AMD Ryzen 3000 im Test: Das ist die Krönung

Volker Rißka et al. 6.628 Kommentare
AMD Ryzen 3000 im Test: Das ist die Krönung

tl;dr: König in Anwendungen war Ryzen schon, aber mit Ryzen 3000 endet jetzt auch Intels Vorherrschaft in Spielen: Der Vorsprung des Core i9-9900K verkommt zur Makulatur. Unter Berücksichtigung der Mehrleistung in Apps, des Verbrauchs und des Preises ist Ryzen 3000 deshalb insgesamt der neue Herrscher am Markt.

Update 12.07.2019 16:42 Uhr

Die Redaktion hat die vergangenen Tage dazu genutzt, den Testmarathon der letzten Wochen sowie das große Feedback der Community auf den Artikel zu verarbeiten und weitere Tests zu fahren. Dazu gehörte auch ein eigentlich nicht eingeplanter Nachtest des Intel Core i9-9900K. Die CPU war am Sonntag zwar abermals als Sieger der Spiele-Benchmarks aus dem Parcours gegangen, allerdings auch im Verhältnis zum Core i7-8700K nur mit sehr knappem Vorsprung.

Und in der Tat ergab der Nachtest, dass der Prozessor auf der für ihn exklusiv frisch aufgesetzten Windows-Installation in einigen Titeln reproduzierbar mit einer zu geringen Performance gemessen wurde. Auf einer abermals komplett neu aufgesetzten Installation mit denselben Einstellungen und Treibern ergaben sich bessere Messwerte, die die CPU jetzt 11 statt 4 Prozent bei den FPS und 6 statt 2 Prozent bei den Frametimes im CPU-Limit in Front sehen. In Anwendungen und Spielen in Ultra HD hat es keine Veränderungen gegeben.

Der Vorsprung des Core i9-9900K auf den Ryzen 9 3900X in den Frametimes im CPU-Limit im Test von ComputerBase liegt im Vergleich mit anderen Redaktionen damit nicht mehr im unteren sondern im oberen Drittel. Relevante Textpassagen wurden angepasst, das Fazit der Redaktion ändert sich aber nicht. Wir bitten die inkorrekten Messwerte dennoch vielmals zu entschuldigen.

Neben den aktualisierten Werten für den Core i9-9900K in Full HD hat ComputerBase den Prozessor auch noch einmal mit den von Intel empfohlenen Einstellungen für die Leistungsaufnahme (119 Watt Short-Term- und 95 Watt Long-Term-Package-Power) getestet, die von Mainboards aus dem Endkundenhandel in der Regel ignoriert werden, so dass die CPU immer den maximal spezifizierten Turbo nutzen kann. In Spielen verliert der Prozessor durch Nutzung der Grenzen im CPU-Limit ein (FPS) bis zwei Prozent (Frametimes), in Multi-Core-Anwendungen sind es sechs Prozent.

AMD Ryzen 3000 ist ein großer Wurf

Wenn AMDs neuer 8-Kern-Prozessor Ryzen 7 3700X bei 65 Watt TDP bis auf sechs Prozent an Intels schnellste Gaming-CPUs bei den Frametimes im CPU-Limit herankommt und der Ryzen 9 3900X mit seinen zwölf Kernen auf einem zwei Jahre alten Sockel den 16-Kern-Threadripper aus dem Vorjahr in Anwendungen schlägt, dann steht außer Frage: Ryzen 3000 ist ein großer Wurf.

