Ryzen 9 9900X – podsumowanie ekstremalnego OC na LN2 (relacja)

Socket AM5 nie jest już nowy (zadebiutował na jesieni 2022 roku) i definitywnie bolączki wieku młodzieńczego ma już za sobą. Wystarczy wspomnieć początkowe historie związane z niesamowicie długimi czasami bootowania po 5 i więcej minut (do tego stopnia, że Asrock przyklejał trudno odchodzące naklejki na sloty RAM, żeby użytkownicy na pewno przyjęli do serca ostrzeżenie), czy palące się płyty wraz z procesorami na wczesnych BIOS-ach z odblokowanym napięciem VSOC i późniejszą dramę z jednym producentów dostarczającym poprawiony BIOS z jednoczesnym zastrzeżeniem, że wgranie go jest równoznaczne z utratą gwarancji. Problemy pierwszego świata? Możliwe.

Tak czy inaczej, zeszłoroczna premiera Ryzenów 9000, jak każda ostatnio zresztą, nie obyła się bez kontrowersji. Od czego by tu zacząć? Od tego, że procesory miały w ostatniej chwili opóźnioną premierę podobno z racji pomieszanych oznaczeń na IHS i pewna partia 9700X dostała „wizualny” upgrade do Ryzena 9 (źrodło: videocardz.com)? Czy może standardowo nie można ich było dostać, a nawet jeśli, to nikt nie chciał ich kupować, ze względu na koszmarną wycenę, o 50% przebijającą odpowiedniki z poprzedniej generacji? Nie wspomnę tu o zapowiedziach AMD sprzed premiery, że seria 9000 pozamiata wydajnościowo, gdy nagle okazało się, że w grach tego nie widać, w zwykłych aplikacjach w sumie nie bardzo i największa poprawa była w renderingu, szczególnie gdzie w grę wchodziło wykorzystanie AVX512, gdyż właśnie ten element uległ największemu usprawnieniu. To wszystko w tle zapowiedzi o nadejściu Ryzena 7 9800X3D, w trakcie których AMD podniosło cenę poprzedniego 7800X3D o jakieś 50% na przestrzeni dwóch miesięcy chyba jako element strategii maksymalizacji zysku, a do tego jeszcze mamy zapowiedzi Ryzenów 9 9900X3D i 9950X3D, które mają ugruntować wiodącą pozycję AMD na rynku procesorów desktopowych. Niech mi ktoś powie, że AM5 nie jest ciekawą platformą, skoro jeszcze jest tam gdzieś seria 8000, a Zen 6, kiedykolwiek się pojawi, też będzie na tej podstawce.

Muszę jednakowóż przyznać, że Ryzen 7 9800X3D wygląda niezwykle interesująco i gdy będę miał okazję, nie omieszkam go przetestować. Tymczasem postanowiłem spróbować swych sił z Ryzenem 9 9900X, jako że wcześniej miałem już okazję używać jego poprzedników, 5900X siedzi w moim domowym komputerze, 7900X testowałem pod kątem OC i byłem zadowolony z niego na tyle, że rozważałem nawet przez moment upgrade. Nasz kolega z ekipy extremeoc.pl – qjak – recenzował po premierze 9900X na łamach 3d-info.pl, używaliśmy też tego procesora w trakcie naszych zmagań w trakcie Country Cupu 2024, tak że powiedzielibyśmy, że przeciwnik był znany. Do tego sporo się zmieniło na przestrzeni ostatniego pół roku.

Po pierwsze, jak to zwykle po premierach procesorów, AMD wypuściło kilka aktualizacji do AGESA, czyli de facto firmware’u odpowiedzialnego za inicjalizację platformy. Część z nich usprawniło obsługę pamięci, jedna rozwiązywała problem z wysokimi opóźnieniami przy przesyłaniu danych z jednego CCD na drugi, w międzyczasie jeszcze dodany został support 9800X3D, oj działo się sporo. W kontekście tego jeszcze regularnie widywałem submity na pierwszej stronie hwbota, przede wszystkim w y-cruncherze 1b, gdzie wyniki osiągane były grubo poniżej 11 s, gdzie qjak na LN2 nie mógl przebić wcześniej 12 sekund… Pomyślałem więc, że coś się zmieniło na lepsze i muszę to sprawdzić.

