Ryzen 7 1800X im Test: AMDs Rückkehr in den High-End-Markt [Update]

Update: Als kleinen Vorgeschmack auf den kommenden Hintergrundartikel zur Technik von Ryzen liefern wir Ihnen einen Ausblick darauf, wie AMD seine IPC-Leistung gegenüber den Vorgängergenerationen so massiv gesteigert hat. Den neuen Absatz haben wir entsprechend markiert.

Seit Wochen schürt AMD den Hype um Ryzen - dabei wäre das kaum nötig, schließlich warten Fans seit beinahe einem halben Jahrzehnt auf neue High-End-Angebote aus Sunnyvale. Nüchtern betrachtet hätten die neuen CPUs aber auch ohne Informations-Salamitaktik und Fan-Trubel kaum mehr Aufmerksamkeit erfahren können. Bei Preisen von zum Teil unter 400 Euro für einen vollwertigen Achtkern-x86-Prozessor sollte jeder ambitionierte Anwender von ganz alleine hellhörig werden und ab heute dürfen wir, anhand des 560-Euro-Topmodells R7 1800X, endlich auch die Frage alle Fragen beantworten: Was leistet Ryzen in der Praxis?

Wichtiger Hinweis vorab: Der Umfang des heutigen Tests ist durch das sehr späte Eintreffen von offiziellen AMD-Testmustern in der Redaktion beschränkt. Während US-Journalisten beispielsweise schon seit dem 22.2. testen dürfen und auch einige glückliche deutsche Journalisten seit dem 24.2. mit Ryzen Erfahrungen sammeln, konnten wir durch einige unglückliche, nicht von uns verschuldete Umstände erst seit dem 28. Februar mit Ryzen experimentieren. Zwei Tage netto sind für einen Architektur-Launch natürlich viel zu wenig, zumal es klare Anzeichen dafür gibt, dass auch den UEFI-Entwicklern mehr Zeit mit der neuen Technik gut getan hätte. Während dieser Artikel erscheint, arbeiten mehrere PCGH-Redakteure daher weiter auf Hochtouren an einem großen Ryzen-Spezial für die nächste PCGH-Ausgabe 05/2017 (EVT 05.04.2017) mit detaillierten Spiele-Benchmarks, Technik- und Overclocking-Tests sowie einem Vergleichstest passender AM4-Mainboards. Außerdem werden wir weiter am Onlinetest arbeiten und hoffentlich auch bald weitere Ryzen-CPUs nachpflegen.

AMD Ryzen R7 1800X: Architektur und Plattform

Bereits länger bekannt ist der Aufbau der Prozessoren mit dem Codenamen Summit Ridge. Diese enthalten zwei CCX mit je vier Kernen, von denen jeder zwei Threads bearbeiten kann. Weitere Details, auch zum inneren Aufbau der Kerne, haben wir in unserer Zusammenfassung der Zen-Architektur für Sie bereitgestellt. Als Unterbau für die neuen Prozessoren stellt AMD auch die neue AM4-Plattform vor, die sowohl Sockel AM3+ als auch FM2+ ablöst. Technische Ähnlichkeiten bestehen vor allem zu Letzterem, wie wir in unserer Plattformübersicht zeigen. Auch die veralteten AM3-Chipsätze werden durch neue I/O-Hubs ersetzt, die einen Vergleich mit Intels B250-Mittelklasse nicht zu scheuen brauchen. Kaufempfehlungen für Hauptplatinen werden wir erst nach entsprechenden Tests geben, bis dahin gibt eine Eigenschaften-Auflistung der verfügbaren AM4-Mainboards erste Orientierung.

