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AMD RYZEN THREADRIPPER 3960X – Test mit 8, 16, 18 und 24 CPU-Kernen


Im Dezember 2019 veröffentlichte AMD die schon lang erwarteten RYZEN THREADRIPPER Modelle der 3.Generation, welche auf die Zen2-Architektur zurückgreifen. Dabei handelt es sich um den THREADRIPPER 3960X und 3970X. Der 3960X kann auf 24 und der 3970X auf 32 CPU-Kerne zurückgreifen. Im Januar 2020 wurde mit dem THREADRIPPER 3990X das dritte Modell präsentiert, welches über sagenhafte 64 CPU-Kerne zurückgreifen kann. In unserem Test schauen wir uns den THREADRIPPER 3960X an. Dabei werfen wir einen Blick auf die Gaming Performance und betrachten einige Benchmarks welche eher für den Workstation-Bereich gedacht sind. Interessant werden auch die Tests mit deaktivierten CPU-Kernen sein. Leider ist der 3960X der kleinste und auch günstigste THREADRIPPER der 3.Generation und daher gehen wir der Frage auf den Grund was kleinere Modelle an Leistung bieten könnten. Wir wünschen viel Spaß beim Lesen.



Bevor wir mit unserem Test beginnen, danken wir unserem Partner ASUS für die freundliche Bereitstellung des Testmusters.

Details

Wie auch bei den RYZEN Modellen der 3. Generation, setzen auch die neuen THREADRIPPER Modelle auf die modulare Bauweise der Zen2 Architektur. So kommen bei den THREADRIPPER Modellen 3960X und 3970X insgesamt fünf Dies zum Einsatz. Bei dem abgebildeten Vollausbau (THREADRIPPER 3990X oder EPYC 7702) sind es neun Dies. Hier möchten wir uns bei Fritzchens Fritz für die Bereitstellung des Bildes des geköpften EPYC 7702 bedanken. Es handelt sich bei vier Dies des 3960X und 3970X um die CCD-Chips, welche die Recheneinheiten mit Cache zur Verfügung stellen. Pro CCD kommen acht CPU-Kerne unter. Jedes CCD besteht aus zwei CCXs (Core Complex). Somit bietet jedes CCX vier CPU-Kerne mit 16MB L3-Cache. Neben dem L3-Cache kommt in jedem CCX auch der L1- und L2-Cache unter. Insgesamt kann der 3960X auf 1.5MB L1-Cache zurückgreifen. Beim L2-Cache sind es 12MB. Der 3970X kann auf 2MB L1-Cache und 16MB L2-Cache zurückgreifen. Maximal sind es beim Ausbau mit fünf Dies, in Form des 3970X, insgesamt 32 CPU-Kerne und 128MB L3-Cache. Bei dem von uns getesteten 3960X handelt es sich pro CCD jeweils um sechs CPU-Kerne und er kann daher nur auf 24 CPU-Kerne zurückgreifen. Da der L3-Cache pro CCX bereitgestellt wird und nur jeweils ein CPU-Kern pro CCX deaktiviert ist, kann der volle Umfang des L3-Caches vom 3960X genutzt werden. Somit stehen diesem auch 128MB L3-Cache zur Verfügung.
Mittig auf dem Prozessor befindet sich der IO-Die, der anders wie die CCD-Module nicht in 7nm sondern in 12nm gefertigt wird. In dem IO-Die befindet sich der Speichercontroller, die PCI-Express-Lanes und auch einige USB 3.1 Gen2 Controller. Bei IO-Chip gibt es auch einen großen Unterschied zwischen den THREADRIPPER und EPYC-Modellen. AMDs RYZEN THREADRIPPER kann hier nur auf vier Speicherkanäle zurückgreifen, wobei es beim AMD EPYC ganze acht Speicherkanäle sind. Bei den PCI-Express-Lanes handelt es sich wie bei den RYZEN Prozessoren der 3. Generation auch um PCIe 4.0. Damit ist auch hier die Bandbreite doppelt so hoch als wie mit PCIe 3.0. Der IO-Chip bietet maximal 64 PCI-Express-Lanes, wovon aber nur 48 für uns nutzbar sind. Die restlichen PCI-Express-Lanes sind reserviert. Ein Vorteil der TRX40 Plattform ist im Übrigen auch das der Chipsatz mit ganzen acht PCI-Express-4.0-Lanes an den Prozessor angebunden ist.

