ANÁLISE: AMD Ryzen 5 1400

Depois de estrear a microarquitetura Zen em processadores de alto desempenho, a AMD trouxe os Ryzen 5 para atender usuários intermediários que não necessitam de CPUs com quantidades tão massivas de núcleos e threads. O Ryzen 5 1400 é o modelo mais básico da família Ryzen 5 até o momento, com quatro núcleos e um total de 8 threads através da tecnologia Simultaneous Multi-thread. A AMD vem apontando a linha Ryzen 5 como a ideal para os gamers, e o preço de lançamento de US$ 169 mostra que ele tem um alvo certo: bater modelos como o Core i5-7400 (vendido por US$ 195).

No Brasil o Ryzen 5 1400 estava sendo vendido em pré-venda por R$699, inclusive forçando a queda de preço do Core i5-7400 para o mesmo valor, porém após acabar a quantidade de peças em pré-venda dos novos CPUs da AMD, naturalmente o CPU da Intel que tem estoque acabou subindo de valor, mais uma prova do qual importante é a chegada dos Ryzen da AMD para os consumidores.

Confira nossa análise do AMD Ryzen 7 1800X
Confira nossa análise do AMD Ryzen 7 1700X

Será que temos aqui uma CPU ideal para os gamers que desejam uma excelente relação entre custo do processador e a performance que ela é capaz de entregar em games? Vejamos no resto da análise!

Análise em vídeo

A virada para a AMD

A microarquitetura Zen representa um ponto crucial de mudança para a AMD e um marco em um mercado estagnado dos processadores para PCs domésticos. Após anos com apenas evoluções gradativas em novos produtos tanto de Intel quanto AMD, o “lado vermelho da força” traz a maior renovação para o mercado dos últimos tempos.

Artigo: AMD Bulldozer: O Bom, o Mau e o Feio

E há um bom motivo para isso: ela precisa. A última grande mudança da empresa foi a introdução dos processadores baseados na microarquitetura Bulldozer, que traziam um conceito de produtos com grandes quantidades núcleos e compartilhamento de recursos entre pares deles, o que ficou conhecido como módulo Bulldozer. Essa arquitetura não se mostrou eficiente no contexto da computação pessoal nos últimos anos, com muitos aplicativos fazendo péssimo uso de múltiplos núcleos e onde a capacidade de cada núcleo (performance em single thread) se mostrou mais determinante em muitos momentos do que a presença de multithreads abundantes. Os softwares não evoluíram para um uso eficiente de múltiplos núcleos, e o resultado foi catastrófico: vários anos em que a AMD simplesmente abandonou o segmento high-end, e até rolaram processos contra a empresa por “propaganda enganosa”.

Os microprocessadores Zen, mais que uma evolução, são uma necessidade para a AMD

Nos últimos 4 anos, de forma discreta, a empresa “apagou o quadro” e começou do zero um novo chip. A prioridade era óbvia: precisava melhorar as instruções por clock (IPC) que seus processadores são capazes de executar, e com isso aumentar a capacidade de cada um dos núcleos. A meta era atingir um incremento impressionante de 40% comparado a geração passada, e a empresa foi capaz de exceder essa meta: a AMD afirma que um processador baseado em Zen é em torno de 52% mais eficiente que um modelo da geração anterior.

Os estreantes da arquitetura Zen, os modelos Ryzen 7 1800X, 7 1700X e 7 1700 mostram que além da preocupação com o IPC, a empresa não abandonou o conceito de uma quantidade vasta de núcleos: todos possuem oito núcleos, e com a introdução do Simultaneous Multithreading (SMT), uma tecnologia análoga ao Hyperthreading presente na Intel desde 2002, esses modelos são capazes de entregar um total de 16 threads (dois por núcleo), uma quantidade bastante rara no mercado de CPUs para consumidores domésticos.