Das kann Ryzen 3000 (Teaser)
Einheit: Prozent
  • Leistung in Apps (Multi-Core):
    • AMD Ryzen 9 3900X
      100
    • AMD Ryzen Threadripper 2950X
      97
    • Intel Core i9-9900K
      71
    • AMD Ryzen 7 3700X
      70
    • AMD Ryzen 7 2700X
      60
  • Leistung in Apps (Single-Core):
    • Intel Core i9-9900K
      104
    • AMD Ryzen 9 3900X
      100
    • AMD Ryzen 7 3700X
      97
    • AMD Ryzen Threadripper 2950X
      84
    • AMD Ryzen 7 2700X
      83
  • Leistung in Spielen (Frametimes, Full HD):
    • Intel Core i9-9900K
      106
    • AMD Ryzen 9 3900X
      100
    • AMD Ryzen 7 3700X
      99
    • AMD Ryzen 7 2700X
      85
    • AMD Ryzen Threadripper 2950X
      80

Wie AMD die 3. Generation noch einmal viel besser gemacht hat und wie sich Ryzen 9 3900X (12K/24T 105 Watt), Ryzen 7 3700X (8K/16T, 65 Watt) sowie Ryzen 5 3600 (6K/12T, 65 Watt) im Detail schlagen, dazu liefert der nachfolgende Artikel umfassend Antworten. Wie sich die neuen GPUs schlagen, klärt hingegen der Artikel „AMD Radeon RX 5700 (XT) im Test: Navi ist schneller als RTX ohne Super und ähnlich effizient“.

Ryzen 9 3900X und Ryzen 7 3700X wurden der Redaktion wie die zwei X570-Platinen von MSI und Asus sowie die PCIe-4.0-SSD von Corsair von AMD zur Verfügung gestellt. Das X570-Mainboard von Gigabyte kam direkt vom Hersteller. Den Ryzen 5 3600 hat ComputerBase aus anderer Quelle. Alle CPUs entsprechen den finalen Handelsvarianten.

Mit Ryzen 3000 gibt es auch neue X570-Platinen und PCIe-4.0-SSDs
Mit Ryzen 3000 gibt es auch neue X570-Platinen und PCIe-4.0-SSDs

Zen 2 in drei Absätzen

Nach dem ersten Aufhorchen (Zen) vor gut zwei Jahren und der gelungenen Überarbeitung vor einem Jahr (Zen+) bittet Ryzen 3000, Codename Matisse, den Platzhirsch Intel mit Zen 2 jetzt zum dritten Schlagabtausch im Desktop-Geschäft. Und während Intel auch in den vergangenen zwei Jahren nur an den bekannten Architekturen und Fertigungsverfahren gefeilt hat, bietet der Herausforderer schon wieder ein Paket an Neuerungen, das es in sich hat: AMD wechselt nicht nur auf den 7-nm-Prozess, sondern krempelt auch den Aufbau der CPUs komplett um. Und weil es damit möglich wird, bis zu 16 Kerne im zwei Jahre alten Sockel AM4 umzusetzen, macht AMD das auch gleich – gefolgt von Varianten mit 12, 8 und 6 Kernen.

Zen 2 macht fast alles neu

Die Prozessoren der Familie Ryzen 3000 sind die ersten mit der neuen Zen-2-Architektur. Diese basiert im Kern zwar auf dem ursprünglichen Zen-Design, hat jedoch vielfältige Änderungen erfahren, um mehr Leistung zu bieten. Das fängt bei elementaren Dingen wie der Sprungvorhersage an, wird über größere und schnellere Buffer und Caches fortgesetzt und setzt sich im „UnCore-Bereich“ wie dem Speichercontroller und dem PCI-Express-Interface fort.

Alle Details zur Zen-2-Architektur hat ComputerBase bereits im Bericht „Zen-2-Architektur: Ryzen 3000 sind AMDs stärkste Desktop-Prozessoren“ vor einigen Wochen zusammengefasst, in diesem Test soll nur noch ein ganz besonderer Aspekt erneut angesprochen werden: das I/O-Chip-Chiplet-Design.

Das „zusammengeklebte“ Multi-Chip-Design perfektioniert

Das I/O-Chip-Chiplet-Design ist eine der großen Besonderheiten der neuen CPUs. Multi-Chip-Packages gab es schon immer, Ryzen Threadripper ist nur ein jüngstes Beispiel. Hier werden Chips des gleichen Typs vereint. Bei AMDs Ansatz für Zen 2 werden hingegen Chips mit unterschiedlichen Aufgaben auf einem Package kombiniert.

