RkBlog

Hardware, programming and astronomy tutorials and reviews.

Porównanie zegarów i temperatur R5 3500X i i5-9400F pod Linuksem

Intel kontra AMD to temat rzeka. Powstało na ten temat wiele benchmarków, testów i porównań. Jeżeli chodzi o osiągi to powiedziano już wiele, lecz mnie zaciekawiło coś innego - jak podobne procesory AMD i Intela zachowają się jeżeli chodzi o zegary i temperaturę pod różnymi obciążeniami? Do zestawienia wybrałem i5-9400F i Ryzena 5 3500X.

i5-9400F kontra R5 3500X

i5-9400F to dobrze znany procesor Intela wyceniany obecnie na około 660 zł. Ryzen 5 3500X to znacznie mniej znany mniejszy brat R5 3600 przeznaczony wyłącznie na rynki azjatyckie i potencjalnie dostępny w chińskich sklepach za około 470 zł. W odróżnieniu od droższego R5 3600 pozbawiony jest hyperthreadingu.

i5-9400F R5 3500X
Liczba rdzeni 6C / 6T 6C / 6T
Partia Microcode revision 906EA B4 BF 1928SUS
Wyprodukowany pomiędzy 8-14 lipca 2019, wafel krzemowy z Saratogi, ATMP w Suzhou, Chiny
Zegar bazowy 2900MHz 3600MHz
Turbo na wszystkich rdzeniach 3900MHz 4100MHz
Turbo pojedynczego rdzenia 4100MHz 4100MHz
Znamionowa częstotliwość RAM 2666MHz 3200MHz
Maksymalna przepustowość pamięci 39,74 GiB/s 47,68 GiB/s
Linie PCIe 16 PCIe 3.0 20 PCIe 4.0

Oba procesory są bardzo podobne. 9400F ma mniejszą częstotliwość bazową, ale turbo jest już bardzo zbliżone. Przy jednym rdzeniu oba osiągną 4100MHz a przy obciążeniu wszystkich rdzeni AMD powinno mieć nieznaczną przewagę. Trzeba też pamiętać o zależności maksymalnej częstotliwości Ryzena od temperatury – jeżeli temperatura na to pozwala może podkręcić się na nieznacznie wyższe częstotliwości.

Oba procesory to sześć rdzeni i można oczekiwać podobnych wyników. Są jednak różnice projektowe, które w specyficznych testach mogą dać spore różnice wyników. Intel dzięki monolitycznemu projektowi z szyną pierścieniową (Ring Bus) ma niższą latencję przy komunikacji pomiędzy rdzeniami, czy przy niektórych operacjach związanych z pamięcią. To pozwala procesorom takim jak 9900K nadal osiągać najlepsze wyniki w niektórych grach. AMD będzie miało przewagę jeżeli chodzi o IPC, przepustowość i częstotliwość pamięci.

R5 3500X jest procesorem na rynki azjatyckie, ale był dostępny w chińskich sklepach, np. na Aliexpress. Po tym jak procesor ten dostał kilka recenzji, w tym od Hardware Unboxed czy Gamers Nexus AMD zareagowało i procesor ten zniknął z publicznych ofert (potencjalnie do dostania przy bezpośrednim kontakcie). Jest wyraźnie tańszy od lokalnej ceny R5 3600. Nie posiada Hyperthreadingu co w grach zazwyczaj nie zmienia nic, natomiast ma czasami nawet spore znaczenie przy innych obciążeniach. Jeżeli szukasz okazji to możesz próbować złapać 3500X lub mieć oko na promocje związane z 3600 - ceny będą spadać przed premierą trzeciej generacji.

Z ciekawostek procesor R5 3500X z tej samej partii co moja przetestował czeski serwis pctuning.tyden.cz i wyniki są zgodne z wynikami pozostałych testerów.

Ja chcę się skupić na temperaturze i częstotliwości rdzeni. W tym celu wybrałem zestaw testów Phoroniksa odpalanych pod Linuksem (Ubuntu 19.10) z włączonym logowaniem parametrów pracy procesora.