A arquitetura Zen

Os processadores Ryzen são baseados na nova microarquitetura Zen, fabricada na litografia de 14nm FinFET e uma estrutura completamente refeita, quando comparado com o que era feito com Bulldozers e microarquiteturas baseados nela (Piledriver, Steamroller e Excavator). Na época do lançamento dos Bulldozers (2011), introduzidos com uma litografia de 32 nanômetros, havia limitações na capacidade de inserir múltiplos núcleos em um processador, e por conta dessas restrições, a AMD projetou um chip com recursos compartilhados entre os cores.

As tecnologias dos processadores Ryzen: clocks mais precisos, mais performance e capacidade de “predizer” o futuro

As coisas mudaram no Zen. Além de um conjunto dedicado para cada núcleo, para “alimentar a besta” com os dados que precisa de forma mais eficiente, a AMD dedicou uma área de seu die para “predizer o futuro”: a Neural Net Prediction usa algoritmos que “aprendem” os padrões dos dados que trafegam nos processamento, e começam a antecipar as demandas dos núcleos, colocando o próximo conjunto de dados necessários em um local apropriado para uso dos núcleos. Mas nem só através da adivinhação a empresa pretende inundar os núcleos de processamento com os dados que precisam: uma grande quantidade de memória cache foi introduzida, com um L2 Cache massivo de 512kb (o dobro que a concorrência) e com o L1 e L2 Cache com uma largura de banda 2x maior comparado com a geração passada.

No Zen a AMD consegue alimentar uma quantidade massiva de dados aos núcleos de CPU

Os núcleos de processamento compartilham o L3 Cache em grupos de quatro, formando o CPU Complex (CCX). Essa memória vai aumentar sua frequência para atingir o mesmo nível de desempenho do núcleo que estiver operando em maior performance. Todos os núcleos do CCX acessam qualquer área do L3 Cache com uma latência relativamente semelhante.

Como é comum em uma nova geração que traz reduções na litografia utilizada na fabricação há saltos na eficiência energética. Os Ryzen são 3.7x mais eficientes por watt consumido! Mas há outros elementos envolvidos na evolução da eficiência energética do Zen, sendo que a nova litografia responde por um incremento de 1.7x, a nova arquitetura atende por 1.3x e o design físico do chip mais eficiente atendem por 2.29x.

Os microprocessadores Ryzen entregam 3.7x mais performance por watt consumido

O die Zen vem equipado com 48 monitores de consumo de alta velocidade (atualizados a cada milissegundo) e 20 monitores de temperatura, com um total de sensores que ultrapassa os 1000 por CCX. Isso possibilita outra tecnologia importante para sua eficiência: o Pure Power, que atende por os 1.4x restantes da evolução na relação performance por watt consumido.

Graças a sua alta precisão no monitoramento do die, com mais de mil sensores por núcleo, um microchip Zen consegue reagir de forma mais eficiente a demandas e pode alterar o funcionamento de seus núcleos de forma precisa. A frequência, por exemplo, pode ser alterada em incrementos de 25MHz, ao invés dos quatro estágios gerenciados pelo sistema operacional, como é feito em muitas CPUs hoje. Assim um microchip Zen pode atingir qualquer nível que achar o mais adequado para desempenhar a função que tem pela frente.

Com esse controle preciso, os microchips Zen também podem regular suas frequências para o nível ideal através do Precision Boost, ou inclusive exceder suas frequências padrão: o Extended Frequence Range (XFR) pode levar até dois núcleos para patamares acima do que o chip foi programado no modo Turbo, monitorando fatores como consumo e aquecimento para evitar que o chip ultrapasse níveis pré-programados. Assim o Ryzen 7 1800X pode levar sua frequência a 4.1GHz em dois núcleos mesmo com seu clock em Turbo Core sendo 4.0GHz. Quanto mais eficiente o sistema de resfriamento, mais longe o processador conseguirá chegar.

Todos os processadores Ryzen estão desbloqueados para overclock, o que significa que dá para levá-los além do Turbo Core ou mesmo o XFR. Mas para quem não pretende ficar mexendo em frequências e tensões elétricas, o XFR está disponível em todos os modelos e irá automaticamente fazer um uso do sistema de resfriamento, caso seja mais eficiente e entregue temperaturas mais baixas.

