Процессоры AMD с дополнительным 3D-кешем вот уже три года считаются оптимальным выбором для геймерских ПК. А с выходом Ryzen 7 9800X3D и внедрением технологии 3D V-Cache второго поколения они стали ещё привлекательнее. Неудивительно, что из всех новинок прошлого года именно Ryzen 7 9800X3D стал настоящим хитом: он единственный продемонстрировал заметный скачок игровой производительности по сравнению с предшественниками вроде Ryzen 7 7800X3D и Core i9-14900K. Дело дошло даже до дефицита и продаж Ryzen 7 9800X3D по завышенным ценам. Ещё бы, ведь AMD сделала CPU, гарантирующий как минимум 10%-ное преимущество в FPS (в 1080p) по сравнению с абсолютно любыми конкурентами.

Но в этом году интересных CPU нового поколения стало больше. В середине марта AMD расширила ассортимент носителей архитектуры Zen 5, усиленных 3D-кешем, ещё парой решений: 12-ядерным Ryzen 9 9900X3D и 16-ядерным Ryzen 9 9950X3D. В отличие от Ryzen 7 9800X3D, который имел выраженную геймерскую направленность, эти процессоры позиционируются как универсальные решения для любых высокопроизводительных настольных систем и должны показывать лидирующий уровень быстродействия и в играх, и в приложениях для создания контента. В этом материале мы проверим, действительно ли старший 16-ядерник Ryzen 9 9950X3D имеет право называться самым мощным процессором современности, не имеющим достойных альтернатив ни среди конкурентов, ни из числа предшественников.

На первый взгляд, Ryzen 9 9950X3D выглядит как обновлённая версия Ryzen 9 7950X3D, в которой вычислительные ядра переехали с архитектуры Zen 4 на Zen 5, а 3D-кеш усовершенствован по тем же принципам, что и в Ryzen 7 9800X3D. Но в действительности есть и другие изменения. Прошлый 16-ядерник с дополнительным кешем, несмотря на все свои достоинства, порой страдал из-за программных проблем. Для его корректной работы требовалось использовать надстройку над ОС в виде Game Bar и специальный драйвер AMD, который переключает приоритет ядер для каждого запущенного приложения. Эта комбинация софта работала не идеально, что зачастую становилось предметом разочарования — временами Ryzen 9 7950X3D уступал в игровой производительности восьмиядерному Ryzen 7 7800X3D, не требующему никакой особой программной поддержки.

С выходом Ryzen 9 9950X3D компания AMD пообещала устранить эти недостатки, улучшив работу драйвера, упростив настройку и повысив надёжность автоматического управления потоками. Поэтому от нового 16-ядерного чипа мы ожидаем не только высокой производительности, но и предсказуемости, а также удобства для тех, кто хочет просто воткнуть процессор в сокет и сразу же получить максимальное быстродействие, без каких-либо танцев с бубном.

⇡#Подробности про Ryzen 9 9950X3D

В случае с настольными процессорами с 3D-кешем на базе архитектуры Zen 5 компания AMD выбрала не такую последовательность анонсов, как в прошлом поколении Ryzen 7000X3D. В этот раз первым вышел восьмиядерный Ryzen 7 9800X3D, а его более мощные собратья появились лишь спустя четыре месяца. Изначально это вызвало предположения, что в процессорах, использующих два восьмиядерных чиплета CCD (Core Complex Die), AMD внесёт какие-то принципиальные изменения, например добавит 3D-кеш к обоим кристаллам с ядрами. Но по факту ничего такого не произошло. Как в 16-ядерном Ryzen 9 9950X3D, так и в 12-ядерном Ryzen 9 9900X3D дополнительным L3-кешем усилен лишь один кристалл CCD из двух. А значит, и в новом поколении старшие процессоры Ryzen 9000X3D имеют асимметричную структуру, обладают суммарным объёмом L3-кеша 128 Мбайт и требуют для корректной работы использования Windows Game Bar.

