Der Ryzen 7 5800X3D legt bei Gaming teils immense Sprünge von über 30 Prozent hin, büßt dafür jedoch anderswo an Geschwindigkeit ein.
AMD ist es spätestens mit den Ryzen 5000 gelungen, Intel bei der Anwendungs- und bei der Spiele-Performance durch die Bank zu schlagen. Erst mit der 12th Gen alias Alder Lake lag Intel zumindest beim Gaming wieder vorne, zuletzt mit dem Core i9-12900KS. Doch AMD war alles andere untätig: Der Ryzen 7 5800X3D liefert eine beeindruckende Effizienz und hohe Leistung ab, die wir in der Form schlicht nicht erwartet haben.
In unserem Test klären wir, wie AMD das gelungen ist und welche Kompromisse der Hersteller dafür bei diesem Prozessor eingehen musste. Denn die exzellente Spiele-Performance geht an anderer Stelle mit reduzierter Geschwindigkeit einher und wer selbst noch Hand anlegen will, muss sich mit gewissen Beschränkungen arrangieren, die es bei AMDs Ryzen-CPUs so bisher nicht gab.
Der Clou des neuen Prozessors ist der sogenannte 3D V-Cache, wobei der Name bereits einen Hinweis auf die Technik gibt: AMD hat beim Ryzen 7 5800X3D einen zusätzlichen Chip verbaut, der auf den bisherigen draufgelegt wurde. In der Branche wird dies als 3D-Stacking bezeichnet, auch das V für vertikal weist auf den Stapelansatz hin. Der 3D V-Cache verdreifacht den vorhandenen L3-Cache, statt 32 MByte sind es gleich 96 MByte.
SRAM-Die on top des CCD
Um zu verstehen, wie der 3D V-Cache implementiert wurde, müssen wir uns den Aufbau des regulären Ryzen 7 5800X anschauen: Der besteht aus einem 12-nm-I/O-Die für den DDR4-Speicher- und den PCIe-Gen4-Controller, dazu kommt ein Compute Cache Die (CCD) mit acht CPU-Kernen und den bisherigen 32 MByte L3-Cache. Dieses 7-nm-CCD misst 81 mm² bei 4,15 Milliarden Transistoren, wobei sich je vier Cores an den beiden kurzen Außenkanten befinden und der L3-Cache dazwischen.
| Kerne | Takt | L3-Cache | Speicher | TDP | PPT | Launch-Preis | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ryzen 9 5950X | 16C/32T | 3,4 GHz bis 4,9 GHz | 64 MByte | DDR4-3200 | 105 Watt | 142 Watt | $800 (800€) |
| Ryzen 9 5900X | 12C/24T | 3,7 GHz bis 4,8 GHz | 64 MByte | DDR4-3200 | 105 Watt | 142 Watt | $550 (550€) |
| Ryzen 7 5800X3D | 8C/16T | 3,4 GHz bis 4,5 GHz | 96 MByte | DDR4-3200 | 105 Watt | 142 Watt | $450 (490€) |
| Ryzen 7 5800X | 8C/16T | 3,8 GHz bis 4,7 GHz | 32 MByte | DDR4-3200 | 105 Watt | 142 Watt | $450 (450€) |
| Ryzen 7 5700X | 8C/16T | 3,8 GHz bis 4,6 GHz | 32 MByte | DDR4-3200 | 65 Watt | 88 Watt | $300 |
| Ryzen 5 5600X | 6C/12T | 3,7 GHz bis 4,6 GHz | 32 MByte | DDR4-3200 | 65 Watt | 76 Watt | $200 (200€) |
| Ryzen 5 5600 | 6C/12T | 3,5 GHz bis 4,4 GHz | 32 MByte | DDR4-3200 | 65 Watt | 76 Watt | $200 |
Der 7-nm-Chip des 3D V-Cache wiederum besteht aus extrem dicht gepackten SRAM-Zellen für 64 MByte, er weist 36 mm² (bzw. 41 mm² inklusive Scribe-Line) bei 5,5 Milliarden Transistoren auf. AMD stapelt dieses SRAM-Die exakt auf den L3-Cache in der Mitte des CCD, wobei die Kupferadhäsion samt TSVs (Through Silicon Vertical Interconnect Access) - hauchdünne Metallstäbe, die Signale und Versorgungsspannung leiten - den Kontakt zwischen beiden Chips gewährleisten.
