AMD Ryzen 5 und 7 im Test

Jetzt noch ein Ryzen-Review? Sind wir nicht etwas spät dran? Nicht wirklich, denn einerseits haben wir zeitgleich ein neues Automatisierungstool für unsere Hardware-Tests realisiert, andererseits hatte Ryzen in den letzten Wochen noch mit einigen Kinderkrankheiten zu kämpfen, die mittlerweile großteils behoben wurden. Unser Test des Ryzen R7 1700X (8 Cores), R5 1600 (6 Cores) und R5 1400 (4 Cores) konnte dadurch die neuesten Treiber und BIOS-Versionen nutzen und ist mit Abstand das ausführlichste Review, das wir je für euch gemacht haben.

Geizhals-Preisvergleich: Ryzen R7 1700X | Ryzen R5 1600 | Ryzen R5 1400

Mission Briefing

Mit Ryzen steigt AMD erneut mit Intel in den Ring und legt sich dabei sowohl mit Kaby Lake als auch mit Broadwell-E an. Die Basis bildet die komplett neu entwickelte Zen-Architektur, deren Strategie sich vom Vorgänger (Bulldozer/Vishera) stark unterscheidet. Einzelne Kerne fasst AMD nun mitsamt deren Caches als CPU Complex (kurz CCX) zusammen, jeder Core erhält dazu einen Teil seiner Pipeline doppelt, um zwei Threads gleichzeitig verarbeiten zu können - klassisches Simultaneous Multithreading (SMT, bei Intel Hyperthreading genannt). Außerdem verbaut AMD nun einen Micro-op-Cache inklusive Queue, der bei der Konkurrenz schon in Sandy Bridge Einzug gefunden hat. Dazu gibt es überarbeitete L1- und L2-Caches, die schneller als je zuvor sind. Weitere Details zu Zen findet ihr in dieser Präsentation von AMD.


Die vorgestellten Ryzen-CPUs tragen den Codenamen Summit Ridge und sitzen gemeinsam mit den weniger bekannten Bristol Ridge-APUs (zB: A12-9800) auf dem Sockel AM4. Mit dem neuen Sockel wechselt AMD auch endlich auf DDR4, das höhere Bandbreiten bei niedrigerer Leistungsaufnahme bietet. Ein großer Sprung wurde auch bei der Fertigungstechnik hingelegt: Ryzen setzt erstmals auf die 14-nm-FinFET-Technologie von GlobalFoundries, die bereits von AMDs Mainstream-Grafikkarten Polaris (RX 4x0, RX 5x0) bekannt sein sollte und eine bessere Energieeffizienz verspricht.


Bevor wir nun tief in die Performance von Ryzen eintauchen, wollen wir uns noch die technischen Spezifikationen der Testkandidaten und deren Konkurrenz genauer ansehen:

* Günstigster Geizhals-Preis beim bestgereihten, namhaften Shop
** Geschätzter Gebrauchtpreis auf ebay/Willhaben

Wie wir testen

Unsere Tests führen wir mit unserem eigens entwickelten Benchmark-Automatisierungstool namens Rebench durch. Es sorgt für einen einheitlichen Testablauf und eine fehlerlose Sammlung und Aufarbeitung der Daten. Details dazu findet ihr hier.

Unser Benchmark-Parcours basiert auf einer standardmäßigen Installation von Windows 10. Wir installieren alle aktuellen Treiber vor dem Durchlauf. Mainboards erhalten jeweils die neueste BIOS-Version und werden auf ihre Default-Konfiguration zurückgesetzt. Teilweise schalten wir unübliche Mainboard-Features wie Thunderbolt-Support aus, um die Plattformen vergleichbar zu halten. Multicore Enhancements sind mittlerweile Standard und bleiben aktiv, daher läuft die CPU mit dem per Turbo-Takt definierten Multiplikator auf allen Kernen. Speed Shift ist falls vorhanden (Skylake, Kaby Lake) ebenfalls aktiviert. Im Prinzip ist unser Testsetup damit genau so konfiguriert, wie es jemand ohne fundierten Kenntnissen gemacht hätte.

Benchmarks

Zusammenfassung

Die Zusammenfassung besteht aus 13 CPU-Benchmarks, 8 System-Tests und 14 Spieletests. Die Gesamtpunktezahl - wir nennen sie liebevoll "Performance Points" - stellt sich aus der Summe aller Benchmark-Ergebnisse zusammen. Das Produkt mit dem besten Wert erhält 100 Punkte (oder Prozent), ein Produkt mit einem genau halb so guten Resultat nur 50. Die erzielte Punktezahl pro Benchmark ist also relativ zum besten Wert/Produkt in jedem Benchmark zu sehen.