Ryzen 3000 im Chiplet-Design
Ryzen 3000 im Chiplet-Design (Bild: AMD)

Bei Intel existiert das beispielsweise in der mobilen U-Serie seit vielen Jahren, dort gibt es den CPU-Die, den Chipsatz und wahlweise auch noch eDRAM auf einem Package. AMD verteilt die Aufgaben jetzt aber anders.

So wurde der Speichercontroller aus dem CPU-Die entfernt und in einen separaten I/O-Die (Input-Output-Die) gepackt. Der bietet neben der Desktop-PC-Premiere von PCI Express 4.0 noch weitere UnCore-Elemente, die die CPU nicht für die elementare Funktion „Rechnen“, sondern die Kommunikation mit dem Rest des Systems benötigt. Acht Rechenkerne sitzen wiederum im „Chiplet“. Ryzen 5 3000 und Ryzen 7 3000 nutzen eins, Ryzen 9 hingegen zwei – der I/O-Die ist stets identisch. Das macht das vom Konkurrenten öffentlich kritisierte „Verkleben von Chips“ extrem skalierbar: Epyc 2 mit „Rome“ bietet mit acht Chiplets gleich 64 Kerne. Dass die Einzelbestandteile stets identisch sind, ist ein weiterer Vorteil gegenüber der von Intel weiter verfolgten Strategie, monolithische Chips zu nutzen.

Bei Ryzen 3000 hat AMD aber noch weitere Skaleneffekte gehoben: Der 125 mm² große I/O-Die ist mit deaktiviertem Speichercontroller gleichzeitig der X570-Chipsatz für die Mainboards; ein Design füttert bei AMD das komplette Ökosystem. Doch während er bei den CPUs in 12 nm bei Globalfoundries gefertigt wird, ist er als Chipsatzlösung in 14 nm aufgelegt. AMD erklärte hierzu, dass sich 12 nm positiver für den Takt, vor allem vom unterstützten Speicher auswirkt. Aber eben genau der Speichercontroller wird im Chipsatz ohnehin nicht genutzt, also kann die günstigere 14-nm-Lösung verwendet werden.

Das sind die Ryzen 9, 7 und 5 zum Start

Die Modellpalette an Ryzen 3000, die AMD aus dem Zen-2-Baukasten abgeleitet hat, ist seit der Computex 2019 bekannt und nicht verändert worden. Das 16-Kern-Flaggschiff Ryzen 9 3950X mit zwei komplett aktiven 8-Kern-Chiplets ist zum heutigen Start wie angekündigt noch nicht dabei, es folgt im September. Der Ryzen 9 3900X mit zwei Mal sechs aktiven Kernen in den Chiplets ist damit vorerst der schnellste neue Ryzen 3000 am Markt, ihn begleiten zwei Ryzen 7 mit acht Kernen und zwei Ryzen 5 mit sechs Kernen – sie nutzen eines der 74 mm² großen und 3,9 Milliarden Transistoren schweren Chiplets.

AMD Ryzen 9 3900X, 7 3700X und 5 3600 mit Zen 2 im Test
AMD Ryzen 9 3900X, 7 3700X und 5 3600 mit Zen 2 im Test

Ryzen 3000 erobert höhere Preisregionen

Mit Ryzen 3000 belegt AMD auch wieder die oberen Preisregionen, die es mit dem Verzicht auf einen Ryzen 7 2800X nicht gegeben hatte. Für den 12-Kerner Ryzen 9 3900X verlangt AMD 529 Euro – 30 Euro mehr als für den Ryzen 7 1800X vor zwei Jahren und 30 Euro mehr als für den Ryzen Threadripper 2920X mit ebenfalls 12 Kernen derzeit im Handel fällig sind. Der neue „kleine“ Achtkerner Ryzen 7 3700X ist mit 359 Euro zum Start hingegen nur 30 Euro teurer als der Ryzen 7 2700X im Vorjahr, am Markt beträgt der Aufpreis immerhin 80 Euro.