AMD system

System testowy AMD

Intel test system

System testowy Intela

Platformy testowe

i5-9400F R5 3500X
RAM 2 x 8 GB G.Skill Ripjaws V (F4-3200C15D Samsung B-die)
Testowany dla 2133MHz oraz 2666MHz dla Intela i 3200MHz dla AMD
Chłodzenie Spartan 3 Pro HE1024
Pasta Ceramique 2
Dysk 512GB Apacer AS350
GPU GTX 1070
Płyta główna ASRock H310CM-DVS Gigabyte B450M DS3H
Wersja BIOSu 4.20 F50
i5-9400F
R5 3500X
Spartan 3 Pro HE1024

Spartan 3 Pro HE1024

G.Skill Ripjaws V

G.Skill Ripjaws V

Benchmarki

Wszystkie wyniki dostępne są na openbenchmarking.org, a poniżej znajdziesz zestawienie i omówienie najciekawszych z nich.

Szybki pogląd na wydajność procesorów oferuje ten wykres radarowy. Im linia bliżej zewnętrznych krawędzi tym lepszy wynik:

6c_radar

Jak widać po zielonych liniach dla Ryzena pracującego z różnymi częstotliwościami RAM jest on w większości benchmarków powyżej osiągów Intela. Dla niektórych wyniki są praktycznie równe. Tinymembench ma znaczącą przewagę Intela co może być związane z dużą zależnością wyniku od latencji. W bardziej standardowym teście przepustowości pamięci (Stream) wyniki są już bliższe tym oczekiwanym.

Testing in progress

Testy w toku

AMD FLIR
AMD FLIR

Zdjęcia termiczne systemu AMD

Intel FLIR

Zdjęcie termiczne systemu Intela

Unigine Tropics

W tym starym benchmarku Ryzen osiągnął 7% przewagę nad i5. Zegary były stabilne dla obu procesorów. Ten od AMD pracował na nieco wyższej częstotliwości i w nieco wyższej temperaturze.

Ostre spadki na wykresach to przerwy w działaniu testu (3 odpalenia aplikacji)

6c_unigine_tropics
6c_unigine_tropics_core
6c_unigine_tropics_temps

Xonotic - strzelanka

Wyniki są podobne, choć AMD osiągnęło wynik lepszy o około 22%. Także wyższa częstotliwość RAM wpłynęła na wynik. Intel w obu konfiguracjach osiągną ten sam wynik. Zegary i temperatury podobnie jak dla Unigine.

6c_xonotic
6c_xonotic_core
6c_xonotic_temps

Unigine Heaven

Tutaj wyniki są zbliżone. Co ciekawe to zachowanie Ryzena - temperatura ciągle oscylowała, a Intel utrzymywał ją na stałym poziomie.

6c_unigine
6c_unigine_cores
6c_unigine_temps

Na wykresach częstotliwości poszczególnych rdzeni dla Ryzena widać piki jak i lustrzane odbicia na niektórych z nich - tak jakby obciążenie przechodziło z jednego rdzenia na drugi i proces ten generował nieco więcej ciepła.

6c_unigine_c4
6c_unigine_c5

Zestaw testów współbieżnych NAS

Ten zestaw testów został opracowany przez NASA do testowania wydajności współbieżnych superkomputerów. Zestaw składa się z zestawu aplikacji generujących określone obciążenie na wszystkich rdzeniach procesora.

Dla Block Tri-diagonal solver AMD ma przewagę, choć różnice nie są duże. Częstotliwość RAM miała wpływ na wynik, a zegary są stabilne dla obu procesorów. Także tutaj Ryzen pracuje w nieco wyższej temperaturze.

6c_nas_btc
6c_nas_btc_core
6c_nas_btc_temps

W teście Embarrassingly Parallel AMD osiąga wyraźnie gorszy wynik co może być efektem wyższej latencji pomiędzy rdzeniami o ile test ten mocno polega na takiej komunikacji:

6c_nas_epc

W pozostałych testach takich jak discrete 3D fast Fourier Transform, all-to-all communication, Lower-Upper Gauss-Seidel solver and Scalar Penta-diagonal solver wyniki wracają do normy. Dla MG.C - Multi-Grid on a sequence of meshes, long- and short-distance communication, memory intensive Ryzen wyraźnie zyskuje:

6c_nas_mg

Współbieżna kompresja BZIP2

Współbieżna kompresja BZIP2 dzieli duży plik na kawałki i wysyła je do poszczególnych procesorów/rdzeni, gdzie są kompresowane i odsyłane z powrotem:

6c_bzip
6c_bzip_cores
6c_bzip_power
6c_bzip_temps

Intel utrzymuje stałe zegary, ale pobór energii elektrycznej mocno oscyluje, podobnie temperatura. Ryzen natomiast zmienia częstotliwość rdzeni, co szczególnie widać dla 3200MHz RAMu. Temperatura Ryzena nie ulega takim samym wahaniom jak Intela.