AMD Ryzen R7 1800X: Kühlung

Quelle: PC Games Hardware Asus' Crosshair VI Hero verfügt sowohl über AM3- als auch AM4-Bohrungen (hier in Benutzung). Der Versatz ist deutlich zu erkennen. Zusätzlich zu einem neuen Mainboard wird beim Umstieg auf AM4 auch ein neuer Kühler benötigt - oder zumindest eine neue Kühlerhalterung. 1.331 Kontakte im CPU-Sockel gehen mit ähnlich vielen Leiterbahnen einher und um diese optimal verlegen zu können, hat AMD die Löcher der Kühlerhalterung ein paar Millimeter weiter auseinander und ein paar Millimeter näher an den Sockel gerückt. Während die Diagonale nahezu unverändert bleibt und die Anforderungen an die Kühlleistung sogar sinken, erfordern die geänderten Abstände angepasste Halterungen. Besitzer älterer Kühler können bei einigen Herstellern (unter anderem Antec, Arctic, Be Quiet, Cooler Master, Cryorig, Enermax, Fractal Design, Lepa, Noctua, Phanteks, Raijintek, Scythe, Thermalright) ein passendes Umrüstkit für 0 Euro anfordern. Zum Teil entstehen Versandkosten oder es wird ein Nachweis über Kühler- und Ryzen-Erwerb gefordert. Andere Hersteller (unter anderem Alphacool, Aqua Computer, Corsair, EK Water Blocks, EKL, Watercool) verkaufen die AM4-Halterungen einzeln im regulären Handel. Eine vollständige Liste mit weiteren Details haben die Kollegen von Computerbase zusammengetragen.

Viele Hersteller versorgen hierbei nicht nur ihre aktuelle Produktpalette, sondern auch ältere Modelle, ausgenommen sind aber in allen Fällen Kühler, die bislang ausschließlich für Intel-Plattformen angeboten wurden. Umgekehrt kommen viele AMD-optimierte Kühler ohne Umrüstkit aus: Trotz neuer Lochpositionen befindet sich die zentrale Haltenase des serienmäßig verbauten Retentionmoduls auf AM4-Mainboards an der altbekannten Position. Damit sind laut AMD alle Kühler mit einer 2-Nasen-Klammerhalterung seit dem Sockel 754 kompatibel, insbesondere aber alle Sockel AM3+/FM2+-Modelle. Kühlerhersteller berichten uns aber von Ausnahmen: Da das neue Retentionmodul auf der Innenseite etwas dicker baut, können Kühler mit sehr großer, rechteckiger Fläche (beispielsweise im Stil eines Boxed-Kühlers) Platzprobleme bereiten. Moderne Heatpipe-Kühler sollten hiervon nicht betroffen sein.

AMD Ryzen R7 1800X: Benchmarks und Leistung

Wie bereits beschrieben, haben wir die rund 48 Stunden genutzt, um zunächst die bestmögliche Kombination aus Mainboard, UEFI-Version, und Speicherbestückung aus unserem Testpool herauszufinden, um damit unsere bewährten Index-Benchmarks durchzuführen. Dabei stellte sich die Kombination aus DDR4-2400 in Dual-Rank-Bauweise mit strafferen Timings von 14-13-13-33 als überlegen gegenüber der Maximal-Spezifikation von DDR4-2667 heraus - hier gelang mit dem von AMD mitgelieferten Speicher lediglich ein stabiler Betrieb mit 16-15-15-36. Dazu kam, dass sich das Asus-Board als etwas flotter gegenüber der Gigabyte-Variante erwies. Zu beiden Datenpunkten finden Sie noch eine ausführliche Tabelle unter den Benchmarks.

Außerdem haben wir einen Pro-MHz-Vergleich mit dem von AMD auserkorenen Gegner, dem Intel Core i7-6900K, über unseren kompletten Parcours durchgeführt und darüber hinaus geprüft, wie stark AMDs Ryzen-CPU von SMT profitiert. Auch dazu gibt's Tabellen weiter unten. Dem Leserwunsch folgend, auch aufzuzeigen, wie sich die CPU-Leistung mit steigender (in Leser-E-Mails: praxisnaher) Auflösung ausprägt, haben wir eine Skalierung von 720p über 1080p und 1440p bis hin zu 2160p in ausgewählten Spielen angefertigt. Last but not least haben wir in den letzten Minuten vor dem Launch noch eine Kernskalierung aus dem Boden gestampft.

Wir hoffen, damit in der Kürze der Zeit für jeden Geschmack etwas im Angebot zu haben.

Update: Wir haben kurz nach Veröffentlichung nach Hinweis eines Leser zwei Fehler in den Benchmarks behoben. Die Cinebench- und Blender-Werte des Ryzen 7 X1800 waren mit denen des Core i7-3960X vertauscht worden und sind uns leider durch die Qualitätskontrolle geschlüpft - wir bitten um Entschuldigung. Zudem haben wir am Dienstag, de 07.03.2017 um 16:40 Uhr den fehlenden Crysis-3-Wert des i7-6900K in der Auflösungsskalierung mit 1440p nachgetragen.