 

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Fotos
Em se tratando do tamanho físico, os novos processadores Ryzen possuem exatamente as mesmas medidas dos modelos socket AM3+, porém mudou a quantidade de pinos. Agora no AM4 são 1331, enquanto modelos AM3+ possuem 942.

Tamanho físico é semelhante aos modelos AM3+, porem Ryzen traz mais pinos

É importante destacar que esse sample do Ryzen 5 1400 que analisamos é uma versão de engenharia, sendo assim não traz o logo “ryzen” impresso.

Nas fotos abaixo colocamos o Ryzen 5 1400 ao lado de um FX-8370 também da AMD. Reparem que o tamanho físico deles é igual, porém a quantidade de pinos embaixo muda consideravelmente, com muito mais pinos nos novos Ryzen, passando de 942 paea 1331 pinos.

Instalação
O processo de instalação continua idêntico ao anterior, com o mesmo procedimento para encaixar o processador e o cooler. É importante destacar que para utilizar coolers lançados antes dos processadores Ryzen, será necessário um novo adaptador do bracket compatível com placas-mãe socket AM4. Para maior detalhes a respeito desse assunto confira nosso artigo.

Veja como funciona o suporte a coolers do socker AM4

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Sistema Utilizado

Abaixo, detalhes sobre o sistema utilizado para os testes:

Máquinas utilizadas nos testes:
Todas os sistemas utilizaram os mesmos hardwares para os testes:

– Placa-mãe Gigabyte X370-Gaming 5
– Placa de vídeo: NVIDIA GeForce GTX 1080 Founders Edition
– Memórias: 16 GB Kingston HyperX Predator DDR3/DDR4 2133MHz (2x8GB)
– SSD: Kingston HyperX 3K 240GB Sata 6Gb/s
– HD: Seagate Barracuda 2TB 7200RPM Sata 6Gb/s
– Cooler: Noctua NH-U12S em TODOS os sistemas
– Fonte de energia (PSU): XFX ProSeries 850W PSU

Em todos os testes utilizamos a configuração PADRÃO da BIOS, sem fazer modificações

Sistema Operacional e Drivers:
– Windows 10 64 Bits com Updates
– GeForce 378.92

Aplicativos/Games:
– CPU-Z Bench
– CineBench R15
– x264 Full HD Benchmark
– HWBot x265 1080p/4K Benchmark
– wPrime 2.10
– WinRAR 5.40

– 3DMark (DX11)
– Grand Theft Auto V (DX11)
– Hitman (DX11 e DX12)
– The Division (DX11)

CPU-Z / AIDA
Abaixo a tela principal do CPU-Z e do AIDA64 mostrando algumas das características técnicas do CPU. É importante destacar que o CPU utilizado para os testes é uma versão de engenharia, sendo assim traz algumas informações através de códigos utilizados internamente pela AMD, como o CPUID Name no AIDA e Specification no CPU-Z:

O Ryzen 7 1400 que analisamos é uma versão de engenharia

Overclock

O Ryzen 5 1400 será um processador que vai agradar bastante quem curte fazer overclock e principalmente quem presa por custo vs benefício em suas compras, isso porque ele na teoria ele é um Ryzen 5 1500X com clocks mais baixos e menos memória cache, mas como tem excelente comportamento em overclock, atinge os clocks do Ryzen 5 1500X de forma bastante simples, custando U$20 dólares menos, isso lá fora, sabemos que esses U$20 se multiplicam quando convertidos em reais.

Voltando ao Overclock, por ter seu turbo core em 3.4GHz, começamos subindo ele para 3.7GHz, apenas modificando o multiplicador para 37x, subiu normal sem problemas, aumentamos para 38x, continuou normal, colocamos 39x setando todos os núcleos em 3.9GHz e o sistema novamente ficou 100% estável, acima disso o sistema não deu boot, porém em 3.9GHz ficou normal e como podem ver nos testes de temperatura, muito tranquilo nesse quesito. Não podemos deixar de destacar que estamos usando a mainboard topo de linha da Asus que sempre anda um pouco na frente em overclock, pode ter ajudado a deixar o CPU estável nesse clock.