Но это не значит, что c 3D-кешем в Ryzen 9 9950X3D не произошло никаких принципиальных перемен. В 16-ядерной новинке AMD применила ту же технологию 3D V-Cache второго поколения, с которой мы впервые столкнулись в Ryzen 7 9800X3D. Это означает, что 7-нм 64-Мбайт кристалл SRAM, исполняющий роль дополнительной кеш-памяти, теперь смонтирован не поверх одного из кристаллов CCD, а под ним. В результате 3D-кеш больше не создаёт теплового барьера между ядрами процессора и теплораспределительной крышкой, и это позволяет не ограничивать тепловой пакет Ryzen 9 9950X3D и предельную температуру ядер, что, в свою очередь, положительно сказывается на его тактовых частотах.

Ниже приводится таблица с характеристиками процессоров серии Ryzen 9000, из которой видно, что по всем основным параметрам, за исключением размера L3-кеша, Ryzen 9 9950X3D схож со своим обычным собратом Ryzen 9 9950X, у которого 3D-кеша нет. И это выгодно отличает новинку от предшествующего Ryzen 9 7950X3D с ограничением TDP на уровне 120 Вт, которое обуславливалось наложением кристалла 3D-кеша поверх одного из CCD.

Тепловой пакет Ryzen 9 9950X3D установлен в 170 Вт, а значит, его пиковое потребление и тепловыделение может доходить до 200 Вт. Кроме того, в отличие от Ryzen 9 7950X3D, AMD не стала ограничивать в 16-ядерной новинке и возможности разгона. Ryzen 9 9950X3D, как и Ryzen 9 9950X, имеет полный набор разблокированных множителей и напряжений, хотя в действительности это важно разве только для рекламы. Разгон «в лоб» в данном случае не принесёт результата — флагманский процессор и так работает близко к максимуму своих возможностей и сам гибко управляет своей частотой.

При этом если говорить о формальных частотных характеристиках Ryzen 9 9950X3D, то они не выглядят особенно выдающимися. Для этого процессора заявлен диапазон 4,3-5,7 ГГц, что практически не отличается от паспортных частот Ryzen 9 7950X3D (4,2-5,7 ГГц), в котором 3D-кеш размещался по старой схеме — сверху одного из CCD. Однако в действительности реальные рабочие частоты у этих процессоров различаются очень сильно. Дело в том, что чиплеты старших процессоров серии X3D не равноправны, и дело не только в размере L3-кеша, но и в их частоте. Обычный кристалл CCD без дополнительного кеша рассчитан на работу на более высоких частотах, и только он способен брать верхний предел частоты, обозначенный в спецификации. Кристалл же с дополнительным 3D-кешем по частоте ограничен, и здесь проявляются отличия в поколениях технологии 3D V-Cache. В Ryzen 9 7950X3D реальная частота кристалла с 3D-кешем ограничивалась величиной порядка 5,1 ГГц, зато в Ryzen 9 9950X3D она выросла на целых 400 МГц — до 5,5 ГГц.

Таким образом, преимущества Ryzen 9 9950X3D в производительности по сравнению с Ryzen 9 7950X3D будут обеспечиваться не только его более современной архитектурой Zen 5 с увеличенным на 16 % показателем IPC (удельной производительности на такт). Существенный вклад вносит также и более высокая рабочая частота, которая особенно заметно проявляется в задачах, перенаправляемых в первую очередь на вычислительные ядра CCD с 3D-кешем.

Для иллюстрации приведём графики измеренной частоты Ryzen 9 9950X3D в Cinebench R23 при задействовании различного числа вычислительных потоков. Таких графиков будет два. Первая кривая покажет частоту процессора по умолчанию, когда в первую очередь загружаются работой ядра CCD, не имеющего расширенного L3-кеша. Для построения второй кривой мы принудительно заставили операционную систему считать Cinebench R23 игрой, что изменило последовательность, в которой задействуются ядра, — в этом случае нагрузка в первую очередь направляется на ядра CCD, снабжённого 3D-кешем.