Das Preis/Leistungsverhältnis setzt sich aus den zuvor ermittelten Gesamtwerten und dem aktuellen Bestpreis im Handel zusammen. Dadurch erhalten wir einen Euro-Betrag pro erzieltem Performance Point. Unter Bestpreis verstehen wir den kleinsten Preis des ersten gelisteten, namhaften Shops in Geizhals am Tag der Veröffentlichung des Reviews. Nicht mehr im Handel erhältliche Produkte werden mithilfe von ebay und Willhaben mit einem geschätzten Gebrauchtpreis versehen.


Die Gesamtwertung holt sich wenig überraschend das gleichzeitig mit Abstand teuerste Topmodell von Intel, der i7-6950X. Er ist allerdings auch der einzige Testkandidat mit zehn Kernen. Auf Platz 2 kann sich gerade noch der Vorgänger i7-5960X mit seinen acht Kernen dazwischenquetschen, für den ebenfalls noch deutlich über 1100 Euro hingelegt werden müssen. Umso mehr freut uns der Stockerlplatz für den übertakteten R7 1700X mit 3,9 GHz, der circa ein drei Mal so gutes Preis/Leistungsverhältnis wie der 5960X hat. Mit der im Werk eingestellten Taktrate muss er sich trotzdem unterm Strich dem hochgezüchteten i7-7700K mit 4,5 GHz geschlagen geben. Das liegt aber nicht nur am geringeren Takt, sondern auch daran, dass die Gaming- und System-Tests noch nicht von den acht Kernen, aber dafür umso mehr vom hohen Takt profitieren.

Den Sechskernern von Intel macht der R5 1600 das Leben schwer. In der Gesamtwertung braucht er zwar eine Taktrate von 4 GHz, um die Pendants i7-6800K und i7-5820K einzuholen, lässt aber auch ganz ohne Übertaktung durch das ausgezeichnete Preis/Leistungsverhältnis die Konkurrenz im Regen stehen.

Weniger gute Argumente bringt der R5 1400 mit. Seine vier Kerne können letztendlich nicht einmal dem i3-7350K mit nur zwei Kernen die Show stehlen. Preislich liegen sie zwar gleichauf, aber es fehlt einfach an Takt, um zu überzeugen. Mit 3,9 GHz, also um 500 MHz übertaktet, kann er dann doch noch aufholen und reiht sich zwischen i7-3770K und i7-4770K ein.

Temperatur und Leistungsaufnahme

Unsere Messergebnisse zeigen ein klares Bild: Ryzen bleibt unter Last deutlich kühler und braucht auch weniger Strom als die Konkurrenz von Intel mit derselben Anzahl an Kernen. Unser gesamtes Testsystem macht mit Ryzen einen sehr balancierten Eindruck, behält im wahrsten Sinne des Wortes einen kühlen Kopf und kann uns in auf ganzer Linie überzeugen.

Energiesparplan: Ryzen Balanced VS ausbalanciert

Wer die Neuigkeiten nach dem Launch von Ryzen verfolgt hat, dem wird die Thematik rund um den neuen Windows-Energiesparplan nicht fremd sein, den Ryzen angeblich brauchen soll. Das standardmäßig gesetzte "ausbalanciert" führt demnach zu Performance-Problemen, weil die Latenz für das Hochtakten der Cores zu hoch sein soll. Deshalb sollen laut Empfehlung von AMD der neueste Chipsatz-Treiber und das Windows 10 Creators Update installiert werden, die den Energiesparplan "Ryzen Balanced" hinzufügen.


Der Wechsel auf "Ryzen Balanced" tritt ohne Reboot in Kraft und holt die Cores automatisch auf eine gehobene Taktfrequenz von über 3 GHz. Leistungsverbesserungen können wir dadurch allerdings keine in unseren Benchmarks sehen, ganz im Gegenteil, denn "ausbalanciert" kann aus dem ein oder anderen Benchmark sogar ein paar Punkte bzw. Millisekunden mehr herausholen. Dafür zeigt der neue Energiesparmodus leichte Verbesserungen der CPU-Temperatur von 3 °C unter Last. Signifikante Unterschiede gibt es allerdings nicht zu sehen:

Es hakt beim Speicher-Takt

Ganz haben sich die Kinderkrankheiten der Zen-Architektur bzw. AM4-Plattform noch nicht verflüchtigt. Der größte Wermutstropfen kommt von Speicher-Inkompatibilitäten, die derzeit nur vergleichsweise geringe Taktraten zulassen, keine Einstellung von sekundären und tertiären Subtimings zulassen und mit manchen Speicher-Kits sogar komplett den Betrieb untersagen. Deshalb rät AMD allgemein zu Speichern mit Samsung B-Die, die Ryzen aktuell besser verträgt. Dafür solltet ihr einen Blick in die Qualified Vendor List (QVL) eures angepeilten Mainboards werfen, bevor ihr DDR4-Speicher kauft.