Ryzen 9, Ryzen 7 und Ryzen 5 aus drei Generationen: Spezifikationen im Vergleich
Kerne/Threads Takt
Basis/Turbo
L3-Cache TDP Preis (Launch) Marktpreis
Ryzen 9 3950X 16/32 3,5/4,7 64 MB 105 W 749 USD (ab 9/2019)
Ryzen 9 3900X 12/24 3,8/4,6 64 MB 105 W 529 Euro
Ryzen 7 3800X 8/16 3,9/4,5 32 MB 105 W 429 Euro
Ryzen 7 3700X 8/16 3,6/4,4 32 MB 65 W 349 Euro
Ryzen 7 1800X 8/16 3,6/4,0 16 MB 95 W 559 Euro 210 Euro
Ryzen 7 2700X 8/16 3,7/4,3 16 MB 105 W 319 Euro 269 Euro
Ryzen 7 1700X 8/16 3,4/3,8 16 MB 95 W 439 Euro 181 Euro
Ryzen 7 2700 8/16 3,2/4,1 16 MB 65 W 289 Euro 199 Euro
Ryzen 7 1700 8/16 3,0/3,7 16 MB 65 W 359 Euro 155 Euro
Ryzen 5 3600X 6/12 3,8/4,4 32 MB 95 W 265 Euro
Ryzen 5 2600X 6/12 3,6/4,2 16 MB 95 W 225 Euro 165 Euro
Ryzen 5 1600X 6/12 3,6/4,0 16 MB 95 W 279 Euro 124 Euro
Ryzen 5 3600 6/12 3,6/4,2 32 MB 65 W 209 Euro
Ryzen 5 2600 6/12 3,4/3,9 16 MB 65 W 195 Euro 124 Euro
Ryzen 5 1600 6/12 3,2/3,6 16 MB 65 W 239 Euro 109 Euro

Prozentual heftige Aufpreise gibt es zum Start von Ryzen 3000 bei den Ryzen 5, die zuletzt stark im Preis gefallen waren. Ryzen 5 3600 zu 2600 bedeutet 85 Euro, Ryzen 5 3600X zu Ryzen 5 2600X sogar 100 Euro Aufpreis.

Doch genug der Theorie, die im Artikel „Zen-2-Architektur: Ryzen 3000 sind AMDs stärkste Desktop-Prozessoren“ schon zu genüge behandelt wurde. Dieser Ryzen-3000-Test stellt die Benchmarks und andere Messungen in den Vordergrund.

So wurde Ryzen 3000 getestet

Dabei gilt es gleich vorweg festzustellen: Alle in diesem Artikel präsentierten Benchmarks wurden im Juni/Juli 2019 neu erstellt. Alle Rechner setzten auf das aktuelle Windows 10 1903 „Mai 2019 Update“ mit allen aktuellen Updates inklusive aller Sicherheitspatches, die Mainboards waren mit dem jeweils aktuellsten BIOS ausgestattet.

Meltdown-Spectre-Wafer
Meltdown-Spectre-Wafer

Um Leistungsprobleme in Folge des zu häufigen Plattformwechsels zu vermeiden, kam für jeden Sockel eine separate Installation zum Einsatz. Neue und aktualisierte Anwendungen mit Multi- und Single-Core- sowie AVX-Fokus sowie neue Spiele sowohl in Full-HD- als auch UHD-Auflösung erlauben einen umfassenden Blick auf jeden Prozessor.

Alle Plattformen wurden, sofern möglich, mit den identischen Speicher-Timings betrieben, als RAM-Takt kam in den Standardbenchmarks die jeweilige Vorgabe des Herstellers zum Einsatz. RAM-OC wurde separat getestet. Für die Benchmarks mit Ryzen 3000 wurde das Asus Crosshair VIII Hero Wi-Fi mit BIOS 0066 genutzt.