Разрыв в частотах оказывается довольно небольшим, но тем не менее он всё же есть. Для приложений, которые используют лишь несколько потоков, он может доходить до 200 МГц. И это означает, что для получения от Ryzen 9 9950X3D максимальной отдачи, как и раньше, операционная система должна динамически изменять порядок загрузки ядер в зависимости от характера запущенного приложения.

⇡#Проблема приоритета CCD и что придумала AMD с драйверами

Итак, Ryzen 9 9950X3D, как и его предшественник, сохранил асимметричную конфигурацию с двумя разными по частотам и объёму L3-кеша восьмиядерными кристаллами CCD. К сожалению, AMD не стала прислушиваться к пожеланиям энтузиастов и отказалась от перехода на два одинаковых CCD с 3D-кешем. Своё решение компания подкрепила как экономическим аргументом (добавление 3D- кеша ко второму CCD чрезмерно увеличило бы себестоимость процессора), так и утверждением о том, что по её внутренним тестам процессор с 128 Мбайт L3-кеша показывает почти такую же производительность, как и гипотетический CPU с L3-кешем объёмом 192 Мбайт.

Впрочем, главная претензия к асимметричной конфигурации 16-ядерника связана отнюдь не с недостатком кеш-памяти, а с тем, что в этом случае возникает проблема с выбором правильного приоритета ядер. Дело в том, что одни приложения работают быстрее при первоочередном использовании ядер с более высокой частотой, в то время как другие выигрывают при исполнении на ядрах, имеющих доступ к увеличенному втрое L3-кешу. Заранее о предпочтениях каждого приложения неизвестно, но AMD предлагает общий подход, который устанавливает приоритет ядер с более высокой тактовой частотой для всех задач, кроме игр. При этом для игровых приложений ёмкий L3-кеш считается более важным фактором, и для них приоритет ядер переключается, делая главным CCD в процессоре кристалл с наращённым кешем.

В нумерации ядер, принятой AMD, к кристаллу CCD с 3D-кешем относятся ядра с 1-го по 8-е, в то время как ядра в «обычном» CCD имеют номера с 9-го до 16-го. Поэтому по умолчанию диагностические утилиты будут показывать приоритет ядер, ставя в начало списка ядра с большими номерами.

Механизм с переключением приоритетов ядер был обкатан ещё при выпуске Ryzen 9 7950X3D, и в целом его можно считать вполне эффективным. Однако на этапе его воплощения в жизнь возникают проблемы: операционная система должна каким-то образом получать информацию о типе запускаемого приложения и в соответствии с этим изменять приоритетность ядер при распределении потоков по ядрам планировщиком.

Как и ранее, в случае Ryzen 9 9950X3D для распознавания приложений и переключения приоритетов используется программная конструкция из двух составляющих — драйверов AMD и системного компонента Windows Game Bar. Причём на последний возложена ключевая задача — выявление игровых приложений по встроенному в него списку. Когда Game Bar находит запущенный процесс в своём списке игр, драйверы AMD передают планировщику ОС директиву на изменение приоритета ядер в пользу CCD с дополнительным 3D-кешем, а также препятствуют последующей миграции потоков игры на ядра CCD без 3D-кеша путём их принудительной парковки.

С выходом Ryzen 9 9950X3D компания AMD обещала доработать эту систему, чтобы она оптимизировала работу игр более надёжно. И определённые изменения действительно произошли. Теперь к выпущенным ранее драйверам AMD 3D V-Cache Performance Optimizer и AMD Provisioning Packages Service добавился ещё один программный компонент AMD Application Compatibility Database. Это — дополнительный список игр (его ведёт уже сама AMD), для которых необходимы какие-то специальные оптимизации, например уменьшение числа ядер и потоков, доступных планировщику операционной системы.

