPS:n ruudunpäivitysnopeudella. Kevyemmän pelaamisen ohella Ryzen APUt soveltuvat mainiosti esimerkiksi pienikokoisiin HTPC-kokoonpanoihin erinomaisten video-ominaisuuksiensa ansiosta tai edullisiin kokoonpanoihin Windows-työpöytäkäyttöön.

io-techin testeissä Ryzen 5 2400G osoittautui prosessoritesteissä hienoisesti suorituskykyisemmäksi kuin Ryzen 5 1500X johtuen ensisijaisesti uudistetusta Precision Boost 2 -ominaisuudesta, jonka avulla kellotaajuus pysyy rasituksessa pidempään mahdollisimman korkealla. Myös keskusmuistien latenssia on saatu marginaalisesti viilattua, mutta Intelin prosessoreilla latenssi oli edelleen noin 20 ns alhaisempi.

1,5 vuotta vanha noin 100 euron hintainen Radeon RX 460 -erillisnäytönohjain pieksi integroidut Vega-grafiikkaohjaimet selvästi, mutta Intelin Coffee Lake -arkkitehtuurissa käytettävään HD 630 -grafiikkaohjaimeen verrattuna Ryzen APUt olivat ylivoimaisia.

AMD on kustannussyistä jättänyt Ryzen APUissa piisirun ja lämmönlevittäjän välistä nestemäisen metallin pois ja korvannut sen perinteisellä lämpötahnalla. Valitettavasti mukana toimitettava Wraith Stealth -cooleri on niin auttamattoman huono, että prosessorirasituksessa lämmöt nousivat avonaisessa testipenkissä yli 80 asteeseen.

Ylikellotustesteissä järeällä Noctua NH-D15-coolerilla Ryzen 5 2400G saatiin rullaamaan Cinebench R15 -testi läpi jopa 4250 MHz:n kellotaajuudella, kun käyttöjännitettä syötettiin 1,5125 volttia. Tuloksen perusteella Raven Ridgen käyttämä Globalfoundriesin optimoitu 14LPP-prosessi tuntuu skaalautuvan hieman paremmin kuin Summit Ridge -piisiruun pohjautuvat 1. sukupolven Ryzen 1000 -sarjan työpöytäprosessorit.

Käyttökelpoisempi vakaus ylikellotettuna saavutettiin 4,15 GHz:n kellotaajuudella, kun käyttöjännitettä syötettiin 1,45 volttia. Integroitu Vega 11 -grafiikkaohjain saatiin toimimaan vakaasti 1550 MHz:n kellotaajuudella, kun käyttöjännite nostettiin 1,2 volttiin. Ylikellotettuna Ryzen 5 2400G:n suorituskyky parani 3DMark Fire Strike -testissä noin 9 %.

Nyt julkaistut Ryzen 5 2400G- ja Ryzen 3 2200G-APUt korvaavat markkinoilla Ryzen 5 1400- ja Ryzen 3 1300 -prosessorit. Huhtikuussa yhtiö aikoo esitellä Pinnacle Ridge -koodinimelliset 2. sukupolven Ryzen-työpöytäprosessorit, jotka täydentävät Ryzen 2000 -malliston valmiiksi yhdessä 400-sarjan piirisarjojen kanssa.