Update 2: Bis wir das ungewohnt schlechte Abschneiden der Ryzen-Prozessoren in unserer Witcher-3-Szene final klären können, blenden wir die Werte im Benchmark aus.

Update 3: Anlässlich AMDs kürzlichem Blog-Posting für eine optimale Ryzen-7-Umgebung möchten wir an dieser Stelle noch einmal darauf hinweise, dass beispielsweise die XML-Einträge der hardware_settings_config,xml in bereits in F1 2015 bei uns seit über einem Jahr Anwendung finden.

Update 4: Aktuelle, fehlerbereinigte Werte von The Witcher 3 finden Sie in unserem Test des Ryzen 7 1700!

Update: In der Benchmark-Beschreibung ist uns ein Fehler unterlaufen - natürlich wurde hier, wie auch bei den Standard-Benchmarks, Dragon Age Inquisition, nicht wie in der Original-Version des Artikels, Dragon Age Origins genutzt. Wir haben die Beschreibung korrigiert.

Den Anfang unserer Detailbetrachtungen macht die Auswirkung von SMT. Ryzen leidet hier teils stark unter seinen vielen Threads. Dass SMT auch Performance kosten kann, ist nicht neu und selbst bei aktuellen Intel-CPUs etwa in Far Cry 4 zu beobachten. Doch Ryzen scheint, wahrscheinlich aufgrund erhöhter Inter-CCX-Kommunikation, hiervon stärker betroffen zu sein. Unser Tipp für Spieler lautet daher: Schalten Sie SMT für Spiele einstweilen aus - acht normale Kerne reichen dicke.

Auch hier ist mehr nicht immer besser. Da mit DDR4-2400 nicht nur Dual-Rank-Aufbau unterstützt wird sondern auch deutlich schärfere Timings möglich sind, steigt nicht nur die bekanntermaßen speicherabhängige 7-Zip- sondern auch die Anwendungsleistung insgesamt. Auch Spiele profitieren vom "langsameren" Speicher.

Ein guter Teil von AMDs Performance kommt auch über den Takt zustande. Im Normalbetrieb unter Mehrkern-Last läuft der Ryzen 7 1800X mit dem Allcore-Turbo von 3.700 MHz, Intels doppelt so teurer Achtkerner, der Core i7-6900K, ist in der Regel 200 und mehr MHz langsamer unterwegs. Bei erzwungener Taktgleichheit zeigt sich, dass pro MHz in vielen Fällen noch eine deutliche Lücke klafft. Abermals tritt dies in Spielen merklicher zutage. Im Schnitt erreicht der Ryzen 7 hier 73 Prozent der Broadwell-E-Leistung, muss architekturbedingt aber mit zwei anstelle von vier Speicherkanälen auskommen. In Anwendungen kann er Intels Achtkerner hingegen sogar das ein oder andere Mal schlagen - etwa im Cinebench R15 oder im x264. Über unsere Parcours-gewerteten Anwendungen (also ohne den CB-Single-Thread-Wert), sind es im Schnitt 89 % der Intel-IPC. Wenn man bedenkt, von wo AMD gestartet ist, ein sehr guter Wert.

Abschließend noch kurz die vergleichende Betrachtung der beiden ersten zum Test zur Verfügung stehenden Mainboards. Noch vor dem Ablauf der Sperrfrist für den Test gab es frische UEFI-Versionen - und angesichts der "Frische" der Plattform lohnt es sich hier sicherlich, noch Ausschau zu halten.