{quote}Comprando um Ryzen 5 1400 você faz ele
trabalhar acima de um 1500X de forma extremamente simples{/quote}

Por lógica o ganho do overclock aplicado tende a ser superior ao resultado de um Ryzen 5 1500X, que tem seu turbo core definido em 3.7GHz, como setamos todos os núcleos em 3.9GHz o resultado do overclock feito no Ryzen 5 1400 deve ser melhor que o modelo posicionado acima dele, ficando a única dúvida relacionada a quantidade de memórias L3 cache, o doubro no 1500X, em em uma futura análise do 1500X comprovaremos se o overclock feito no 1400 é suficiente para superar seu irmão mais caro.

Abaixo as telas do CPU-Z e AIDA64

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Consumo de energia

Fizemos os testes do sistema em modo ocioso e rodando o 3DMark, aplicativo que exige bastante do sistema.

É importante destacar que o consumo de energia depende bastante da placa-mãe

IDLE (Sistema ocioso)
Começamos pelo teste com o sistema em modo ocioso.

Rodando o 3DMark
Quando colocamos os sistemas rodando o 3DMark, temos os consumos abaixo:

Temperatura

Começamos pelos testes de temperatura, como o sistema em modo ocioso e rodando o wPrime, aplicativo que “estressa” todos os núcleos dos processadores.

IDLE (Sistema ocioso)
Começamos pelo teste com o sistema em modo ocioso, com o Windows em espera sem estar executando nenhuma tarefa além das tradicionais do sistema.

Rodando o wPrime
Quando colocamos os sistema rodando o aplicativo wPrime, que faz todos os núcleos trabalhem em modo full, temos os aquecimentos abaixo. É impressionante os bons resultados do 1400, operando em temperaturas bastante baixas, e quando overclockado bate as mesmas temperaturas que o Core i5-7400 atinge em seu clock padrão.

Em Full Load  o Ryzen 5 1400 opera em temperaturas excelentes, mesmo com overclock

OBS.: Todos os testes de temperatura com o mesmo cooler em todos os sistemas, exatamente o modelo Noctua NH-U12S, compatível com todos os sockets.

Testes sintéticos

Abaixo temos uma série de testes de desempenho com o sistema, comparando o processador com outros modelos do mercado, sempre considerando testes com a mesma placa de vídeo, mesma capacidade e clock das memórias, 8GB(2x4GB) @ 2133MHz.

É importante deixar bem claro que alguns testes podem tirar maior proveito de processadores com clocks mais altos, independente da arquitetura e do número de núcleos/threads

CPU-Z Bench
Abaixo resultados dos modo “Single” e “Multi Thread” do aplicativo CPU-Z.

CineBENCH R15
Iniciamos os testes de desempenho em aplicações com o CineBench, que testa o processador convertendo uma imagem. Fizemos teste em Single e Multi Core também:

x264 Full HD Benchmark
Em um teste de conversão de vídeo Full HD, temos os seguintes resultados:

HWBOT x265 Benchmark 2.0
Outro teste de conversão de vídeo, agora além de conversão em FullHD (1920×1080), também um teste de conversão em 4K.

WinRAR
Outro bom teste para medir o comportamento do processador é o WinRAR, que consegue fazer bom uso de todos os cores.

wPrime
Rodando o wPrime, teste que estressa todos os cores do processador, temos os resultados abaixo:

3DMark
Começamos nossos testes com foco em vídeo com o 3DMark, mas por enquanto com a placa de vídeo dedicada.

Hitman
O benchmark do Hitman da resultados em FPS referente ao CPU, sendo assim também estamos informando os resultados desse game em se tratando do CPU, confiram abaixo:

Teste em games com foco na placa de vídeo

Nos testes em games o mais interessante é ver quanto o processador pode estar segurando o desempenho da placa de vídeo, por isso utilizamos um modelo TOP de placa, no caso uma GeForce GTX 1080. Abaixo alguns games rodando em mesma configuração utilizada para as análises de VGA, tanto em FullHD como em 4K:

Grand Theft Auto V
O game GTA V para PC está entre os mais exigentes da atualidade, trazendo ótima qualidade gráfica e bastante consumo do processador. Confiram abaixo o comportamento dos processadores rodando o game:

Hitman (Resultados dos FPS da VGA)
O novo Hitman foi lançado esse ano e é um bom teste para mostrar o comportamento do sistema em DirectX 12:

The Division
Para finalizar os games, mais testes com o Tom Clancy´s The Division, novamente em Full HD e 4K.