Über den CPU-Kernen wird "totes" Silizium zur Stabilisierung und zur Vermeidung von Höhenunterschieden montiert, damit die Abwärme zum verlöteten Heatspreader (IHS) und von dort zum CPU-Kühler gelangen kann. Damit die Chips unter den Metalldeckel passen, wurden sie von AMD abgeschliffen (Thinning) - so haben sie die selbe Dicke wie die Dies ohne 3D V-Cache. Aus thermischen Gründen taktet AMD den Ryzen 7 5800X3D etwas niedriger als den Ryzen 7 5800X, wenngleich der verdreifachte L3-Cache das in Spielen weit mehr als überkompensiert. Und damit zu den Gaming-Benchmarks!
Wir testen alle Ryzen 5000/3000 auf einem Asus Crosshair VIII Hero WiFi (X570, Firmware v4006, Agesa 1.2.0.6b), alle 12th Gen Core alias Alder Lake auf einem Asus ROG Maximus Z690 Hero für DDR5 (Firmware v1403). Hinzu kommen 32 GByte RAM, genauer DDR5-4800-CL36 und DDR4-3200-CL14.
Alle Spiele sowie Windows 10 v21H2 und Windows 11 v21H2 (VBS an, HVCI aus) liegen auf einer Crucial P5 Plus, einer der schnellsten derzeit verfügbaren PCIe-Gen4-NVMe-SSDs. Als Grafikkarte nutzen wir eine Geforce RTX 3080 (Test) samt rBAR von Nvidia, als Netzteil kommt ein Seasonic Prime TX mit 1.000 Watt zum Einsatz. Wir verwenden CapFrameX, um Framerate/Frametimes zu messen.
Laut AMD ist der Ryzen 7 5800X3D die schnellste Gaming-CPU, laut Intel ist es der Core i9-12900KS. Nun, unseren Messungen zufolge haben beide Hersteller recht - zumindest, wenn wir Total War Troy als DDR5-Spezialfall außen vor lassen: Je nach Titel liegt mal der Core i9-12900KS vor dem Ryzen 7 5800X3D und mal ist es umgekehrt. Unterm Strich herrscht ein Gleichstand zwischen beiden Prozessoren.
3D V-Cache als Performance-Boost
Angesicht dessen, dass der Intel-Chip in Spielen knapp 1 GHz höher taktet und obendrein noch die bessere IPC aufweist, ist das ein exzellentes Resultat für den Ryzen 7 5800X3D mit seinem 3D V-Cache. Das Speichersubsystem ist für Spiele wichtig, damit möglichst viele Daten lokal vorgehalten und schnell bearbeitet werden können. Der verdreifachte L3-Cache des Ryzen 7 5800X3D ist zwar vier Taktzyklen (~51 statt ~47) langsamer als beim Ryzen 7 5800X, macht dies aber durch seine Größe locker wett.
-chart.png "Asus Z690, Asus X570, Geforce RTX 3080, 32 GByte DDR4-3200-CL14/DDR5-4800-CL36, Windows 10 v21H2, *Windows 11 v21H2 (Bild: Golem.de)")
-chart.png "Asus Z690, Asus X570, Geforce RTX 3080, 32 GByte DDR4-3200-CL14/DDR5-4800-CL36, Windows 10 v21H2, *Windows 11 v21H2 (Bild: Golem.de)")
Über alle Titel hinweg messen wir ein durchschnittliches Plus von 16 Prozent in unserem regulären Spiele-Parcours, wobei Anno 1800 (+33 Prozent) und Kingdom Come Deliverance (+32 Prozent) hervorstechen. Wenig überraschend überholt der Ryzen 7 5800X3D den Ryzen 9 5950X, einzige Ausnahme ist Total War Troy, denn der Strategietitel skaliert weit über acht Kerne hinaus und profitiert stark von DDR5-Speicher.
