Test AMD Ryzen 9 5900X et Ryzen 7 5800X : Intel distancé... définitivement ?

Le 8 octobre dernier, Lisa Su est montée sur scène afin de présenter la dernière « folie » de sa société. AMD dévoilait alors quatre processeurs basés sur une nouvelle microarchitecture. Zen 3 et la série des Ryzen 5000 sont conçus pour tailler des croupières à Intel. Déjà leader dans le domaine des calculs parallélisés, AMD entend cette fois remporter la bataille des performances en single core.

Au total, ce sont donc au moins quatre nouveaux processeurs qui vont exploiter Zen 3 dans les machines dites desktop. Quatre puces aux prix s’étalant de 299 à 799 dollars et dont l’architecture se compose de 6 à 16 cœurs. Du Ryzen 5 5600X au Ryzen 9 5950X, il doit y en avoir pour tous les goûts, même si AMD enrichira sans doute son line-up dans les mois à venir. Dans un premier temps, nous avons pu mettre la main sur les deux modèles « du milieu » : Ryzen 7 5800X et Ryzen 9 5900X.

Une brève histoire du Zen

Dévoilée pour la première fois à l’occasion de l’E3 2016, l’architecture Zen signait le retour aux affaires d’un AMD passablement distancé par Intel et ses processeurs Core. Le choix d’un salon dédié aux jeux vidéo soulignait la volonté d’AMD de conquérir le « cœur » des joueurs, souvent plus enclins à privilégier Intel. Dès février 2017, les premiers processeurs Ryzen 1000 arrivaient sur le marché après 4 longues années de développement. Ils sont l’occasion d’un véritable bond en avant par rapport aux vieillissants CPU FX malgré un sous-système mémoire en retrait.

À l’époque déjà, il n’y avait plus vraiment de duel dans le domaine applicatif : le rapport qualité / prix des Ryzen 7 1800X était supérieur à celui des Intel 6900K. En revanche, en jeu vidéo, l’équation était plus complexe et le 7700K gardait de l’avance. Malgré certains espoirs, la microarchitecture n’a pas vraiment fait bouger les lignes. En 2018, AMD distribue effectivement les Ryzen 2000, mais pas de net bouleversement à l’horizon : des processeurs comme les 2600X et 2700X viennent surtout enfoncer le clou et affirmer la domination d’AMD dans le champ applicatif.

Pour le jeu vidéo en revanche, Intel – qui mise essentiellement sur des optimisations successives de sa microarchitecture – garde la main. Les 8700K succèdent aux 7700K sans qu’AMD n’ait de véritable parade.

Encore un an plus tard, l’évolution se veut plus importante. Cette fois, AMD présente et distribue Zen 2, une microarchitecture qui annonce le passage en gravure 7 nm et introduit diverses optimisations pour, par exemple, découper les instructions en micro-opérations et les attribuer à des sections spécialisées. Dans le domaine applicatif, les Ryzen 7 3700X et Ryzen 9 3900X ne révolutionnaient pas les choses, AMD était déjà en tête. En revanche, il permettait à la société américaine de maintenir à distance le concurrent de toujours.

S’il n’était pas possible de parler de bascule dans le domaine ludique, AMD se permettait cette fois de faire quasiment jeu égal avec Intel pour un tarif souvent inférieur. Du côté des performances brutes, les Core i9-9900K gardaient une – petite – avance, mais le rapport qualité / prix changeait de camp. Encore rares, plusieurs jeux se permettaient même de placer le Ryzen 9 3900X devant le fer-de-lance du catalogue Intel. La raison d’être des Ryzen série 5000 semble être de clarifier la situation en plaçant le Ryzen 9 5950X au sommet de la hiérarchie, peu importe les tests menés.

La nouvelle gamme dans le détail

Nous l’avons dit, au lancement des processeurs Zen 3, AMD mise sur une simplification de ses gammes. Pour le moment, il ne semble effectivement pas question de multiplier les références et nous pourrons compter sur quatre processeurs en rayon chez les revendeurs au moment même où vous lisez ces lignes.