Plattform Takt Primär-Timings Modus
AMD Ryzen 1000 DDR4-2666 14-14-14-14-34-1T Dual-Channel
AMD Ryzen 2000 DDR4-2933 14-14-14-14-34-1T Dual-Channel
AMD Ryzen 3000 DDR4-3200 14-14-14-14-34-1T Dual-Channel
AMD Ryzen Threadripper 1000 DDR4-2666 14-14-14-14-34-1T Quad-Channel
AMD Ryzen Threadripper 2000 DDR4-2933 14-14-14-14-34-1T Quad-Channel
Intel Core i 9000 DDR4-2666 14-14-14-14-34-1T Dual-Channel
Intel Core i 8000 DDR4-2666 14-14-14-14-34-1T Dual-Channel
Intel Core i 7000 DDR4-2400 14-14-14-14-34-1T Dual-Channel
Intel Core i 4000 DDR3-1600 9-9-9-9-24-1T Dual-Channel
Intel Core i 2000 DDR3-1333 9-9-9-9-24-1T Dual-Channel
Intel Core X 9000 DDR4-2400 14-14-14-14-34-1T Quad-Channel
Intel Core X 7000 DDR4-2400 14-14-14-14-34-1T Quad-Channel

Bei AMD Ryzen Threadripper war der DLM-Modus aktiv, Intel Core X nutzte den Turbo 3.0. Bei Ryzen 3000 kam der neue Chipsatztreiber zum Einsatz.

Um in den Spielen trotz hoher Details die CPU maximal fordern zu können, kam die Asus Strix GeForce RTX 2080 Ti mit dem GeForce-Treiber 430.97 zum Einsatz.

Als Kühler wurde stets ein Noctua NH-U14S mit zwei NF-A15-Lüftern verwendet. Ausnahmen bildeten die beiden ältesten Intel-Plattformen, die mit dem Boxed-Lüfter getestet wurden.

Aus Zeitgründen finden sich nicht alle alten CPUs auch in allen Benchmarks, sondern nur im App-Parcours.

Cache-Latenz und Cache-Durchsatz

Ein erster Blick gilt der Entwicklung der Speicherlatenzen von Zen 2. Von Zen zu Zen+ waren Optimierungen an den internen Latenzen der CPUs eine der wesentlichen Architekturverbesserungen, die insbesondere in Spielen von Vorteil waren. Mit Zen 2 und dessen in den I/O-Die ausgelagerten Speicher-Controller und deutlich größerem L3-Cache stellt sich die Frage, ob die Architektur in diesem Punkt einen kleinen Rückschritt macht.

Der Vergleich der 8-Kern-CPUs Ryzen 7 1800X, 2700X und 3700X auf dem Asus Crosshair VIII Hero Wi-Fi (X570) zeigt, dass die Latenz zu L3 und RAM gegenüber Ryzen 2000 in der Tat gestiegen ist (+14 Prozent beim L3, +12 Prozent beim RAM), wobei der höhere RAM-Takt das zur Hälfte ausgleichen kann. Durch den deutlich größeren L3-Cache kann Ryzen 3000 den Zugriff auf den RAM allerdings häufiger abfangen und ist gegenüber Ryzen 2000 dann klar im Vorteil – der muss auf den RAM zugreifen, der zwar schneller als bei Ryzen 3000, aber viel langsamer als dessen L3-Cache ist.

Vorteil Zen 2 zu Zen+ zu Zen (ermittelt in AIDA64)
Speicher 3900X (12K/24T) 3700X (8K/16T) 2700X (8K/16T) 1800X (8K/16T)
Latenz L1-Cache 0,9 0,9 0,9 1,0
Latenz L2-Cache 2,6 2,7 2,8 4,4
Latenz L3-Cache 9,8 9,9 8,7 11,6
Latenz RAM 73 73 69 83
Latenz RAM normiert* 81 83 74 83
* normiert auf DDR4-2666 CL14, alle Angaben in Nanosekunden

Interessant ist, dass der Ryzen 9 3900X mit zwei Chiplets keinen Nachteil gegenüber dem Ryzen 7 3700X mit nur einem Chiplet aufweist, sondern seinen geringfügig höheren Takt sogar ausspielen kann.