-chart.png "Asus Z690, Asus X570, Geforce RTX 3080, 32 GByte DDR4-3200-CL14/DDR5-4800-CL36, Windows 10 v21H2, *Windows 11 v21H2 (Bild: Golem.de)")
Um die Performance des Ryzen 7 5800X3D noch besser einschätzen zu können, haben wir ihn genauso wie den Ryzen 7 5800X und den Core i9-1200KS durch einen erweiterten Spiele-Parcours geschickt: Hier kann sich der neue Ryzen von seinem Vorgänger in F1 2021 um 28 Prozent und in Cyberpunk 2077 um 23 Prozent absetzen, der Core i9-1200KS ist unterm Strich aufgrund des häufigen GPU-Limits (trotz 720p!) nur 3 Prozent flotter. Dieser Vorsprung wird im wahrsten Sinne des Wortes teuer erkauft, denn abseits der 300 Euro Preisunterschied benötigt der Core i9-12900KS signifikant mehr Energie.
Spannend: Der Ryzen 7 5800X3D ist klar sparsamer als der Ryzen 7 5800X, dessen höherer Takt mehr Energie benötigt als der zusätzliche L3-Cache. Der Core i9-12900K oder gar der Core i9-12900KS hingegen brauchen oft doppelt so viel Strom wie der neue AMD-Prozessor! Ungeachtet dessen sind die Ryzen 7 5800X/5800X3D hinsichtlich der Kühlung auch nicht ganz ohne, dazu gleich mehr.
Denn bevor wir mit den App-Benchmarks beginnen, wollen wir einen Blick auf die Taktraten des Ryzen 7 5800X und des Ryzen 7 5800X3D werfen: AMD gibt an, dass das neue Modell mit 3,4 GHz bis 4,5 GHz laufe und das alte mit höheren 3,8 GHz bis 4,7 GHz. Hintergrund ist die zusätzliche Wärmeentwicklung des SRAM-Dies mit den zusätzlichen 64 MByte L3-Cache; überdies gibt AMD an, dass der Chip mit maximal 1,35 Volt betrieben könne.
Weil der 3D V-Cache die gleiche Versorgung (RVDD/VDDM) wie der reguläre L3-Cache sowie die CPU-Kerne aufweist, ist auch hier die Spannung begrenzt und somit die erreichbaren Frequenzen. Um zu prüfen, wie hoch diese sowie die Temperatur beim Ryzen 7 5800X und beim Ryzen 7 5800X3D ausfallen, haben wir beide mit dem eher CPU-Kern-lastigen Cinebench R23 und dem stark Cache-/RAM-lastigen 7-Zip vermessen.
Unter Nutzung einer 280-mm-AiO-Wasserkühlung, der Be Quiet Silent Loop 2 bei voller Drehzahl, wird der neue Chip fast so heiß wie der alte, obgleich er niedriger taktet und weniger Energie aufnimmt. Das ist wichtig zu wissen, denn schon der Ryzen 7 5800X gilt völlig zu Recht als Hitzkopf, weil er seine bis zu 142 Watt mit nur einem CCD erreicht und somit schwieriger zu kühlen ist als ein Ryzen 9 5900X oder Ryzen 9 5950X mit zwei solcher Dies.
Leichter Performance-Rückgang in Apps
AMD hat den Ryzen 7 5800X3D primär für Spiele konzipiert, hier sorgt der 3D V-Cache für drastisch höhere Bildraten. Anwendungen hingegen reagieren weniger stark auf den dreifachen L3-Cache und wenn, dann eher ausgewählte Apps. Nicht umsonst bewirbt AMD die Server-Pendants, die Epyc 7003X alias Milan X, für technische Berechnungen wie CFD (Computational Fluid Dynamics), EDA (Electronic Design Automation) oder FEA (Finite Element Analysis) und nicht für allgemeinere Workloads.
-chart.png "Asus Z690, Asus X570, Geforce RTX 3080, 32 GByte DDR4-3200-CL14/DDR5-4800-CL36, Windows 10 v21H2, *Windows 11 v21H2 (Bild: Golem.de)")
Die App-Benchmarks zeigen auch, dass der Ryzen 7 5800X gern ein kleines bisschen flotter ist als der Ryzen 7 5800X3D: Die leicht höheren Taktraten sorgen für einen Abstand von 3 bis 7 Prozent, was in der Praxis allerdings nicht spürbar ist. In wenigen Fällen wendet sich das Blatt, wobei Digicortex - welches Synapsen simuliert - mit +51 Prozent und das reale Packen via 7-Zip mit +13 Prozent klar vom 3D V-Cache profitieren.