Premier changement notable par rapport à la génération précédente, le fer-de-lance de la gamme – le Ryzen 9 5950X – sera disponible d’entrée. Souvenez-vous, il avait fallu attendre le mois de septembre 2019 pour voir débarquer le Ryzen 9 3950X alors que le Ryen 9 3900X était disponible depuis le 7 juillet. Autre changement donc, la simplification de la gamme puisque seulement quatre CPU sont pour le moment annoncés quand les Ryzen 3000 étaient arrivés « en force » : cinq modèles dès juillet 2019 et deux autres en complément courant septembre.

En revanche, sur l’aspect purement « fiche technique », la révolution n’est pas au menu. Si on compare ainsi très rapidement le Ryzen 9 3950X et son « remplaçant » le Ryzen 9 5950X, on voit que le nombre de cœurs (16) / threads (32) reste inchangé et que les fréquences sont assez proches : 3,4 GHz / 4,9 GHz en base / boost sur le petit nouveau contre 3,5 GHz / 4,7 GHz pour « l’ancien ». La quantité de cache L2 est identique et le cache L3 est lui aussi le même à 64 Mo. Enfin, le TDP reste inchangé à 105 W.

On y regardant de plus près et en analysant le détail de chacun des processeurs ancienne / nouvelle génération, il y a tout de même quelques changements, mais les ingénieurs d’AMD semblent avoir concentré la majorité de leurs efforts sur de « petites » optimisations internes.

Des évolutions en douceur

Au travers de sa conférence, Dr. Lisa Su a insisté sur un chiffre clé de l'architecture Zen 3 : un gain de 19% d'instructions par cycle par rapport à la génération précédente, Zen 2. Un gain que la CEO d'AMD a attribué à un changement majeur dans la conception des cœurs Zen, même s'il ne s'agit pas d'une refonte complète de l'architecture.

AMD a procédé à une « réorganisation » interne avec Zen 3. Ainsi, dans le cas d'un Ryzen 9 3900X, nous disposions de deux CCD (Core Chiplet Dies) avec, pour chacun d'eux, deux CCX (Core Complex) disposant de quatre cœurs. Pour aboutir à un total de 12 cœurs, AMD désactivait un cœur par CCX.

Dans le cas du Ryzen 9 5900X, nous aboutissons aussi à un total de 12 cœurs et la puce est toujours conçue autour de deux CCD. Cependant, il n'y a plus qu'un seul CCX par CCD. Le CCX dispose maintenant de huit cœurs, dont deux sont désactivés. Il peut partager ses 32 Mo de cache L3 à tous ses cœurs et éviter une « coûteuse » synchronisation entre les 2x 16 Mo de cache L3, comme sur le Ryzen 9 3900X.

Revers de la médaille, AMD n'a pas pu éviter un accroissement de la latence sur ce cache « unifié ». Par rapport aux 39 cycles de Zen 2, nous passons avec Zen 3 à 46 cycles. Notez que cela n'a pas nécessairement un impact important : Zen 1 pouvait se targuer d'une latence de 35 cycles, mais restait derrière Zen 2 côté performances.

Nous le sous-entendions en parlant du cache L3, AMD n'a pas revu la quantité de cache alloué à ses CPU. Ainsi, le cache L1 est-il toujours de 32 Ko, le cache L2 de 512 Ko et le cache L3 de 4 Mo par cœur. Il y a toutefois un changement dans le buffer du cache L1 : il passe de 48 à 64 entrées et s'accompagne de la possibilité d'effectuer 3 chargements / 2 stockages par cycle afin de « réagir » plus rapidement.

Pour le reste, AMD évoque des optimisations dans la conception de ses cœurs. Ainsi, le fondeur a revu son module de prédiction de branches en redistribuant les entrées : plus pour le cache L1 (1024), moins pour le L2 (6500). L'objectif étant une efficacité accrue d'un module soutenu par l'augmentation de l'indirect target array qui passe à 1500 entrées. Nous n'entrerons pas ici dans des détails qui dépassent nos compétences.