Moja platforma testowa na AM5 wygląda następująco:

W swoich testach skoncentrowałem na tych, które zdobywają globalne punkty na Hwbocie, porównam poniżej wyniki AIO vs LN2 z niewielkim komentarzem i zastrzeżeniem – nie znalazłem jak dotąd wyczerpującego podsumowania odnośnie ekstremalnego OC na platformie AM5, może poza „ROG OC guide” z czasów debiutu platformy, jednak od tego czasu – jak już wspomniałem się trochę pozmieniało przez ten czas.

Jednocześnie muszę się w tym miejscu wytłumaczyć – miałem ogromnego pecha w loterii krzemowej i mój Ryzen 9 9900X okazał się tracić stabilność, gdy temperatura spadała poniżej -60 stopni, aby całkowicie przestać funkcjonować przy -80. Jak na Zen 5, jest to całkowicie rozczarowujący wynik, z tego, co udało mi się ustalić, ma to coś wspólnego z tym, że AMD dobiera chiplety do 12- i 16-rdzeniowych jednostek w ten sposób, że CCD0 jest zauważalnie mocniejszy od CCD1. Potwierdzają to doniesienia innych testerów, gdzie na 9950X na ustawieniach PBO CCD0 pracuje z 5600-5700 MHz, podczas gdy CCD1 „wlecze się” za nim o 300-400 MHz wolniej. Byłoby to więc kolejne kryterium selekcji, którego poddawałbym te procesory – nie tylko wartości CB/CBB, czy osiągane zegary, ale też rozrzut pomiędzy CCD0 a CCD1. Chciałbym w tym miejscu zauważyć, że z punktu widzenia OC warto sprawdzić oba tryby – fixed clock i PBO, bo różne testy mogą faworyzować inne podejście.

Dla porównania inne procesory w tym teście podczas obciążenia w ramach ekstremalnego OC miały następujące warunki:

• 7500F – pod LN2 CB -100, CBB -60
• 7900X – pod agregatem chłodniczym -48
• 9600X – pod LN2 CB -110, CBB -70

Przejdźmy do przedstawienia wyników, które podzielę na części poświęcone każdemu z benchmarków osobno. W każdej z nich znajdzie się wykres porównujący osiągnięte wyniki oraz mój komentarz.

7-Zip bardzo dobrze skaluje się z ilością dostępnych rdzeni, ale dobrze też reaguje na wydajny subsystem pamięci. Wydaje mi się, że wynik 9900X na AIO był zrobiony z użyciem PBO i efektywny zegar był poniżej zaraportowanego 5800 MHz, wynik 207058 bardziej odpowiada efektywnemu 5500, ale jak najbardziej jest reprezentatywny wynik dla 9900X na ambient. Przy zejściu z 12 do 6 rdzeni wynik jest obcięty o połowę, choć ograniczenie zegara do 6100 MHz przez temperaturę daje tu znać, gdyby testowany 9900X pracował stabilnie przy -100 stopniach moglibyśmy zobaczyć 6300 MHz i wynik poszybowałby pewnie w okolice 240000 MIPS-ów.

W przypadku Cinebencha R20 sytuacja jest jasna – Zen 5 daje około 15% przyrostu w stosunku do Zen 4 przy tym samym zegarze, dodając do tego niewielką przewagę samego zegara dostajemy ogromną przewagę 9900X. Co ciekawe, 9600X skraca przez to dystans do 7900X mimo posiadania połowy dostępnych wątków. Ponownie szkoda trochę niewykorzystanej możliwości z racji limitu temperatury.

Podobnie jak w przypadku Cinebencha R20, optymalizacje wprowadzone przez architekturę Zen 5 dają około 15% zysku przy tej samej częstotliwości. 9900X dominuje nad 7900X, podobnie jak 9600X kompletnie rozkłada 7500F. Ciekawy wniosek z wykresu jest taki, że pomimo iż GB3 skaluje się z ilością rdzeni i pamięcią, wzrost nie jest całkowicie liniowy, następuje spadek wydajności rzędu 5% dla Zen 4 (7500F vs 7900X) i 8% dla Zen 5 (9600X vs 9900X). Może to sugerować, że poszczególne wątki komunikują się między sobą, co będzie powodować pewien spadek wydajności, gdy wątek z CCD0 musi się „dogadać” z CCD1. Jest to interesująca rzecz do sprawdzenia na przyszłość, z drugiej strony GB3 ma już ponad 10 lat i może równie dobrze nie współpracować tak dobrze z nowym architekturami.