Unsere drei Testkandidaten konnten selbst mit dem richtigen Speicher nur auf sicheren 2666 MHz bei CL15 laufen. Einzig und allein der R7 1700X erlaubte es, auf 2933 MHz zu booten, war aber ohne einer Erhöhung der SOC-Voltage bei Last nicht ausreichend stabil und verursachte obendrein noch Kaltstartprobleme.

Abhilfe soll das AGESA-Update 1.0.0.6 schaffen, das in den Startlöchern scharrt. AGESA steht für "AMD Generic Encapsulated Software Architecture" und bildet den Kern vom Mainboard-BIOS für AMD-Plattformen. Darin findet auch die Initialisierung des IMCs statt, der für das Ansprechen von Arbeitsspeicher verantwortlich ist. Das Update soll einen Speicher-Teiler für bis 4000 MHz mitbringen, mit anderen Speicher-ICs kompatibler sein und auch mehr Performance bieten. Wenn es so weit ist, schauen wir uns das Thema noch einmal genauer an.

Overclocking

Das Übertakten von Ryzen ist keine große Kunst. Alle Ryzen-Modelle sind derzeit mit offenem Multiplikator bestückt und lassen sich durch den verlöteten Heatspreader gut kühlen. Das gilt allerdings nur bis zu einer gewissen Schwelle, die je nach Sample zwischen 3,9 und 4 GHz auftritt. Während also der Sweet Spot nur ein wenig mehr Voltage benötigt, um die CPU stabil zu halten, geht es danach rapide bergauf. Das sind die optimalen Offset-Spannungen, die wir für die getesteten Ryzen-Kandidaten verwendet haben, um sie durch unseren Benchmark-Parcours zu bringen:

• R7 1700X @ 3,9 GHz - CPU Offset Voltage: +0,100 V
• R5 1600 @ 4,0 GHz - CPU Offset Voltage: +0,175 V
• R5 1400 @ 3,9 GHz - CPU Offset Voltage: +0,075 V

Die Loadline Calibration sollte dafür zumindest leicht angehoben werden, um einen Abfall der Spannung bei Last auszugleichen. Mit unserem ASUS Prime X370-Pro war die Stufe 3 von 5 ausreichend. Bitte bedenkt, dass diese Offsets nicht unbedingt auf euer Exemplar zutreffen müssen. Es soll nur als Leitfaden dienen, womit man circa rechnen kann.

Was nach dem Sweet Spot passiert, wollen wir euch ebenfalls nicht vorenthalten und zeigen euch am Beispiel des R5 1400, wieso wir den Vierkerner nicht mit 4 GHz vorgezeigt haben. Stabil wurde die CPU zwar mit einem Offset von 0,250 V, das führte jedoch zu folgendem Temperaturanstieg und deutlich schlechterer Energieeffizienz - man beachte speziell die gestiegene CPU-Temperatur im Stress-Test "Firstarter" von 60 auf 85° C durch den Sprung von nur 100 MHz:

Fazit

AMD ist zurück! Auch wenn die Konkurrenz von Intel weiterhin die Top-Positionen im Bereich Performance besetzt, kann das Preis/Leistungsverhältnis von Ryzen voll und ganz überzeugen und bringt wieder Bewegung in CPU-Markt. Der R7 1700X ist der mit Abstand günstigste Octacore-Prozessor und wartet mit viel Potenzial für die Zukunft auf. Dasselbe gilt für den R5 1600 mit sechs Kernen und den R5 1400 mit vier Kernen, die allerdings beide standardmäßig nicht genügend Taktfrequenz besitzen, um sich an den hochgezüchteten Vierkernern von Intel vorbeizuschummeln. Unsere Overclocking-Experimente zeigen das sehr schön: Mit 4 GHz zeigt der R5 1600 seine wahre Stärke und kann in den CPU-Benchmarks mit dem deutlich teureren i7-6800K nahezu gleichziehen, bei den System-Tests sogar einen schönen Vorsprung herausholen. Der R5 1400 muss sich hingegen selbst mit 3,9 GHz auf allen Kernen seiner Konkurrenz größtenteils geschlagen geben; das gilt speziell für CPU-Benchmarks, wo er nur knapp den in die Jahre gekommenen i7-4770K schlagen kann.