De manière plus générale, la plupart des changements évoqués par AMD - tant sur le front-end que sur le back-end de son processeur - sont liés à une meilleure accessibilité des données. Le fondeur a voulu une puce plus réactive en réduisant la latence à pratiquement tous les niveaux et en augmentant les capacités par cycle. Tout ceci reste cependant de la théorie, il nous tarde de voir les résultats en pratique.

Notons enfin qu'AMD n'a pas jugé bon de sortir un nouveau chipset en parallèle de sa gamme de CPU. Au contraire, il mise sur la compatibilité de ses anciens chipsets pour tacler le concurrent Intel : les cartes-mères B450, B550, X470 et X570 devraient toutes être capables d'accepter les Ryzen série 5000 au prix d'une simple mise à jour du BIOS.

Protocole de test

Chez Clubic, nous redémarrons les « gros » tests de composants aussi populaires que les cartes graphiques et les processeurs. Un redémarrage en douceur qui demande un peu de temps et nécessite de se réapproprier les protocoles. Il suppose aussi des ressources qui nous font parfois défaut, du matériel hors de notre portée pour le moment.

Les Ryzen 7 58000X et Ryzen 9 5900X au crible de CPU-Z

Pour le dossier Ryzen 5000, nous manquions de quelques éléments de comparaison ce qui, au moins, vous évitera d'être noyés sous les CPU. Ainsi, nous n’avons pas pu obtenir de i9-10900K et nous nous sommes donc contentés du « petit frère », le i9-9900K. L’arrivée de la prochaine gamme Intel permettra d’ajuster les choses et d’être plus pointu.

Notre couple de processeurs Ryzen série 5000 cette fois sur HWInfo

Dans le même ordre d’idée, le dossier tel que vous le lisez aujourd'hui pourrait être mis à jour avec des informations complémentaires liées à la dissipation thermique (cf. le cas du 5800X).

Configuration socket AM4

• Asus ROG Crosshair VIII Hero
• Corsair Dominator Platinum RGB 32 Go DDR4 4000 CL19 (20-23-23-45)
• Asus TUF RTX 3080 Gaming OC
• Sabrent SSD Rocket 4.0 2 To
• be quiet! Pure Loop 280 mm

Configuration socket 1151

• ASRock Z390 Extreme 4
• Corsair Dominator Platinum RGB 32 Go DDR4 4000 CL19 (20-23-23-45)
• Asus TUF RTX 3080 Gaming OC
• Sabrent SSD Rocket 4.0 2 To
• be quiet! Pure Loop 280 mm

Logiciellement, nous avons maintenu nos configurations « à jour », en veillant cependant à garder une version de Windows 10 et des pilotes identiques sur toutes les mesures.

• Windows 10 Professionnel 64-bit 20H2 v19042.572
• Pilotes NVIDIA v457.09 64-bit WHQL
• Pilotes chipset Intel v10.1.18383.8213
• Pilotes chipset AMD v2.10.13.408

Nous éliminons tous les programmes résidents en mémoire et nous nous assurons évidemment que toutes les configurations soient aussi proches que possible. Les tests présentés par la suite sont le résultat de moyennes établies après avoir réalisé chaque mesure cinq fois en ayant pris soin d’éliminer toute valeur incongrue, résultante d’une anomalie quelconque à l’instant T.

Tests mémoire

Notre premier outil de mesure se focalise sur la bande passante mémoire afin de déterminer si les petites optimisations réalisées par les ingénieurs d'AMD ont permis d'améliorer encore l'excellent comportement de certains des Ryzen série 3000. Pour ce faire, nous utilisons AIDA64 et son module de « performances cache et mémoire ».

À la sortie des Ryzen série 3000, nous avions été surpris du décalage observés lors du test d'écriture entre les 3700X / 3800X et le 3900X. Il est « amusant » de constater que ce décalage est toujours perceptible, cette fois entre le 5800X et le 5900X. Gageons qu'AMD réserve encore le fin du fin de son architecture pour ses processeurs les plus haut de gamme.