[COLOR=textColor3]Ryzen-IPC-Zuwachs >52% vs. Excavator

Die Instructions Per Clock, kurz IPC, will AMD gegenüber der modernsten Bulldozer-Ausbaustufe "Excavator" nicht wie geplant um 40, sondern gleich um 52 Prozent angehoben haben. Als Beleg führt man dazu den Single-Thread-Test des Benchmarks Cinebench R15 an. Ausgestattet mit jeweils 8 GiByte RAM (DDR3-1866 für Piledriver, DDR3-2133 für Excavator und DDR4-2667 für Zen - die Speichergeschwindigkeit spielt im Cinebench üblicherweise eine untergeordnete Rolle) erbrachte Zen laut AMD unter Windows 10 64 Bit RS1 76% mehr Performance als Piledriver und 58% mehr als Excavator - bei gleichem, fixiertem Takt von 3,4 GHz. Die von AMD ermittelten Punktzahlen im Einzelnen belaufen sich auf 79 für Piledriver, 88 für Excavator und 139 für Zen.

Im PCGH-Test erreichten wir 73, 80 und 83 Punkte für Piledriver, Steamroller und Excavator, die Vorgängerarchitektur Windsor (ja, der Athlon 64 X2) kommt auf satte 84 Punkte - verfügt zwar über 6 MiByte L3-Cache, musste allerdings mit DDR2-800 vorlieb nehmen. Der Ryzen 7 1800X schafft immerhin 130 Punkte. Unsere Bulldozer-Werte sind aus mehreren Gründen niedriger als bei AMD. Erstens haben wir nur mit 3,2 GHz getestet, außerdem kommen bei beiden Architekturen "nur" APUs ohne leistungssteigernden L3-Cache zum Einsatz, da Excavator nur in dieser Form verfügbar ist und weil wir - für einen echten Pro-MHz-Vergleich - mit identischer Speichergeschwindigkeit von DDR3-1600 getestet haben.

Zum Vergleich: Ein Core i7-6900K (Broadwell-E, Sockel 2011, 4×DDR4-2400) erreicht in unserem CBr15-Single-Thread-Test bei ebenfalls fixierten 3,4 GHz 144 Punkte. Zen liegt also auch im Vergleich zu Intel sehr gut im Rennen.

AMD Ryzen R7 1800X: Kernskalierung in Spielen

Krieg der StKerne: Eine neue Hoffnung - mit diesem bekannten Filmtitel wollen wir zur Kernskalierung des Ryzen-Prozessors überleiten. Als SMT-fähiger Achtkerner kann der Ryzen R7 1800X mit besonders vielen Aufgaben parallel hantieren. Die meisten Spiele-Engines sind noch nicht auf Augenhöhe: Acht Kerne respektive 16 Threads weiß noch kaum ein Spielemotor zu nutzen, doch mit der Zeit und im Laufe des Jahres wird es besser. Wir sehen uns im Folgenden an, wie sich der Ryzen R7 1800X in jenen Engines respektive Spielen schlägt, welche in den PCGH-Tests der vergangenen Monate mit herausragendem Multi-Threading punkten konnten. Wie immer deaktivieren wir hierfür die Kerne im UEFI der Hauptplatine; zum Einsatz kommt ein Asus Crosshair VI Hero mit zum Testzeitpunkt aktueller Firmware (5704 Beta).

Das Ziel dieser Messreihe ist erstens die Herausarbeitung, wie stark die Leistung (Bildrate) beim Wechsel von 4 auf 6 und schließlich 8 CPU-Cores steigt. Zweitens prüfen wir, inwiefern die Kommunikation zwischen den Compute-Complexen, AMDs Basiseinheiten der Zen-Architektur, das Geschehen ausbremst. Wir erinnern uns: Vier Kerne mit jeweils 2 MiByte L3-Cache-Slices (8 MiByte insgesamt, 16-fach assoziativ) ergeben einen Compute Complex (CCX). Zwei dieser CCX kommunizieren in Summit Ridge (Ryzen R7) intern über das sogenannte Inifinty Fabric, eine kohärente Verbindung. Diese Verbindung erreicht laut AMD rund 22 GByte Datendurchsatz pro Sekunde bei Single-Thread-Aufgaben und gemischten Lese-/Schreibzugriffen. Das Infinity Fabric lotst Datenanfragen an den Speichercontroller und prüft gleichzeitig den L3-Cache anderer CCX auf Verfügbarkeit der angefoderten Daten. Je nachdem, woher schneller eine Rückmeldung kommt, wird entweder auf den anderen L3 (in den allermeisten Fällen) oder auf den Speicher zugegriffen. Die Speicheranfrage wird annulliert, sofern die Daten bereits im L3 vorhanden sind.

