AMD Ryzen 3 2200G & 5 2400G im Test: Desktop-APUs mit starker GPU machen erste Ryzen obsolet

tl;dr: AMD entlässt die APU Raven Ridge in den Desktop-PC: Die Modelle Ryzen 3 2200G und Ryzen 5 2400G stellen im Test nicht nur die iGPU in Intels Coffee-Lake-CPUs in den Schatten, auch der CPU-Part erweist sich als stark. Der Einsatz von Wärmeleitpaste lässt im Vergleich zu anderen Ryzen aber die Temperaturen explodieren.

AMD Raven Ridge im Überblick

Fast vier Jahre nach der letzten massentauglichen APU von AMD im Desktop mit dem Codenamen Kaveri gibt es nun den lange erwarteten Nachfolger Raven Ridge. Die von AMD präsentierten Zwischenschritte Carrizo und Bristol Ridge waren für den Desktop-PC nicht mehr gedacht, wenngleich Bristol Ridge in geringer Stückzahl und primär für OEMs auch dort erschien. Aber trotz Premiere für den Sockel AM4 trat diese Architektur nie aus der Bedeutungslosigkeit hervor.

Raven Ridge räumt auf mit den Altlasten und macht alles neu. Zu den vier Zen-Kernen, die bis zu acht Threads bei hohem Takt bereitstellen können, gesellt sich eine integrierte Grafikeinheit auf Basis der Vega-IP. Gegenüber dem Vorgänger Bristol Ridge sind die von AMD versprochenen Fortschritte extrem, bis zu 200 Prozent mehr CPU- und fast 130 Prozent mehr Grafikleistung werden je nach TDP-Klassifizierung geboten. Um den Flaschenhals für die Grafikeinheit ohne dedizierten Speicher, den DDR4-Arbeitsspeicher des Systems, möglichst gering zu halten, wird erstmals DDR4-2933 offizieller Standard sein.

Im Notebook ging die neue Plattform in Form von Ryzen 7 2700U und Ryzen 5 2500U (Test) bereits gegen Ende 2017 mit wenig TDP an den Start. Das Fazit im Test: AMD jagt Intel bei 15 Watt im Notebook. Trifft das auch bei 65 Watt zu?

Modell	Kerne/ Threads	CPU-Takt/ Turbo	L2- Cache	L3- Cache	Grafik	Shader	max. GPU-Takt	Speicher	cTDP	TDP	Preis
Desktop
Ryzen 5 2400G	4/8	3,6/3,9 GHz	2 MB	4 MB	Vega11	704	1.250 MHz	DDR4-2933	45-65 W	65 W	$169
Ryzen 3 2200G	4/4	3,5/3,7 GHz	2 MB	4 MB	Vega8	512	1.100 MHz	DDR4-2933	45-65 W	65 W	$99
Mobile
Ryzen 7 2700U	4/8	2,2/3,8 GHz	2 MB	4 MB	Vega10 Mobile	640	1.300 MHz	DDR4-2400	12-25 W	15 W	k.A.
Ryzen 5 2500U	4 8	2,0/3,6 GHz	2 MB	4 MB	Vega8 Mobile	512	1.100 MHz	DDR4-2400	12-25 W	15 W	k.A.
Ryzen 3 2300U	4/4	2,0/3,4 GHz	2 MB	4 MB	Vega6 Mobile	384	1.100 MHz	„DDR4“	12-25 W	15 W	k.A.
Ryzen 3 2200U	2/4	2,5/3,4 GHz	1 MB	4 MB	Vega3 Mobile	192	1.100 MHz	„DDR4“	12-25 W	15 W	k.A.

Der nachfolgende Test wird dieser Frage auf den Grund gehen. Zum Vergleich wurden aktuelle Coffee-Lake-Prozessoren sowie preislich vergleichbare Ryzen-CPUs und Vorgänger vom Typ Bristol Ridge sowie Kaveri herangezogen. Die technischen Details zur neuen Plattform hat die Redaktion hingegen bereits im Oktober 2017 im Bericht „Ryzen 5 2500U & 7 2700U: AMDs erste APUs mit Zen und Vega nehmen es mit Intel auf“ im Detail erörtert.

