AMD 라이젠 5600X 5800X 5900X 5950X 4세대 Zen3 Ryzen CPU 성능 스펙

AMD는 2020년 11월 5일 새로운 데스크톱 프로세서인 라이젠 5000 시리즈를 출시했다. 지난 10월 8일(한국시간 10월 9일 새벽 1시) 이벤트(Where Gaming Begins | AMD Ryzen™ Desktop Processors)에서 공개했던 Ryzen 9 5950X, Ryzen 9 5900X, Ryzen 7 5800X, Ryzen 5 5600X 네 개 모델이다.

이번 5000 시리즈 CPU는 Zen 3 아키텍처 기반 데스크톱 프로세서로 4세대 모델이다(Zen, Zen+, Zen2, Zen3). 7nm 공정에서 제조되었고, 코어 구조 변경으로 게이밍 성능을 끌어올린 것을 가장 큰 특징으로 한다. 특히나 멀티 스레드 성능뿐만 아니라 인텔 최후의 보루 격인 싱글 스레드 성능마저 압도하면서 명실상부 최고의 데스크톱 프로세서의 위치에 올라섰다는 평가다. 특히나 고해상도(1440p, 2160p)에 비해  CPU 성능 차이가 두드러지는 1080p에서의 게이밍 성능이 우위를 보위면서 작업용 프로세서에서 게이밍 프로세서로 영역을 확장하는 데 성공했다.

이런 성능 향상의 자신감 때문인지, 코어 구조 변경으로 인한 원가 상승 문제 때문인지 모르지만, 지난 세대(3000 시리즈)에 비해 가격이 50달러 인상됐고, 번들 쿨러는 5600X만 제공한다. 

메인보드 소켓은 여전히 AM4이며 500번대 칩셋 보드와 X470, B450 칩셋 보드에서 공식 지원하고, 다른 칩셋보드 지원 여부는 각 보드 제조사마다 차이가 있는 것 같다.(바이오스 지원은 2021년 1월 이후에 가능)

 그럼 이제부터 지난 이벤트 내용을 중심으로 라이젠 5000 시리즈의 상세 스펙과 젠3 아키텍처의 변화에 대해 알아보자.

스펙

라이젠 5 5600X, 6코어 12스레드, 기본 3.7 GHz 최대 4.6 GHz 부스트 클럭, 3MB L2 캐시, 32MB L3 캐시, PCIe 4.0, 65W 
라이젠 7 5800X, 8코어 16스레드, 기본 3.8 GHz 최대 4.7 GHz 부스트 클럭, 4MB L2 캐시, 32MB L3 캐시, PCIe 4.0, 105W 
라이젠 9 5900X, 12코어 24스레드, 기본 3.7 GHz 최대 4.8 GHz 부스트 클럭, 6MB L2 캐시, 64MB L3 캐시, PCIe 4.0, 105W 
라이젠 9 5950X, 16코어 32스레드, 기본 3.4 GHz 최대 4.9 GHz 부스트 클럭, 8MB L2 캐시, 64MB L3 캐시, PCIe 4.0, 105W 

가격

라이젠 5 5600X 299달러
라이젠 7 5800X 449달러
라이젠 9 5900X 549달러
라이젠 9 5950X 799달러

 

"ZEN 3" CORE ARCHITECTURE

Zen 아키텍처

AMD는 젠(ZEN) 아키텍처(Archrtecture)의 등장으로 부흥의 신호탄을 쏘아 올렸다. 경쟁사 대비 열세였던 미세화 공정에 14nm를 도입했고, 멀티 스레드를 확장시켰으며 가격을 낮추고 경쟁력은 상승시켰다. 이후 젠+ 공정 미세화 개선(12nm), 레이턴시(지연시간, 응답속도) 감소로 성능을 향상시켰다.

3세대 젠2 아키텍처에서는 7nm 공정을 달성하고, 칩셋 디자인을 변경해 코어와 IO 다이를 분리했으며, IPC(사이클 당 명령어 수) 향상, 클록 향상, L3 캐시 메모리 증가, 인피니티 패브릭 2 등을 통해 뛰어난 멀티스레드 성능을 달성하고 인텔에 근접하는 게이밍 성능을 증명하며 라이젠 3000 시리즈 CPU를 베스트셀러 반열에 올려놓았다. 그러나 경쟁사 대비 떨어지는 싱글 스레드 성능과 게이밍 성능이 단점으로 지적됐다.

 

Zen 3 아키텍처

4세대 젠3 아키텍처는  IPC 향상, 클록 향상, 새로운 복합 코어 구조(CCX, Core Complex)를 도입해 코어 구성을 4 코어에서 8 코어로 개편하여 코어 간 통신 효율을 높이고 실질적인 L3 캐시 증가 효과가 나타난다. 이로서 단일 스레드 성능이 향상되고, 레이턴시가 감소되었다.