Beim Test der CCX-Kommunikation hilft uns das UEFI: Dort haben wir die Möglichkeit, entweder 2+2 oder 4+0 Kerne zu testen. 2+2 bedeutet, dass beide CCX und dort je zwei CPU-Kerne aktiv sind. Jeder CCX respektive die beiden Kerne auf jeder Seite können auf ihre eigenen 4 MiByte L3-Cache zurückgreifen. 4+0 bedeutet, dass nur ein CCX rechnet, während der andere deaktiviert ist; hier stehen ebenfalls 4 MiByte L3-Cache zur Verfügung. Die spannende Frage lautet, was schneller ist: Vier Kerne, die direkt miteinander sprechen, oder vier Kerne mit größeren Laufwegen, aber doppelt so viel L3-Cache? Das sind die Ergebnisse:

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Vollbild-Vergleich

Die grundsätzlich bemerkenswerte Skalierung von 6 auf 8 Prozessorkerne in unseren modernen Testspielen sei hier nur am Rande erwähnt - löblich ist diese Entwicklung allemal. Wesentlich spannender ist die Erkenntnis, dass die CCX-Datentransfers untereinander das Geschehen in jedem Fall ausbremsen - mal mehr, mal weniger deutlich. Vorteile durch den größeren L3-Cache (2+2-Konfiguration) stellen sich innerhalb dieser Messreihe nirgends ein.

AMD Ryzen R7 1800X: Fazit

"Aufgeholt, aber nicht überholt" könnte man den Ersteindruck zu AMDs Ryzen 7 1800X rein aus Leistungssicht zusammenfassen - doch da ist die Rechnung ohne den Preis gemacht. Es ist richtig, dass der Ryzen 7 1800X speziell in Spielen nicht immer mit den neuesten Intel-CPUs mithält, allerdings kostet er auch nur rund die Hälfte eines Core i7-6900K. Diesem rückt er, je mehr Multithreading und je weniger Inter-Core-Kommunikation und je weniger Speicherperformance eine Anwendung benötigt, teils dicht auf die Pelle, teils liegt er sogar in Front. Wenig verwunderlich ist da, dass das Abschneiden im Cinebench zu den stärksten Teilresultaten der Ryzen-CPU gehört. Auch Video-Transcoding etwa mit x264 meistert der Ryzen 7 1800X mit Bravour und arbeitet dabei vergleichsweise effizient: Der Maximalverbrauch des Gesamtsystems im hochoptimierten y-Cruncher liegt unter der des Intel-Achtkerners. Wir sind gespannt, wie sich hier die Stromspar-Versionen wie etwa der Ryzen 7 1700 schlagen werden.

In Spielen sieht es leider weniger gut aus - speziell mit aktiviertem SMT. Dieses erweist sich, wie auch die Inter-CCX-Kommunikation, häufig als Bremse. Hier muss AMD mit guter Dokumentation und gutem Support die Entwickler überzeugen, auf ihre Architektur einzugehen, dann könnte die Spieleleistung auf mittlere bis lange Sicht einen größeren Sprung machen. Spannend ist das nach wie vor gute Abschneiden in Crysis 3: Hier konnte bereits Bulldozer punkten, obwohl die beiden AMD-Architekturen auf dem Papier nur wenig miteinander zu tun haben. Doch all das ist Meckern auf hohem Niveau: Mit dem Ryzen 7 1800X dürfte der Wunsch nach mehr Spieleleistung erst einmal gebannt sein.

Aufgrund der Zeitknappheit verlagern wir das Overclocking in einen späteren Artikel - die 4-GHz-Grenze sollte aber durchaus knackbar sein.

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Ryzen 7 1800X im Test: AMDs Rückkehr in den High-End-Markt [Update] AMD Ryzen 7 1800X im Test: Jahrelang hat AMD die Oberklasse kampflos der Konkurrenz überlassen. Mit der offiziellen Verfügbarkeit der Ryzen-7-CPUs für den neuen Sockel AM4 ändert sich das. Dank komplett neuer "Zen"-Architektur sollen es die Achtkerner auch mit Intels Broadwell-E-Boliden aufnehmen können - zu teilweise um 50 Prozent niedrigeren Preisen. Wir prüfen, ob AMD die Erwartungen erfüllen kann.

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