Sur le test AIDA64, on note que le nouveau champion est le Ryzen 9 5900X, mais il ne fait qu'à peine mieux que le Ryzen 9 3900X. Par rapport à ce nouveau numéro 1 notre Intel i9-9900K est à la traîne. Il s'en sort en revanche bien mieux face au Ryzen 7 5800X notamment du fait de l'étonnante faiblesse sur le test d'écriture.

Performances « applicatives »

Déjà en très bonne posture sur les tests « applicatifs » depuis la sortie des Ryzen série 3000, AMD ne craignait pas grand-chose. Le fondeur se devait toutefois de montrer qu'il ne se repose pas sur ses lauriers et que la montée en puissance se poursuit avec Zen 3.

Nous débutons ces quelques tests par l'inévitable Cinebench R20 de plus en plus souvent utilisé par les fondeurs eux-mêmes afin de présenter leurs travaux. Ainsi, AMD avait-il fait des résultats Cinebench en single thread un argument commercial au moment de présenter les Ryzen série 5000.

Nous sommes en mesure de confirmer les propos d'AMD : les cœurs à l'œuvre au sein des nouveaux Ryzen prennent nettement le large par rapport à l'ancienne génération Zen 2 bien sûr, mais aussi par rapport aux solutions Intel : certes vieillissants, nos i9-9900K et i9-9700K sont très largement distancés.

Histoire d'enfoncer le clou, nous pouvons également relever la très nette domination des Ryzen série 5000 en multi thread. Là, s'il ne peut rien face au 5900X, largement au-dessus du lot, le Ryzen 9 3900X garde la seconde place, un cran devant le 5800X.

Nous enchaînons avec les performances observées sur Handbrake, un outil d'encodage vidéo que nous avons ici utilisé pour compresser une séquence vidéo d'environ 50 minutes. Nous avons employé le preset Matroska H.265 1080p30, il s'agit donc d'encoder en HEVC.

Le graphique se lit ici « à l'envers » : exprimé en secondes, ce sont les résultats les plus faibles qui sont les meilleurs et le 5900X est sans contestation possible le meilleur processeur passé entre nos mains. L'efficacité des nouveaux CPU AMD se confirme d'ailleurs puisque le 5800X est pour sa part au coude à coude avec le 3900X.

Quand bien même nous aurions eu entre les mains des Core i9-10900K et i9-10700K, les processeurs Intel n'auraient pas été à la fête. L'écart qui sépare nos deux puces Coffee Lake des solutions Zen est impressionnant et confirme le retard pris par Intel dans ce domaine.

Continuons dans la « compression », cette fois avec la création d'une archive ZIP pour un total d'un peu plus de 12 Go de données. Réalisée sous WinRAR, l'opération s'exprime bien sûr en secondes et, là encore, c'est donc le plus petit score qui est le meilleur.

Les processeurs Intel se défendent nettement mieux que sur Handbrake et s'il distance le 3900X, notre nouveau 5800X fait plus ou moins jeu égal avec le Core i9-9900K. En revanche, rien à dire, le 5900X met une fois de plus tout le monde d'accord en affichant une différence substantielle.

Pour ce premier test de processeur sur Clubic depuis longtemps, nous ne voulions pas démultiplier les outils. Nous terminons donc ces tests « applicatifs » par des mesures sous PCMark. Le soft simule de multiples activités usuelles depuis la navigation Web jusqu'à la visioconférence en passant par de la bureautique ou de l'édition photo / vidéo.

Le résultat est exprimé en points et il n'est guère besoin d'épiloguer : le 5900X est sensiblement au-dessus des autres processeurs quand le 5800X s'offre une belle seconde place. Il se permet de faire grimper le score du 3900X d'environ 7,5%. Si les puces Intel ne déméritent pas, elles sont néanmoins battues par les nouveaux venus.

Pour en terminer avec les tests « applicatifs » et proposer une habile transition vers le jeu vidéo, nous avons opté pour 3DMark. Là, nous n'avons retenu que la mesure « CPU » de la séquence TimeSpy et la hiérarchie plusieurs fois observée se confirme.