Gegen den Core i9-12900K(S) hat der Ryzen 7 5800X3D in Anwendungen keine Chance, denn 8C/16C sind verglichen mit 8C/16T+8C einfach zu wenig; zudem fallen Frequenz und Leistung pro Takt der Intel-Chips höher aus. Der Ryzen 7 5800X3D ist gemittelt über unseren App-Parcours viel eher mit dem Core i7-12700K oder dem Core i5-12600K vergleichbar; hier zeigt sich erneut der Gaming-Fokus des AMD-Prozessors.
![Cinebench R23: Der 5800X3D [grün] taktet niedriger als der 5800X [rot], wird aber ähnlich heiß. (Bild: Golem.de)](https://scr3.golem.de/screenshots/2204/Ryzen-5800X3D-Test/thumb620/aCBR23-5800X-vs-5800X3D_cr.png "Cinebench R23: Der 5800X3D [grün] taktet niedriger als der 5800X [rot], wird aber ähnlich heiß. (Bild: Golem.de)")
Overclocking nur bedingt möglich
Durch den 3D V-Cache hat AMD dem Ryzen 7 5800X3D eine Beschränkung auferlegt: Der CPU-Multiplikator lässt sich nicht anheben, weder manuell noch durch das automatische PBO (Precision Boost Overclocking); auch rät der Hersteller von einer Spannungserhöhung ab. Was sich jedoch weiterhin übertakten lässt, ist der RAM (memclk) und somit der Speichercontroller (uclk) samt Fabric (fclk): Unser Muster ließ sich mit DDR4-3733 für 1.866 MHz per 1:1-Teiler betreiben, alles darüber sorgte für Abstürze.
Kommen wir zum Resümee!
Der Ryzen 7 5800X3D kostet 490 Euro laut AMDs Listenpreis, im deutschen Handel dürfte der Chip je nach Shop für rund 500 Euro verfügbar sein. Ein CPU-Kühler liegt auch der Boxed-Version nicht bei, er muss zusätzlich erworben werden. Ein Core i9-12900K ist derzeit für etwas unter 600 Euro zu haben, der Core i9-12900KS für über 800 Euro.
Fazit
Intel wusste wohl mehr als wir und hat den Core i9-12900KS nicht grundlos kurz vor AMDs Ryzen 7 5800X3D veröffentlicht: Bis vor einer Woche konnte sich Intel tatsächlich noch damit brüsten, die schnellste Gaming-CPU am Markt zu haben. Diese Aussage ist Stand heute so nicht mehr korrekt, denn der Ryzen 7 5800X3D liegt auf demselben Niveau und ist damit ebenfalls der flotteste Spiele-Prozessor, den es derzeit zu kaufen gibt.
Solche Leistungssprünge, wie sie der Ryzen 7 5800X3D in vielen Titeln macht, gibt es sonst selbst bei einer neuen CPU-Generation selten: Über 30 Prozent beträgt der Zuwachs in Anno 1800 und Kingdom Come Deliverance, in Cyberpunk 2077 und F1 2021 sind es noch weit über 20 Prozent. Andere Titel wie CSGO profitieren hingegen deutlich weniger, im Mittel über alle Spiele hinweg kommen wir jedoch auf ein Plus von 16 Prozent im regulären Spiele-Parcours und bestätigten damit das, was AMD seit Monaten bewirbt.
In Anbetracht dessen, dass der Ryzen 7 5800X3D weniger kostet als ein Core i9-12900K(S), auf vielen ebenso alten wie günstigen AM4-Platinen (B350!) läuft, teils nur die Hälfte an Strom benötigt und sich mit DDR4- statt DDR5-Speicher begnügt, halten wir den Prozessor für die derzeit beste Spiele-CPU. In ein paar Monaten erscheint zwar schon die AM5-Plattform, das ändert aber nichts an der exzellenten Effizienz sowie Leistung im Hier und Jetzt.
Ryzen 7 5800X3D im Test: AMD hat die beste Spiele-CPU - Golem.de - Golem.de
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