W przypadku GPUPI 3.2 zaczyna się robić interesująco. Po pierwsze wygląda, jakby Zen 4 w tym teście dawał lepszą wydajność przy tym samym zegarze, co jest szczególnie widoczne w przypadku procesorów z jednym aktywnym CCD. W przypadku większych jednostek różnica się spłaszcza, ale 9900X potrzebuje dodatkowych 150 MHz, żeby dogonić 7900X. Po drugie, wydawałoby się, że ten prosty test jest fire and forget, nic bardziej mylnego. Dobranie odpowiedniej konfiguracji stanowi ogromne wyzwanie, zaczynając od systemu operacyjnego (co wybrać – Windows 10? 11? 7? A może Server 2016/2022? Nie pomijając faktu, że każdy z nich występuje w kilku wersjach), poprzez platformę OpenCL (AMD APP vs Intel OpenCL i różne wersje/rewizje tychże), aż do ustawień batch size i reduction, które w zależności od wcześniejszych wyborów mogą się różnić. Otwieram tutaj miejsce na osobny artykuł poświęcony w całości temu zagadnieniu.

Muszę się przyznać, że y-crunchera ciągle się uczę i częściowo ten wykres to reprezentuje. Ten benchmark jest niezwykle wrażliwy na ustawienia pamięci, przy czym jednocześnie bezlitośnie obnaża wszelkie przejawy niestabilności. Moje pierwsze testy na 7500F pochodzą sprzed roku, gdy jeszcze używana AGESA nie pozwalała na wydajne działanie w trybie 1:2, gdzie jeszcze używałem profilu RAM 6400 28-35-30-30. W międzyczasie testowałem 7900X, gdzie 7600 32-44-38-36 w 1:2 dawało zauważalne przyspieszenie. Wynik na 7500F na LN2 jest z kolei z początku tego roku, gdzie po dłuższym researchu udało mi się stabilnie ustawić 7800 32-45-40-34 razem z innymi tweakami. Z jednej strony może to rodzić podejrzenia o porównanie jabłek z gruszkami, ale reprezentuje też gromadzenie wiedzy i rozwój samej platformy. To powiedziawszy, Zen 5 jest bezkonkurencyjnie szybszy od Zen 4 przede wszystkim dzięki optymalizacji AVX512, jednocześnie jestem świadom istnienia tweaków, które pozwalają na osiągniecie wyników jeszcze lepszych od tych tutaj. Myślę, że y-cruncher jest tematem samym w sobie i niewykluczone, że zobaczymy w którymś momencie na extremeoc.pl materiały poświęcone w pełni temu benchmarkowi.

W przypadku ostatniego z globalnie punktowanych benchmarków, hwbotowego testu transkodowania do x265, ponownie Zen 5 wygrywa z Zen 4 o 15-20%, tym razem skalowanie jest liniowe z ilością wątków – 12-rdzeniowe procesory uzyskują wyniki dwa razy wyższe od 6-rdzeniowych. Ważnym szczegółem jest tutaj właściwy dobiór systemu operacyjnego – dla tego benchmarka najlepsze wyniki miałem w Windows 11 lub Server 2022, 10 wypada znacząco gorzej.

Podsumowując, platforma AM5 jest niezwykle wdzięcznym i interesującym ekosystemem, gdzie ekstremalny overclocking ma jak najbardziej zastosowanie. Użycie agregatu chłodniczego czy ciekłego azotu (LN2) pozwala wydobyć pełną moc ze sprzętu, gdyż sama konstrukcja procesora powoduje podatność na dławienie termiczne (thermal throttling) przy chłodzeniu wodą/powietrzem. Jednocześnie – jak sygnalizowałem w kilku miejscach – jest tu sporo obszarów wartych dokładnego zbadania, co zapewne uczynimy w przyszłości na łamach extremeoc.pl.

Chciałbym podziękować Endorfy Polska za dostarczenie chłodzenia AIO Navis F360, którego używałem w trakcie testów konfiguracji ambient. Dodatkowe podziękowania należą się Seasonic Europe, którzy wsparli mnie niezawodnym zasilaczem Seasonic Prime GX-1300. Reszta ekipy extremeoc.pl spędziła niezliczone godziny ze mną online konsultując testy i wyniki.