CCX(Core Complex) 구조 개선, LOWER LATENCY, FASTER MEMORY ACCESS

젠2  아키텍처 기반 프로세서에는 8개의 코어가 있는 컴퓨트 다이(CCD)와 PCI Express, SATA, USB를 처리하는 하나의 IO 다이로 이루어져 있다. 젠3에는 한 개 또는 두 개의 CCD가 있다.

출처 : AMD

"Zen 2"에서의 CCD 구조를 살펴보면 8개의 코어가 있는 CCX(Core Complex) 중간에 L3 캐시가 있다. 32MB L3 캐시 양 옆으로 각각 4개씩 총 8개의 CPU 코어가 있다.
젠3는 기존 구조와 달리 8개의 코어가 모두 하나의 커다란 블록에 모여있다. 젠2의 경우는 건너편의 CPU와 소통하려면 가운데 IO 다이를 통해 데이터를 보낸 뒤 다시 돌아오는 것을 기다려야 했다. CCD가 반으로 잘린 모양새다. 16MB 크기의 L3 캐시를 가진 4개의 코어가 두 개 있는 것과 다르지 않았다. 이런 구조는 4개의 코어를 하나의 단위로 해서 더 큰 블록을 만들 수 있기 때문에 확장성이 좋았다. 덕분에 AMD는 AM4 소캣을 통해 16개 코어 CPU를 만들거나 64 코어짜리 Threadripper 만들 수 있었다. 하지만 뛰어난 게임 성능을 위해서는 단일 스레드 성능이 중요하며 응답성이 뛰어난 고속 단일 CPU 코어가 필요하다.

출처  AMD

하지만 8개 코어가 하나의 블록에 모여있는 젠3와 같은 구조는 CPU 간 통신에 낭비되는 시간적 페널티를 크게 줄여준다. 또한 모든 코어가 직접 액세스할 수 있는 캐시가 두 배로 늘어나는 것과 같은 효과도 있다. 새로운 구조 덕분에 8개의 코어가 모두 서로 직접 통신할 수 있게 되었으며, 모든 코어가 32MB L3 캐시에 직접 통신할 수 있게 되었다. 이로인해 CPU간 동기화가 잘 되고 레이턴시가 감소하면서 게임에서 특히나 큰 효과를 보는 설계 구조가 되었다. 더 이상 CCD내부의 코어와 통신하기 위해 IOD까지 다시 내려왔다가 올라오는 수고가 필요 없다. Zen 3 아키텍처 기반 AMD Ryzen CPU의 레이아웃은 변경되지 않았다. 다만 CCD 내부의 코어 구성이 변경되었다.

HISTORIC IPC UPLIFT

젠2 아키텍처 대비 19%의 IPC(Instruction per Clock, 클록 당 명령어 수) 향상이 있었다.

전력 효율 향상

1800X보다 젠2 기반 3900XT는 2배 젠3는 2.4배 와트당 성능이 높으며, 경쟁사인 인텔 i9-10900k보다는  2.8배 높은 수준이다.

 ZEN 4 ARCHITECTURE

젠4 아키텍처는 개발 중이며 2022년 이후 5nm 공정에서 이루어진다.

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AMD Ryzen 9 5900X

AMD Ryzen 9 5900X는 전세대인 AMD Ryzen 9 3900XT에 비해 평균 26%의 게임 성능 향상이 이루어졌다.

툼레이더 게임에서는 1080P 해상도에서 평균 181 FPS를 기록하며 지난 세대보다 28% 향상되었다.

시네벤치에서 631점을 기록하며 600점을 넘는 최초의 데스크톱 CPU가 되었다.

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AMD Ryzen 7 5800X, AMD Ryzen 5 5600X

 

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AMD Ryzen 9 5950X

 

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인텔과의 경쟁

AMD는 젠2 기반 3000 시리즈 프로세서에서 하이엔드 제품의 경쟁력과 뛰어난 멀티 스레드 성능으로 콘텐츠 생산 작업에서 발군을 실력을 보였으나 싱글 스레드 성능에서 인텔 프로세서에 근소하게 뒤짐으로써 게이밍이나 싱글 스레드 위주 작업이 약점으로 작용했다. 그러나 이번 젠3 기반 5000 시리즈 프로세서에서는 CCX 구조 변경으로 싱글 스레드 성능을 향상시키면서 게이밍에서도 뛰어난 성능 향상을 이뤄냈다. 최근 알려진 벤치마크에서 게이밍 성능으로 AMD 라이젠 5 5600X가 인텔 10세대 코어 i9-10900K를 능가했다는 결과가 있고, 최근 인텔이 CPU 가격을 인하한다는 소리도 있다. 인텔이 2021년 1분기에 예정된 11세대 로켓 레이크 CPU에서 어떤 성능과 판매 전략을 구사할지 지켜볼 일이며  두 기업의 경쟁이 지속되기를 희망한다.