 

Wie bei der ersten und zweiten THREADRIPPER Generation, setzt auch die Dritte auf den Sockel TR4/SP3 mit 4094 Kontakten. Laut AMD ist es nicht möglich die Vorgänger hier zu nutzen. Allerdings ist es bei EPYC möglich die neuen Prozessoren auf einem alten Mainboard zu verbauen. Daher fragen wir uns warum es hier nicht möglich sein sollte. So müssen wir für die Dritte THREADRIPPER Generation zwingend ein Mainboard mit TRX40-Chipsatz kaufen. Leider ist es auch nicht möglich eine günstigere CPU, alla THREADRIPPER 1920X, in Kombination mit einem TRX40-Mainboard zu verwenden. Wir hätten uns eine bessere Kompatibilität gewünscht oder zu mindestens CPUs mit weniger wie 24 CPU-Kernen. Ob weniger wie 24 CPU-Kerne in an Betracht des RYZEN 9 3950X Sinn machen würden, schauen wir uns in diesem Test auch an.

Praxis

Testsystem
Testsystem  
Mainboard ASUS ROG ZENITH II EXTREME ALPHA / ASUS ROG CROSSHAIR VIII Hero WI-FI
Prozessor AMD RYZEN THREADRIPPER 3960X / AMD RYZEN 7 3800X
Arbeitsspeicher 4x CORSAIR DOMINATOR PLATINUM RGB – DDR4 – 3600 MHz – 8 GB / RYZEN 3800X Setting nur 2x RAM
Prozessorkühler Custom Wasserkühlung für RYZEN 3800X(EK Supreme EVO, Alphacool Eispumpe, 2 x MagiCool 360 Slim, 6 x Noiseblocker eLoop 120 Black Edition) / NOCTUA NH-U14S TR4-SP3
Grafikkarte ASUS DUAL RTX 2080 OC-Edition
M.2-SSD / SSD / Externe SSD CORSAIR MP510 / SAMSUNG 860 QVO / SAMSUNG Portable SSD T5

Den AMD RYZEN THREADRIPPER 3960X findet seinen Platz auf einem ASUS ROG ZENITH II EXTREME ALPHA, welches wir vor kurzem erst getestet haben. Des Weiteren kommen vier CORSAIR DOMINATOR PLATINIUM RGB mit einer Taktfrequenz von 3600MHz zum Einsatz. Für die visuelle Ausgabe steht uns eine ASUS DUAL RTX 2080 OC-Edition bereit. Des Weiteren setzen wir beim zweiten Testsystem auf einen AMD RYZEN 3800X, welcher auf einem ASUS ROG CROSSHAIR VIII Hero WI-FI verbaut wird. Anders als beim THREADRIPPER 3960X, verbauen wir hier nur zwei Speicherriegel. Den THREADRIPPER 3960X werden wir jeweils mit 8, 16, 18 und 24 CPU-Kernen testen. Sobald wir CPU-Kerne und damit auch teilweise CCD-Module deaktivieren, kommen wir nicht mehr auf den maximalen L3-Cache von 128MB. Welchen Einfluss das hat, schauen wir uns im direkten Vergleich zwischen 64MB und 128MB an.
Neben diesen zwei Testsystemen finden sich in den Anwendungsbenchmarks auch noch Ergebnisse von vorherigen Testberichten. Diese sind mit einem Sternchen markiert. Hier wurde eine ältere Windows-Version (1903) und ein anderer Grafikkarten-Treiber genutzt. Aus diesem Grund haben wir uns dazu entschieden diese zu markieren, da die Ergebnisse mit aktuelleren Treibern und Betriebssystem anders aussehen könnten. Leider standen uns diese Prozessoren nicht mehr zur Verfügung für einen Test, dennoch wollten wir diese in den Diagrammen darstellen.