Kompilacja Kernela Linuksa

Kompilacja kodu to kolejny przykład obciążenia wszystkich rdzeni, przynajmniej w przypadku kompilacji Kernela za pomocą GCC. AMD wyraźnie wygrywa. Procesor czerwonych był też w stanie utrzymać wyższe zegary, gdzie Intel po pewnym czasie obniżał je. W tym teście to procesor niebieskich pracował w nieco wyższej temperaturze.

6c_compile
6c_compile_cores
6c_compile_temps

Blender

Przy tym obciążeniu różnice zegarów stają się bardziej widoczne. Ryzen jest szybszy, działa na nieco większych częstotliwościach:

6c_blender
6c_blender_cores
6c_blender_temps

Testy pamięci

W tinymembench Intel ma dramatyczną przewagę. W tym specyficznym teście latencja (rdzeń-rdzeń, czy związana z pamięcią) może mieć kluczowe znacznie.

6c_mem1
6c_mem2

Stream osiąga bardziej oczekiwane wyniki. Sam test opisany jest na admin-magazine.com. Test kopiowa jest najprostszą operacją i osiągana przepustowość powinna być największa. Triad stosuje bardziej skompilowane operacje na pamięci, co ma lepiej odwzorowywać realne aplikacje i i jak widać oba procesory osiągają zbliżone wyniki.

6c_mem3
6c_mem4

Testy latencji

Szyna pierścieniowa i monolityczny projekt mają swoje wady ale też i zalety. Latencja jest niższa niż w przypadku projektów MCM.

6c_latency

Wpływ temperatury na osiągi

Procesory AMD w niedużym zakresie częstotliwości mogą same się podkręcać o ile chłodzenie na to pozwala. W niektórych testach temperatury były dość wysokie i ciekawy byłem czy i jak zmienią się wyniki gdy oba systemy będą pracowały w niższej temperaturze. Korzystając z zimowego powietrza schłodziłem oba systemy i odpaliłem kilka wybranych testów w tychże warunkach. Wyniki dostępne są na openbenchmarking.

W Unigine Heaven Ryzen zyskał 50 MHz a Intel zegarów nie zmienił. Mimo spadku temperatury z 52C do 35C Ryzen nadal wykazywał oscylację temperatury i przerzucanie obciążenia pomiędzy rdzeniami - więc nie jest to raczej spowodowane wysoką temperaturą.

6c_cold_unigine_cores
6c_cold_unigine_temps

Dla niektórych innych testów AMD także zyskało nieco na zegarach. Jeżeli naprawdę zależy ci na maksymalnych osiągach to dobra wieża czy chłodzenie wodą da nieco lepsze wyniki. Samodzielne podkręcanie zapewne znacznie więcej. Inwestowanie w chłodzenie procesora nie jest jednak konieczne dla normalnej pracy procesora.

Podsumowanie

Druga generacja Ryzenów pokonała Coffe Lake Intela. Z podobnymi zegarami R5 3500X okazał się lepszy pod obciążeniami jednego jak i wszystkich rdzeni. Temperatury były zbliżone choć Ryzen zazwyczaj kręcił się nieco wyżej z nieco wyższą temperaturą – choć to był tylko jeden zestaw testowy, więc chłodzenie, czy pasta z tego konkretnego zestawu mogła wpłynąć na wynik.

W niektórych specyficznych obciążeniach Intel nadal może mieć przewagę dzięki odmiennej architekturze. Jeżeli budujesz komputer pod specyficzne obciążenia to zbadaj która platforma najlepiej sobie z nimi poradzi.

Na koniec dnia oba procesory są dobre. 3500X jest tańszy, ale tylko przy nietypowej sytuacji zakupu na Aliexpress. R5 3600 jest nieco droższy od 9400F (o ile promocje i wyprzedaże tego nie zmienią), ale oferuje też lepsze osiągi. Jeżeli nie pchamy całego komputera do granic jego możliwości to zarówno procesor Intela jak i AMD da radę - to już kwestia preferencji i budżetu.

Planuję jeszcze parę innych porównań, tym razem pod Windowsem, głównie w World of Warcraft więc jeżeli to Ciebie interesuje to zapraszam ponownie niebawem.

RkBlog

Komputery PC, 13 February 2020, Piotr Maliński

Comment article