Für Gamer zeichnet unser Test auf den ersten Blick kein gutes Bild für Ryzen. Die Gesamtwertung muss jedoch zuerst in Relation gesetzt werden, um sie korrekt interpretieren zu können. Unsere praxisorientierten Settings mit 2560x1400 und 4K ohne Antialiasing und nahezu maximalen Details werden nämlich häufig von der verwendeten GTX 1080 limitiert. Teilweise unterscheiden sich die Spitzenplätze in den einzelnen Benchmarks um 1-2 nicht signifikante Frames pro Sekunde. Das ist auch gut so, denn die Hauptaufgabe der CPU liegt nicht darin, die Framerate im ohnehin ruckelfreien Bereich zu verbessern, sondern darin, die Grafikkarte maximal auszulasten; also nicht zu limitieren. Das schaffen auch alle Testkandidaten durch die Bank überraschend gut: Sogar ein R5 1400 mit nur 3,4 GHz Turbo-Takt erreicht in der Gesamtwertung 92% und ist daher ebenfalls zum Gamen geeignet (auch wenn eine schwächere Grafikkarte eine bessere Paarung darstellen würde). Außerdem steht in Aussicht, dass die aktuelle, PC-nahe Konsolengeneration mit vielen Kernen und vergleichsweise geringem Takt die Entwicklung von Spielen langfristig beeinflusst. Laut AMD brauchen auch die Spieleentwickler "Zeit mit Zen", um ihre Engines auf die Vorteile von Ryzen anzupassen. Daher sehen wir für Sechs- und Achtkerner auch im Gaming-Bereich ausreichend Potenzial, das derzeit noch nicht ausgeschöpft wird.

Besonders erfreulich sind die Verbesserungen im Bereich Abwärme und Leistungsaufnahme im Vergleich zu Ryzens Vorgänger. Im Leerlauf darf sich Kaby Lake zwar immer noch die energieeffizienteste Plattform nennen, dafür bleibt jedes Ryzen-Modell in Anbetracht seiner Kerne kühler und überrascht unter Last mit teilweise deutlich weniger Verbrauch als die direkten Konkurrenten. Unserer Meinung nach ein gutes Argument für die neuen AMD-CPUs, vor allem wenn ein leises und dennoch potentes System gewünscht wird. Enttäuscht sind wir vom i7-7700K, Intels Vorzeige-Quadcore. Seine Leistung mag zwar überzeugen, aber das ist nur durch brachial hohe Taktfrequenzen möglich. Diese wirken sich durch den nicht verlöteten und daher suboptimal Wärme abführenden Heatspreader sehr negativ auf dessen Eigenschaften aus. Teilweise muss die CPU dadurch bei längerer Last selbst mit guter Luftkühlung heruntertakten und kann die 4,5 GHz bei unserem Testexemplar nicht halten. Das wirkt sich auch auf die Performance aus, weshalb der kleinere i5-7600K gar nicht so viel schlechtere Arbeit leistet.


Unterm Strich sind wir sehr angetan von Ryzen und können seit Ewigkeiten wieder den Griff zu einem Prozessor von AMD empfehlen. Der Sprung zur Vorgänger-Generation auf Basis von Bulldozer ist gewaltig und kann sich mehr als sehen lassen. Intel muss sich schon gute Argumente für die unverhältnismäßig große Preisdifferenz ihrer X/K-Modelle mit mehr als vier Kernen ausdenken. Das nächste Update von Ryzen, derzeit Zen+ genannt, könnte den Gerüchten nach nämlich durch Optimierung der Fertigung (wie wir es auch bei der RX 580 gesehen haben) einen schönen Sprung bei den Taktraten hinlegen und sich damit vom weiß-blauen Mittelfeld absetzen. Wer darauf nicht warten möchte, kann ja selbst Hand an den freien Multiplikator anlegen und bekommt dafür einen konkurrenzfähigen Sechs- oder Achtkerner zu einem überaus fairen Preis.

Links, Danksagung

• AMD Gaming-Blog mit laufenden Updates zu Verbesserungen an Ryzen
• HWiNFO, das derzeit verlässlichste Monitoring-Tool für Ryzen
• AMD Ryzen Master - Overclocking Tool (User Guide)
• Unser Ryzen-Thread mit zahlreichen User-Erfahrungen, User-Benchmarks (auch sowas), Overclocks, RAM-Tweaks und laufend Neuigkeiten zu Ryzen.
• Ryzen bei e-tec.at

Ein herzliches Dankeschön geht an unsere Kontakte in der Industrie, die diesen Test unterstützt und dadurch ermöglicht haben: AMD, Intel, ASUS, Ubisoft, ASRock, Futuremark, e-tec.at, Andreas von Noctua, Tamas von Finalwire (AIDA64) und Martin von HWiNFO.

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