Ainsi, le 5900X fait cavalier seul alors que le 5800X parvient à réduire l'écart avec l'ancien 3900X qui reste toutefois en seconde place. Il garde aussi à distance le i9-9900K laissant présager de difficultés pour Intel dans le jeu vidéo.

Performances en jeu

De la même manière que nous avons limité les tests « applicatifs », nous ne voulions pas vous noyer sous les tests jeux vidéo. Tests qui ont leur importance dans la mesure où AMD conteste aujourd'hui l'hégémonie d'Intel. Notre sélection n'est cependant pas gravée dans le marbre et pourra évoluer.

Pour notre premier jeu, nous avons tenu à nous focaliser sur les performances des processeurs. Pour ce faire, nous avons employé le test CPU d'Ashes of the Singularity alors que le jeu était configuré en 1080p DirectX 12 avec, toutefois, le niveau de détails au maximum.

L'efficacité des « nouveaux » cœurs AMD semble devoir se confirmer d'emblée et les deux premières places sont occupées par le 5900X et le 5800X. Alors que notre i9-9900K se comportait très bien jusque-là - au-dessus du 3900X - il ne peut que s'avouer vaincu.

Même configuration, même « punition » avec Sid Meier's Civilization VI. Là encore, nous utilisons donc le test CPU en l'occurrence une mesure des calculs d'intelligence artificielle avec l'extension Gathering Storm alors que le jeu est en DirectX 12 et la définition d'image en 1080p « ultra ».

Les deux premières places de notre petit classement sont donc occupées par les nouveaux Ryzen 5000 : le 5900X est un poil devant le 5800X, mais l'écart est particulièrement faible. En revanche, la différence avec notre i9-9900K est plus sensible alors que ce dernier était pourtant légèrement au-dessus du 3900X. Notez que le bench est exprimé en secondes : le score le plus faible est donc le meilleur.

Afin de nous détacher un petit peu de l'omniprésence du processeur, nous utilisons deux benchs plus « généraux » avec, d'abord, le Red Dead Redemption 2 de Rockstar Games. Là, le jeu était configuré en Vulkan avec tous les détails au maximum d'abord en 1 080p puis en 2 160p, notre Asus TUF RTX 3080 Gaming OC étant évidemment d'un grand secours.

En Full HD, nous ne nous expliquons pas les performances sensiblement plus élevées obtenues sur le 5900X qui s'impose aisément par rapport aux autres processeurs. Ces derniers se tiennent effectivement dans un mouchoir de poche avec, toutefois, un certain avantage pour les solutions i9. Intel n'est pas complètement enterré.

En 3 840 x 2 160, les différences sont pour ainsi dire imperceptibles. Ce test est intéressant pour confirmer que dans de telles circonstances, c'est bien sûr la carte graphique qui fait la différence et notre RTX 3080 est ici le facteur limitant.

Enfin, pour terminer ces quelques tests, nous faisons un petit tour du côté de Shadow of the Tomb Raider, là encore avec deux séries de tests selon que l'on soit en 1 080p ou en 2 160p. Là, les Ryzen série 5000 sont nettement en tête et au coude à coude avec un très léger avantage pour le 5900X. Ancien numéro un, notre i9-9900K est nettement distancé.

En revanche, les conclusions sont les mêmes que celles tirées de Red Dead Redemption 2 lorsque nous passons en 3 840 x 2 160. Là, les performances sont rigoureusement identiques. En réalité, il faut se tourner vers les résultats spécifiquement CPU pour voir que c'est bien la RTX 3080 qui bride les processeurs.

En mettant donc l'accent sur les performances CPU, on retrouve une hiérarchie à laquelle nous nous sommes plus ou moins habitués au cours de ce dossier. Au coude à coude, mais avec un avantage pour le 5900X, on retrouve donc les Ryzen série 5000 nettement devant les Ryzen série 3000 et nos deux Core i9. Surprise, le i9-9900K est battu par le 3700X. 