Depois de anos com a linha FX “penando” para disputar com os modelos Core i5 no segmento gamer, é muito bom ver a disputa de volta com a chegada dos processadores Ryzen 5. Mesmo em seu modelo mais modesto do line-up inicial, muitos resultados do Ryzen 5 1400 foram excelentes e fazem frente aos do Core i5-7400.

Quando falamos do potencial dessa CPU para renderização e processamento, ela é capaz de manter o ritmo do Core i5 em performance single-thread (mostrando que problemas nesse aspecto ficaram no passado, para a AMD) e o fato de ter habilitado o SMT e possuir 8 threads, contra apenas 4 do Core i5, faz com que a CPU do “lado vermelho da força” abra ampla vantagem em testes com bom uso de múltiplos threads (situação que pode entregar até 50% mais desempenho).

Em single-thread está equilibrado com o i5, em multi-thread entrega até 50% mais

Não somente o SMT. Diferente da Intel e sua política de limitar os recursos de linhas intermediárias como os i5, todos os Ryzen estão vindo com as tecnologias presentes nos modelos topo de linha, como multiplicadores desbloqueados para possibilitar overclock, a tecnologia XFR para ampliar as frequências em situações específicas e, como já mencionado, a capacidade de ativar dois threads por núcleo, algo que faz diferença em softwares capazes de explorar esse recurso.

Diferente da Intel, a AMD não restringe recursos em suas CPUs intermediárias

A linha Intel Core tem uma principal vantagem comparado aos modelos Ryzen 5: a presença dos gráficos integrados. Todos os modelos Core i5 contam com gráficos integrados, dispensando o uso de uma placa de vídeo dedicada, o que é uma ótima pedida para quem deseja usar um PC compacto ou mesmo não faz questão utilizar games ou aplicações que realmente dependam de um chip gráfico potente. O Ryzen 5 não possui gráficos integrados no chip, algo que só deve aparecer nas futuras APUs, ainda sem sem data confirmada de lançamento por parte da AMD.

A grande desvantagem do Ryzen é a ausência de gráficos integrados, para quem gostaria de dispensar uma placa de vídeo dedicada

Quando trazemos os testes para os games, área que a AMD tem indicado essas CPUs Ryzen 5, ainda vemos uma vantagem para o lado da Intel quando lidamos com games rodando em altas taxas de quadros, quando forçamos um sub-uso da GPU. Em uma situação mais realista, porém, com um gamer mirando 60FPS e em qualidade e resolução compatível com capacidade da placa de vídeo, vemos que o Ryzen 5 faz um trabalho tão eficiente quanto o Core i5-7400 para manter as placas de vídeo extraindo 100% de sua capacidade. As duas CPUs ficam com resultados muito próximos, e é interessante ver como se alternam: em DX 11 a Intel costuma ficar à frente, enquanto em DX 12  temos um equilíbrio maior entre as duas CPUs.

O Ryzen 5 faz um excelente trabalho em games, ficando na desvantagem em altas taxas de FPS e em títulos DX 11

Outro fator notável em nossos testes foi a excelente eficiência térmica do modelo de nossos testes. Mesmo com overclock o Ryzen 5 operou em temperaturas bastante baixas, e isso contribuiu para outra característica do modelo que testamos: seu alto potencial de overclock. Sem mexer em nada além do multiplicador conseguimos subir a frequência para 3.9GHz (resfriamento a ar) e conseguimos manter o sistema estável, inclusive as temperaturas passaram a ser semelhantes a do Core i5-7400… em stock! O aumento das frequências trouxe um impacto de desempenho entre 10 a 20%, de acordo com o teste.

Subimos facilmente para 3.9GHz, com pouco aquecimento

{notas}