Benchmarks

 

Beim ersten Diagramm welches wir uns anschauen, handelt es sich um die Ergebnisse in Cinebench R15. Hier sehen wir eindeutig, dass der 3960X das Feld ganz vorne anführt. Im Vergleich zum 9980XE von INTEL liegen wir selbst mit dem 3960X mit nur 16 aktiven CPU-Kernen vorne. Erst mit einer Taktfrequenz von 4.5GHz kann der 9980XE den 3960X mit 16-Kernen überholen. Interessant ist auch ein Blick auf den 3960X mit acht aktiven CPU-Kernen. Dieser liegt fast gleichauf mit einem RYZEN 7 3800X. Hier gleich die höhere Speicherbandbreite nahezu die höhere Taktfrequenz des 3800X aus.

 

 

In Cinebench R20 erwartet uns dasselbe Bild wie in Cinebench R15. So liegt der 3960X wieder einmal ganz vorne. Der 9980XE kann hier auch nur mit OC an dem 3960X mit 16 CPU-Kernen vorbeiziehen.

 

 

In TrueCrypt können wir erkennen, dass nicht jede Software einen Vorteil aus 24 CPU-Kernen ziehen kann. So sehen wir den 3960X mit 18 CPU-Kernen im Vergleich vorne. Das liegt unter anderem auch daran, dass mehr TDP für die CPU-Kerne bereitsteht und dieser sich etwas höher Takten kann. Womit auch klar wird, dass bei TrueCrypt auch der CPU-Takt entscheidend sein kann. Allerdings erkennen wir am 3960X mit acht CPU-Kernen und am 3800X, dass auch hier die Speicherbandbreite entscheidend ist.

 

 

Auch in Passmark dominiert AMD wieder das Feld. Ganz vorne liegt hier der 3960X. Beachtlich ist die Mehrleistung des 3960X mit 16 CPU-Kernen im Vergleich zum übertaktetem 9980XE, welcher mit 18 CPU-Kernen daherkommt. Am 3800X und 3960X (acht CPU-Kerne) erkennen wir, wie entscheidend in Passmark die Speicherbandbreite ist. So liegt der 3800X beim CPU-Benchmark ganze 2600 Punkte hinter dem 3960X mit acht CPU-Kernen.

 

Etwas relevanter für den Alltag sind die Ergebnisse in 7-Zip. Hier kann AMD mit dem THREADRIPPER 3960X auch wieder ganz klar das Feld dominieren. Selbst mit deaktivierten CPU-Kernen wird ersichtlich, dass INTEL bei der Dekomprimierung kaum eine Chance hat. Bei der Komprimierung sieht das allerdings etwas anders aus, allerdings nur mit OC auf 4.5GHz. Bei der Komprimierung sehen wir auch wieder die Vorteile der schnelleren Speicheranbindung von AMD THREADRIPPER zu den RYZEN-Modellen.

 

 

Handbrake macht offen sichtlich klar, dass nicht jede Anwendungen mit mehr als 32 Threads harmoniert bzw. nicht darauf optimiert ist. So liegt der 9980XE mit OC sehr nah am Ergebnis des 3960X. An den Ergebnissen der acht Kern CPUs lässt sich auch erkennen, dass hier die Speicherbandbreite auch nicht entscheidend ist.

 

 

Auch 3DMark Timespy zeigt, dass es nicht unbedingt Vorteile aus dem 3960X zieht. So liegen wir kurioserweise mit deaktivierten CPU-Kernen beim 3960X vorne. Im Vergleich zu INTEL, macht das allerdings keinen Unterschied aus, da der 9980XE hier keine Chance gegen die 16, 18 oder 24 CPU-Kerne des 3960X hat.

 

 

Das der AMD RYZEN THREADRIPPER sich nicht nur für Workstations eignet, zeigen die Ergebnisse in War Thunder. Allerdings liegt der 3960X im direkten Vergleich mit dem höher getakteten 3800X hinten.
In den Spielebenchmarks haben wir auf die zuvor mit einem Sternchen eingeblendete CPU-Modelle verzichtet. Da neben der Windows-Version und einem neueren Grafikkarten-Treiber auch die jeweiligen Spiele aktualisiert wurden. So gibt es in War Thunder mittlerweile RayTracing.