Всё это нагромождение программных компонентов не выглядит как надёжная система, и впечатление не обманывает. Здесь как раз и кроется самое слабое место Ryzen 9 9950X3D. Мало того, что в системе должен быть установлен и активирован Game Bar, который многие пользователи предпочитают отключать, поскольку он расходует системные ресурсы. К тому же список игр, который ведёт в нём Microsoft, далеко не полный — многие старые, не слишком популярные или, наоборот, совсем новые игры в нём отсутствуют. Поэтому, помимо всего прочего, AMD рекомендует следить за правильным распознаванием игр в Game Bar и при необходимости добавлять их в список вручную. В противном случае игры попадут на ядра без увеличенного L3-кеша и будут работать медленнее, чем могли бы, причём в некоторых случаях довольно существенно.

К сожалению, исключить из этой схемы Game Bar не получится даже в том случае, если принудительно переопределить приоритет ядер в пользу CCD c L3-кешем в BIOS. Без активированного Game Bar драйвер процессора при запуске игр не сможет парковать ядра CCD без 3D-кеша, что в ряде случаев будет приводить к «утеканию» на них игровых потоков. А это негативно сказывается на производительности, поскольку обращения к L3-кешу соседнего CCD в процессорах Ryzen происходят через оперативную память с соответствующими показателями латентности.

Таким образом, эксплуатация Ryzen 9 9950X3D выглядит несколько сложнее, чем любого другого современного CPU. Подобных программных надстроек не требует даже оснащённый 3D-кешем восьмиядерник Ryzen 7 9800X3D, который основан на единственном CCD, а потому имеет восьмёрку полностью равноправных ядер. Но такова плата за универсальность. В то время как Ryzen 7 9800X3D — чисто геймерский CPU, Ryzen 9 9950X3D более всеяден — это многоядерный процессор, который способен выдать флагманский уровень производительности как в играх (при правильном переключении приоритета ядер), так и в приложениях для создания цифрового контента.

⇡#Энергопотребление и температуры

По потреблению и температурному режиму в приложениях Ryzen 9 9950X3D очень похож на Ryzen 9 9950X без 3D-кеша, что, в общем-то, абсолютно логично — оба процессора имеют не только одинаковое число ядер и близкие частоты, но и одинаковый тепловой пакет 170 Вт.

При однопоточной нагрузке в виде рендеринга в Cinebench 2024 оснащённый 3D-кешем Ryzen 9 9950X3D потребляет порядка 55 Вт, а его температура колеблется около 60 градусов.

Если же нагрузка носит многопоточный характер, то потребление упирается в 200-Вт предел, а температура (при использовании для теплоотвода кастомной системы жидкостного охлаждения) держится около 70-75 градусов. И это значит, что при использовании достаточно производительного кулера температурный троттлинг Ryzen 9 9950X3D не грозит, ведь максимально разрешённая температура для его ядер, как и для обычных процессоров серии Ryzen 9000, установлена в 95 градусов.

Иными словами, никаких проблем со снятием тепла с кристаллов Ryzen 9 9950X3D не наблюдается, а расположение 3D-кеша под CCD действительно позволяет эффективно охлаждать вычислительные ядра и не допускать их перегрева.

Отдельно хочется остановиться на потреблении Ryzen 9 9950X3D при игровой нагрузке в сравнении с восьмиядерным Ryzen 7 9800X3D. По логике, результаты должны различаться не слишком сильно, поскольку при игровой нагрузке драйвер должен парковать (то есть почти деактивировать) у Ryzen 9 9950X3D ядра кристалла CCD без дополнительного L3-кеша, превращая его в аналог Ryzen 7 9800X3D. Но в действительности всё работает немного иначе.

Получается, что потребление Ryzen 9 9950X3D в играх в среднем на 15 % выше. И это — плата за его более высокую частоту. Напомним, усиленный 3D-кешем кристалл CCD в Ryzen 9 9950X3D работает на частоте 5,25-5,5 ГГц, в то время как частота Ryzen 7 9800X3D в тех же условиях лежит в диапазоне 5,1-5,2 ГГц. Впрочем, явной практической ценности это наблюдение не имеет. Никаких проблем с теплоотводом Ryzen 9 9950X3D не испытывает, его типичная температура при игровой нагрузке — порядка 65-70 градусов.

