Ryzen 9 3900X d’AMD, le test complet

Architecture processeur Zen 2 d’AMD

Pour le troisième année consécutive, AMD fait évoluer son architecture Zen. Après Zen et les Ryzen 1000 series, Zen + et les Ryzen 2000 series voici Zen 2. Nous ne sommes pas devant une optimisation de l’existant mais face à une évolution conséquente de l’architecture pour assurer un saut conséquent des performances. A cela s’ajoute l’adoption d’une gravure en 7 nm permettant de réduire la taille de certains composants, de mieux maitriser la demande énergétique et d’augmenter le nombre de cœurs.

Si les Ryzen 2000 series se sont arrêtés à 8 cœurs sur le segment Mainstream, nous avons désormais 12 cœurs et prochainement du 16 cœurs.

L’architecture Zen 2 n’est pas inconnue. Elle s’appuie sur l’héritage de «Zen» et «Zen +» mais ajoute d’importantes des améliorations et surtout un chamboulement structurel. AMD opte pour une organisation de type « chiplet ». En clair nous le regroupement de plusieurs puces sur un seul package mariant plusieurs finesses de gravure avec du 7 nm et du 12 nm pour la partie gérant les entrées sorties.

Nous retrouvons aussi des optimisations de bande passante interne, une hausse de l’IPC ou encore une sécurité renforcée. A ce sujet, AMD annonce des corrections matérielles contre les failles Spectre Variant 1, 2 et 4.

Face à «Zen +», l’architecture «Zen 2»  s’accompagne de plusieurs évolutions. La liste est longue. Nous pouvons citer une optimisation des unités de calcul flottant, une taille doublée de 4 Ko de la mémoire cache Micro-Op ou encore des optimisations autour des fonctions de prédilection afin d’augmenter le débit en réduisant les risques de blocage dus aux erreurs. AMD évoque une troisième AGU, des améliorations de la bande passante de chargement / stockage sur l’ensemble de la puce et une taille de cache L3 doublée à 32 Mo par CCD. Ce dernier point permet de réduit la latence mémoire afin d’améliorer les performances en jeu

Les tests d’AMD montrent que le passage de 16 à 32 Mo de cache L3 apporte une hausse de 21% en moyenne des performances en jeu sous une définition Full HD.

A tout ceci s’ajoute un fichier de registre plus volumineux (180 entrées) pour des accès à davantage de données de travail ou encore des améliorations de « l’équité SMT » pour les planificateurs ALU et AGU.

Selon le constructeur, tous ces changements, améliorations et optimisations permettent une progression globale de l’IPC d’environ 15% face à la génération précédente. Face à l’actuel Ryzen 7 2700X, il faut s’attendre à une augmentation jusqu’à 34% des performances gaming.

Les processeurs Ryzen 3000 series profitent également d’un format AM4 offrant une vaste compatibilité avec le matériel existant. Pour rappel, le socket AM4 a commencé son existence avec des puces 4 cœurs et 4 threads 28 nm. Nous sommes désormais avec des solutions à 16C/32T mariant du 7 nm, du PCIe 4.0 et de l’USB 3.2.

Concernant la gravure à 7 nm, elle est à l’origine d’une réduction de 29% de la taille des  CCX (44 mm2 à 31 mm2) et d’une amélioration de 75% du ratio perf/W face à Zen + en 12 nm.  L’augmentation  de la densité de transistors permet à AMD de doubler le nombre de cœurs physiques  tout en profitant de fréquences plus importantes (+350 MHz) à tension identique. Attention toutefois, le 7 nm n’est pas généralisé à toute la puce. Nous retrouvons du 12 nm du coté DIE des entrées sorties.

La technologie Precision Boost 2 assure un ajustement automatique de la fréquence en s’appuyant sur une certaine granularité. Elle fonctionne en évitant toute chute brutale afin d’avoir des performances les plus linéaires possibles.

Son fonctionnement s’appuie sur de nombreuses données afin d’obtenir la fréquence la plus élevée possible jusqu’à ce qu’une limite thermique ou électrique soit atteinte ou que la fréquence nominale soit utilisée.

Le système de refroidissement a donc toute son importance ainsi que la température de la pièce comme le montre cet exercice sous Cinebench R20.