 

 

Erstaunt sind wir über die Ergebnisse in Shadow of the Tomb Raider. Hier hätten wir nicht gedacht, dass dieses einen Vorteil aus mehr wie acht CPU-Kernen ziehen könnte. Hier wurden wir eines anderen belehrt und der 3960X liegt mit 24 CPU-Kernen ganz klar vorne. Hier scheint auch die Größe des L3-Cache die Ergebnisse zu beeinflussen. So sind bei 18 aktiven CPU-Kernen nur 96MB L3-Cache verfügbar, wobei es bei 16 aktiven CPU-Kernen die vollen 128MB sind.

 

 

Zum Schluss schauen wir uns Battlefiled 5 an, welches quasi nach CPU-Kernen schreit. Kurioserweise erreichen wir mit 16 oder 18 CPU-Kernen nicht wirklich viel mehr FPS als mit dem 3800X, wobei es bei 24 CPU-Kernen einen klaren Vorteil zu erkennen gibt. Wir gehen davon aus, dass hier der 3960X mit deaktivierten CPU-Kernen nicht richtig erkannt wird und wir deshalb keine Mehrleistung haben.

Zwei CCX-Module vs vier CCX-Module (64MB L3-Cache vs. 128MB L3-Cache)

Als nächstes betrachten wir den direkten Vergleich zwischen 64MB und 128MB L3-Cache. Dafür müssen wir im UEFI, des ASUS ROG ZENITH II EXTREME ALPHA, unter Overclocking die aktiven CPU-Kerne konfigurieren. Beim THREADRIPPER 3960X können wir pro CCD maximal sechs CPU-Kerne aktivieren. Bei der ersten Konfiguration mit 64MB L3-Cache deaktivieren wir zwei von vier CCDs und pro CCD deaktivieren wir zwei CPU-Kerne und kommen so auf insgesamt acht CPU-Kerne. Damit wir bei der zweiten Konfiguration auf acht CPU-Kerne und 128MB L3-Cache kommen, müssen wir diesmal keinen CCD deaktivieren und nur pro CCD vier CPU-Kerne deaktivieren. Mit einem THREADRIPPER 3990X wären sogar acht Kerne mit 256MB L3-Cache möglich. Welche Vorteile und Nachteile eine solche Konfiguration bietet, schauen wir uns jetzt an.

Beginnen wir wieder mit dem Cinebench R15. Hier liegen vier aktive CCDs und 128MB bei den Multi-Core Punkten vor den zwei CCDs mit 64MB L3-Cache. Das Ganze dreht sich allerdings bei den Single-Core Punkten.

 

Wie in Cinebench R15 lässt sich auch in Cinebench R20 die gleiche Tendenz bei der Single-Core Leistung erkennen. Hier liegen zwei CCDs und 64MB vorne.

 

In TrueCrypt performen die acht aktiven Kerne des 3960X mit 128MB vor den 64MB. Hier scheint der größere L3-Cache einen Vorteil zu bieten.

 

Auch in Passmark können die 128MB L3-Cache punkten und das nicht nur bei den CPU-Punkten sondern auch bei der Speicherbandbreite.

 

 

Noch deutlicher wird der Vorteil von 128MB L3-Cache in 7-Zip. Das gilt sowohl für die Dekomprimierung und Komprimierung.

 

Erstaunlich finden wir, das Handbrake nicht von einem größeren L3-Cache profitiert. Hier hätten wir mit einem anderen Ergebnis gerechnet.

 

 

Das auch eine Spiele-Engine von größerem L3-Cache profitieren kann, erkennen wir in 3DMark Timespy. Allerdings ist wie auch in den anderen Benchmarks der Unterschied nicht sehr hoch.

 

War Thunder zeigt die gleiche Tendenz wie schon 3DMark Timespy. So liegt der 3960X mit 128MB bei den Min. FPS und durchschnittlichen FPS vorne.

 

 

Anders sieht es in Shadow of the Tomb Raider aus, hier scheint der Vorteil bei den zwei aktiven CCDs mit 64MB L3-Cache zu liegen.

 

Zum Schluss werfen wir noch einen Blick auf Battlefield 5, welches ein geteiltes Ergebnis zeigt. So liegen die 128MB L3-Cache bei den durchschnittlichen FPS vorne und die 64MB L3-Cache bei den Min. FPS.