Тем не менее Ryzen 9 9950X3D перестал быть столь же энергоэффективным, как другие представители серии X3D. Выходившие до этого процессоры с 3D-кешем были заметно холоднее своих собратьев без дополнительного кристалла кеша. Теперь же AMD отказалась от этой стратегии и фактически уравняла энергетические аппетиты Ryzen 9 9950X3D и Ryzen 9 9950X, сделав из новинки решение, в обязательном порядке требующее использования производительных кулеров, которые способны отвести 200 Вт тепла.

⇡#Описание тестовой системы и методики тестирования

AMD преподносит Ryzen 9 9950X3D как флагманский процессор, который одновременно подходит и для серьёзной работы, и для игр. Учитывая его такую всеядность, сравнивать его мы будем с другими флагманскими процессорами для платформ LGA1700, LGA1851 и Socket AM5. Однако при этом нужно иметь в виду, что Ryzen 9 9950X3D на данный момент — самый дорогой процессор для настольных ПК. Его рекомендованная цена — $699, а реальная составляет около 80 тыс. руб. Старший процессор в любом другом десктопном семействе обойдётся на 15-25 % дешевле, а значит, у Ryzen 9 9950X3D нет прямых конкурентов, по крайней мере, с точки зрения маркетингового отдела AMD.

Список комплектующих, подобранных для этого тестирования, выглядит следующим образом:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen 9 9950X3D (Granite Ridge, 16 ядер, 4,3-5,7 ГГц, 128 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 9950X (Granite Ridge, 16 ядер, 4,3-5,7 ГГц, 64 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 9 7950X3D (Raphael, 16 ядер, 4,2-5,7 ГГц, 128 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 7 9800X3D (Granite Ridge, 8 ядер, 4,7-5,2 ГГц, 96 Мбайт L3);
  • AMD Ryzen 7 7800X3D (Raphael, 8 ядер, 4,2-5,0 ГГц, 96 Мбайт L3);
  • Intel Core Ultra 9 285K (Arrow Lake, 8P+16E-ядер, 3,7-5,7/3,2-4,6 ГГц, 36 Мбайт L3);
  • Intel Core i9-14900K (Raptor Lake Refresh, 8P+16E-ядер, 3,2-6,0/2,4-4,4 ГГц, 36 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: кастомная СЖО из компонентов EKWB.
• Материнские платы:
  • MSI MEG Z890 Unity-X (LGA1851, Intel Z890);
  • ASUS ROG Maximus Z790 Apex (LGA1700, Intel Z790);
  • MSI MPG X670E Carbon WiFi (Socket AM5, AMD X670E).
• Память: 2 × 16 Гбайт DDR5-6400 SDRAM (G.Skill Ripjaws S5 F5-6400J3239G16GX2-RS5K).
• Видеокарта: Palit GeForce RTX 5090 GameRock (2017/2407 МГц, 28 Гбит/с, 32 Гбайт).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 760p 2 Тбайт (SSDPEKKW020T8X1).
• Блок питания: Deepcool PX1200G (80+ Gold, ATX 12V 3.0, 1200 Вт).

Настройка подсистем памяти в платформах Intel выполнялась по XMP-профилю выбранного комплекта модулей — DDR5-6400 с таймингами 32-39-39-102. В платформе Socket AM5 в силу неработоспособности процессоров Ryzen c DDR5-6400 в синхронном режиме для памяти выбирался альтернативный профиль DDR5-6000 с таймингами 30-38-38-96.

Тестирование происходило в операционной системе Microsoft Windows 11 Pro (24H2) Build 26100.2605, включающей все необходимые апдейты для правильной работы планировщиков современных процессоров AMD и Intel. Для дополнительного повышения производительности мы отключали в настройках Windows «Безопасность на основе виртуализации» и активировали «Планирование графического процессора с аппаратным ускорением». В системе использовался свежий графический драйвер GeForce 576.23 Driver.