Deutlich höher bei allen Ryzen 3000 sind die von den drei internen Caches erzielten Durchsatzraten. Schon der Ryzen 7 3700X legt hier bis zu 100 Prozent gegenüber dem Ryzen 7 2700X zu. Der Ryzen 9 3900X ist mit den zwei Chiplets dann noch einmal 50 Prozent schneller.

Vorteil Zen 2 zu Zen+ zu Zen (ermittelt in AIDA64)
Speicher 3900X (12K/24T) 3700X (8K/16T) 2700X (8K/16T) 1800X (8K/16T)
Durchsatz L1-Cache (Lesen) 3.167 2.122 1.011 917
Durchsatz L2-Cache (Lesen) 1.588 1.066 941 831
Durchsatz L3-Cache (Lesen) 1.048 626 419 384
alle Angaben in Gigabyte pro Sekunde

Bei den Latenzen gibt es mit Zen 2 also nur im L2-Cache einen Fortschritt, die höheren Durchsatzraten und der von AMD auch als „GameCache“ bezeichnete riesige L3 sind hingegen potentielle Stärken der neuen Architektur. Sie sollten sich in den Instruktionen pro Zyklus (Instructions per Cycle, IPC) niederschlagen.

IPC: Zen 2, Zen+ und Zen im Vergleich

AMD hat für Zen 2 gegenüber Zen+ eine im Schnitt um 15 Prozent höhere Leistung pro Takt (IPC) angekündigt. Um diesem Versprechen nachzugehen, hat ComputerBase die 6-Kern-CPUs Ryzen 5 3600 (Zen 2), Ryzen 5 2600 (Zen+) und Ryzen 5 1600 (Zen) auf einem X570-Mainboard bei fest eingestellten 3,6 GHz Takt und exakt denselben Speicher-Timings (Primär- und Sub-Timings!) bei DDR4-2933 (CL14-14-14-34-1T) betrieben.

Drei Generationen Zen mit 6 Kernen im Vergleich
Drei Generationen Zen mit 6 Kernen im Vergleich

Die IPC steigt fünf Mal stärker als von Zen auf Zen+

Im Multi-Core-Apps-Testparcours der Redaktion sind es am Ende sogar 16 Prozent, die Ryzen 5 3600 und Ryzen 5 2600 mit jeweils sechs Kernen und Simultaneous Multi-Threading trennen. Der Sprung zwischen diesen beiden Generationen ist damit mehr als fünf Mal so groß wie der von Ryzen 1000 auf Ryzen 2000 im selben Parcours.

Im Single-Core-Apps-Parcours ist der IPC-Zugewinn mit 14 Prozent etwas kleiner, aber immer noch beachtlich. Zen auf Zen+ legt im selben Parcours nur magere ein Prozent zu.

Ein weiteres Prozent an Leistung schöpft Ryzen 3000 in Anwendungen aus dem Wechsel von DDR4-2933 auf DDR4-3200, das gilt allerdings nur für Multi-Core-Szenarien.

Der im späteren Verlauf noch im Detail aufgeführte Vorsprung von Ryzen 5 3600 auf Ryzen 5 2600 in Anwendungen ist damit wie folgt zu erklären:

Leistung in Multi-Core-Apps
Leistung Ryzen 5 2600 100 Prozent
IPC +16 Prozent
DDR4-3200 +1 Prozent
Takt +7 Prozent
Leistung Ryzen 5 3600 124 Prozent

Ein wesentlicher Eckpfeiler zum Verständnis der Leistungsfähigkeit von Ryzen 3000 ist damit gesetzt. Bevor es an die klassischen Benchmarks in Apps und Spielen geht, widmen sich die nachfolgenden Seite weiteren ganz speziellen Eigenschaften der neuen Ryzen 3000. Dazu gehören der Einfluss eines neuen Chipsatz-Treibers auf die Leistung und der Einfluss des CPU-Kühlers.

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