Schlussendlich kann man nicht wirklich bestimmen welche Konfiguration die bessere ist und muss es vom Spiel oder der Anwendung abhängig machen. Allerdings müssen wir auch berücksichtigen, dass nicht nur der L3-Cache den Unterschied bei unseren zwei Konfigurationen ausmacht. Neben dem L3-Cache liegen die Unterschiede auch an den aktiven CCDs. So muss der IO-Chip bei vier aktiven Modulen mehr Arbeit leisten, da die Daten öfters hin und her geschoben werden müssen. Bei zwei aktiven CCDs ist dieser Aufwand geringer und damit auch die Latenz besser. Leider ist es nicht möglich den L3-Cache zu verringern ohne die CCDs zu deaktivieren. Mit einem THREADRIPPER 3970X oder 3990X hätten wir das Ganze noch etwas mehr belichten können.

Fazit

Der AMD THREADRIPPER 3960X ist ein sehr wichtiger Schritt für AMD im Workstation-Bereich. Zusätzlich bietet er nicht nur in Anwendungen eine sehr gute Performance, sondern zusätzlich auch in Spielen und liegt je nach Spiel auch mal vorne. Der Preis scheint mit 1400€ zwar hoch zu sein, ist allerdings im Vergleich mit der Konkurrenz ein wahres Schnäppchen. INTELs Core i9-9980XE ist zwar schon für einen Preis von 1050€ erhältlich, kann aber in Sachen Preis-Leistung nicht mithalten. So kostet ein CPU-Kern des 9980XE circa 58€. Im Vergleich kostet ein CPU-Kern des 3960X zwar dasselbe, bietet aber deutlich mehr Leistung. Das erkennen wir vor allem an den Ergebnissen des 3960X mit aktiven 16 und 18 CPU-Kernen. Leider sind die TRX40 Mainboards für AMDs neuste THREADRIPPER Generation etwas teurer als bei der Konkurrenz. So kostet das günstigste TRX40 Mainboard 433€, wobei das günstigste X299 Mainboard bei INTEL nur 200€ kostet. Allerdings bieten alle TRX40 Mainboards PCIe 4.0 und haben auch mehr Bandbreite bei jeglichen Anschlüssen.
Leider müssen wir AMD auch etwas kritisieren. Wir können nicht verstehen, warum AMD keine kleineren THREADRIPPER Modelle der 3.Generation anbietet. Wie wir an unseren Ergebnissen erkennen können, würde das Ganze für den Workstation Bereich Sinn machen. So würde ein 16-Kern Threadripper im Vergleich zum RYZEN 3950X Quad-Channel und deutlich mehr PCI-Express-Lanes bieten. Zusätzlich könnte die eine odere andere Anwendung von zusätzlichem L3-Cache profitieren. Auch CPUs mit acht Kernen oder 18, 20 oder 22 Kernen wären im Bereich des Möglichen und würde eine größere Vielfalt bieten. INTEL zeigt mit den Skylake-X Modellen, dass das Ganze möglich ist. Im Serverbereich bietet AMD mit dem EPYC 7732, 7752 und 7762 das eine acht Kern CPU möglich wäre und hier gibt es sogar die Wahl ob es 32, 64 oder 128 MB L3-Cache sein sollen.
Nichtsdestotrotz bewerten wir den AMD RYZEN THREADRIPPER 3960X nicht an der fehlenden Umsetzung von AMDs Modellvielfalt bei den THREADRIPPER Prozessoren und vergeben 9.8 von 10 Punkten. Damit geben wir auch unsere Empfehlung der Spitzenklasse.

Pro:
+ Sehr gute Leistung in Anwendungen
+ Gute Leistung in Spielen
+ Sehr viele PCI-Express-Lanes
+ Verlöteter Headspreader
+ Guter Preis
+ Integriertes USB 3.2 Gen2

Neutral:
* CPU-Temperaturen

Kontra:
– Mainboards sehr teuer

Wertung: 9.8/10

Herstellerseite

  • Sehr interessanter und ausführlicher Test. Will garnicht wissen wie lange du gebencht hast. :D Grade Shadow of the Tomb Raider zeigt das noch viel Potenzial vorhanden ist.
    Hattest du dir eigentlich mal die Auslastung der Kerne angeschaut wurden die letzten 8 Kerne von den Spielen überhaupt ausgelastet?
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