Также необходимо указать, что BIOS в платформе на Core i9-14900K был обновлён до версии с микрокодом Intel 0x12B, которая окончательно устраняет деградацию процессоров, связанную с подачей завышенных напряжений. А BIOS в платформе Core Ultra 9 285K был обновлён до версии с микрокодом Intel 0x114, которая должна увеличивать игровую производительность процессоров семейства Arrow Lake. Кроме того, в обеих платформах применялся профиль настроек Intel Default, который отменяет «оптимизации», введённые производителями материнских плат по своей инициативе.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Синтетические бенчмарки:

• 3DMark Professional Edition 2.29.8256 — тестирование в сценарии CPU Profile 1.1 в однопоточном и многопоточном режимах.
• Cinebench 2024 — измерение однопоточной и многопоточной производительности процессора при рендеринге в Cinema 4D движком Redshift.
• Geekbench 6.3.0 — измерение однопоточной и многопоточной производительности процессора в типичных пользовательских сценариях: от чтения электронной почты до обработки изображений.

Тесты в приложениях:

• 7-zip 24.08 — тестирование скорости компрессии и декомпрессии. Используется встроенный бенчмарк с размером словаря до 64 Мбайт.
• Adobe Photoshop 2024 25.11.0 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Используется тестовый скрипт PugetBench for Photoshop 1.0.1, моделирующий базовые операции и работу с фильтрами Camera Raw Filter, Lens Correction, Reduce Noise, Smart Sharpen, Field Blur, Tilt-Shift Blur, Iris Blur, Adaptive Wide Angle, Liquify.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic 13.4 — тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Используется тестовый скрипт PugetBench for Lightroom Classic V0.96, моделирующий базовую работу с библиотекой и редактирование, а также импорт/экспорт, Smart Preview, создание панорам и HDR-изображений.
• Adobe Premiere Pro 2024 24.5.0 — тестирование производительности при редактировании видео. Используется тестовый скрипт PugetBench for Premiere Pro 1.1.0, моделирующий редактирование 4K-роликов в разных форматах, применение к ним различных эффектов и итоговый рендер для YouTube.
• Blender 4.2.0 — тестирование скорости финального рендеринга на CPU. Используется стандартный Blender Benchmark.
• Corona 10 — тестирование скорости финального рендеринга на CPU. Используется стандартный Corona Benchmark.
• DaVinci Resolve Studio 19.0 — оценка производительности обработки видео при кодировании различными кодеками, обработке исходников и наложении эффектов. Используется тестовый скрипт PugetBench for DaVinci Resolve 1.0.
• FastSD CPU — измерение скорости быстрой ИИ-генерации изображений в Stable Diffusion 1.5 в режиме LCM-LoRA на CPU. Создаётся изображение разрешением 1024×1024 в пять итераций.
• Microsoft Visual Studio 2022 (17.13.3) — измерение времени компиляции крупного MSVC-проекта —Blender версии 4.2.0.
• Stockfish 17.0 — тестирование скорости работы популярного шахматного движка. Используется стандартный бенчмарк с глубиной анализа 28 полуходов.
• SVT-AV1 2.1.0 — тестирование скорости перекодирования видео в формат AV1. Используется исходное 4K@24FPS-видео с 10-бит цветностью и битрейтом 51 Мбит/с.
• Topaz Video AI v5.3.0 — тестирование производительности при улучшении качества видео с использованием ИИ-алгоритмов, исполняемых на CPU. Исходное видео 640×360@30FPS масштабируется с использованием модели Proteus до разрешения 1280×720, а FPS поднимается до 60 c использованием модели Chronos Fast.
• X264 164 r3186 — тестирование скорости перекодирования видео в формат H.264/AVC. Используется исходное 4K@24FPS-видео с 10-бит цветностью и битрейтом 51 Мбит/с.
• X265 3.6 — тестирование скорости перекодирования видео в формат H.265/HEVC. Используется исходное 4K@24FPS-видео с 10-бит цветностью и битрейтом 51 Мбит/с.
• V-Ray 6.00.01 — тестирование скорости финального рендеринга на CPU. Используется стандартный V-Ray 5 Benchmark.