Consommation, températures et overclocking

Nous terminons nos séries de mesures avec trois éléments souvent très intéressants, même s’ils ne parlent pas forcément à tous les utilisateurs. En premier lieu, nous avons cherché à vérifier la consommation propre à chaque processeur. Pour ce faire, nous n’avons pas mesuré la chose sur chacun des tests que nous avons mené et avons plutôt décidé de retenir deux valeurs.

• Au repos, alors que Windows 10 avait terminé son démarrage.
• En pleine charge, alors que Cinebench réalisait un test multithreads.

Si les progrès évoqués par AMD semblaient surtout porter sur une amélioration des « transmissions » au sein du CPU, ils semblent aussi amener une réduction de la consommation. Le 5900X se permet le luxe de moins consommer que son « ancêtre », le 3900X. Ce dernier est également battu par le 5800X qui ne peut toutefois pas remporter le duel face au 3700X.

Sur le test multithreads de Cinebench R20, le 5900X est nettement plus performant que le 3900X. Nous venons de voir qu'il consommait moins sur cet exercice, il est donc logique que son efficacité énergétique soit bien meilleure. Notons que les deux représentants de la gamme Intel sont assez loin derrière.

Le 5800X est un peu moins à la fête. Il est certes légèrement plus efficace que le i9-9900K, mais est nettement devancé par le 3700X qui, il est vrai, ne boxe pas tout à fait dans la même catégorie : avec son TDP de 65W, c'est un processeur d'abord pensé pour être économe.

Notre test de température a été réalisé au cours d'un encodage H.265 « longue durée » via Handbrake. Malgré ses fréquences élevées et ses nombreux cœurs, le Ryzen 9 5900X se comporte ici très bien. Rappelons à toutes fins utiles que nous disposions d'un AiO plus que convenable.

Déception en revanche avec le Ryzen 7 5800X. Les résultats sont plus que surprenants, mais nous n'avons pas d'explication, la configuration était par ailleurs en tout point identique à celle du 5900X. Avec près de 85°C sans le moindre overclocking, c'est véritablement une énigme.

Nous avons tenté de résoudre la chose en changeant la pâte thermique pour de la Grizzly Hydronaut et en remplaçant l'AiO be quiet! Pure Loop 280mm par un Corsair iCUE H150i RGB Pro XT 360mm. Cela n'a eu aucune incidence. Une énigme qu'on vous dit.

Compte tenu des problèmes rencontrés dans la « canalisation thermique » du 5800X, nous n'avons pas tenté le moindre overclocking sur ce processeur. En revanche, sur notre 5900X, nous sommes parvenus à des gains pour le moins intéressants, comme en témoignent les 9332 points de notre capture Cinebench R20.

Nous avons pour ce faire joué avec les options du BIOS de notre Asus ROG Crosshair VIII Hero en complément, bien sûr, du logiciel Ryzen Master signé AMD. Là, nous avons retenu une tension de 1,35V et atteint une fréquence - stable - sur tous les cœurs de 4,74 GHz. En stress test, le 5900X grimpait déjà à un peu plus de 85°C malgré notre robuste kit de watercooling.

AMD R9 5900X et R7 5800X, l’avis de Clubic :

Nous n’avons dans un premier temps pu essayer que deux des quatre modèles annoncés par AMD. Le futur fer-de-lance de la gamme – le Ryzen 9 5950X – et le Petit Poucet – le Ryzen 5 5600X – nous parviendront sans doute un peu plus tard. Reste que même limitées à « seulement » deux références sur notre dossier, les 5000 sont redoutables.

Du côté du 5800X, le bilan est entaché d'une énigme. Ne vous méprenez pas, il est performant et son tarif le rend plus accessible. Hélas, sans mauvais jeu de mots, nous avons été échaudés par ces inexplicables montées en température d'autant plus inquiétantes que nous avions de performants systèmes de refroidissement à disposition.

Sans qu'il soit nécessaire de changer de carte-mère - à vérifier au cas par cas malgré tout - AMD se permet une mise à jour très intéressante de ses gammes de CPU. Mis au pied du mur par son concurrent de toujours, Intel se doit de réagir. En a-t-il seulement les moyens ?