Precision Boost 2: Beim neuen Turbo hat die GPU Vorrang

Bei Raven Ridge hat AMD den von Ryzen bekannten Turbo-Modus überholt. Auch Precision Boost 2 passt den Takt in 25-MHz-Schritten an die aktuellen Gegebenheiten an und soll dabei – wie bereits bei Ryzen beworben – „extrem intelligent“ sein. Sowohl die Temperatur als auch die Leistungsaufnahme und die wirkliche Auslastung der Threads werden berücksichtigt. Liegt die Auslastung der APU bei 95 Prozent oder mehr, wird dabei immer die Grafik bevorzugt, sofern sie auch benötigt wird. AMD weiß, dass sie die größten Leistungsreserven und so auch das größte Potenzial auf einen Vorsprung auf die Konkurrenz bietet.

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Der intelligente Turbo funktioniert perfekt

Im Test der beiden Desktop-APUs erweist sich die Funktionalität des neuen Turbos als perfekt. Mit dem Boxed-Kühler starten alle Prozessorkerne selbst unter Maximallast in Prime95 beim Ryzen 3 2200G auf den maximalen Turbo-Takt von 3,7 GHz. Die Boxed-Kühlung arbeitet dabei schön leise, allerdings steigen die Temperaturen schnell auf 75 Grad an. Nach etwa 30 Sekunden sind die ersten kleinen Takteinbrüche zu sehen, wobei auf „klein“ die Betonung liegt: Von 3.700 auf 3.680 MHz geht es im ersten Schritt, dann langsam auf 3.650, während die CPU-Temperatur auch noch immer weiter ansteigt.

Zwischendurch geht die CPU aber auch wieder einen Schritt nach oben, es liegen wieder 3.680 MHz an. Die CPU macht dabei weiterhin die bekannten 25-MHz-Schritte, auch wenn das nicht immer klar ersichtlich ist. Das liegt an der Verzögerung der Tools, die nicht so schnell sind, wie die CPU intern die Frequenz ändert. Wenn Prime95 dauerhaft den größten Stress macht, liegen 83 Grad an und der Takt dann noch bei 3,6 GHz. Das liegt sogar noch 100 MHz über dem von AMD versprochenen Basis-Takt.

Beim Ryzen 5 2400G liegt der maximale Takt für alle Kerne zum Start bei 3,8 GHz von möglichen 3,9 GHz – die gibt es nur für Last auf einem Kern (2 Threads). Das Verhalten des Takts unter Last ist hingegen identisch, von 3,8 GHz geht der Takt im Laufe der Zeit ganz langsam weiter zurück und bleibt mit 3,7 GHz rund 100 MHz über dem Basis-Takt.

Raven Ridge in dichter gepacktem 14nm+

Aber nicht nur der Turbo und der Einsatz der Vega-Grafikeinheit sind bei Raven Ridge neu. AMD hat sich zum Start der Desktop-Modelle auch zum verwendeten Fertigungsprozess geäußert. Demnach basieren die Raven Ridge auf einer Density-optimized-Variante des Fertigungsprozesses 14nm+. Dahinter steckt bei Globalfoundries eine leicht optimierte Variante des vorangegangenen 14-nm-Prozesses, die dank erhöhter Packdichte nicht nur einen leicht kleineren Die ermöglicht, sondern auch eine optimierte Kurve bei geringerer Spannung im Verhältnis zum Takt bietet – letzteres ist insbesondere im Markt mit geringen TDPs wie dem Notebook wichtig. Doch auch im Desktop-Umfeld sind die optimierten Varianten gern gesehen, weshalb die beiden Desktop-Modelle alternativ zu den 65 Watt auch mit nur noch 45 Watt betrieben werden können.

14nm+ ist bei Globalfoundries wiederum die Vorstufe zu Zen+. Dort wird mehr auf zusätzlichen Takt und Leistung Wert gelegt, Leading Performance (LP) nennt Globalfoundries diesen Fertigungsprozess deshalb auch. Er wird erstmals ab April 2018 zum Einsatz kommen, wenn Ryzen 2000 als reine CPU auf den Markt kommt. Später im Jahr folgt dann auch die zweite Generation von Threadripper.

Ablösung für die kleinsten Ryzen 3 und Ryzen 5

Nicht nur technisch überschneiden sich Raven Ridge und Summit Ridge (1. Generation Ryzen im Desktop-PC) mit den Zen-Kernen, auch preislich liegen die ersten beiden APUs und bereits verfügbare CPUs übereinander. Ryzen 3 2200G und Ryzen 5 2500G stellen deshalb auch die Ablösung für die erst zehn respektive acht Monate auf dem Markt verfügbaren Ryzen 5 1400 und Ryzen 3 1200 im Portfolio dar.

Dieser Schritt mag auf den ersten Blick überraschend kommen, war aber lange absehbar und letztendlich auch überfällig. Denn für alle bisherigen Ryzen-Prozessoren verwendet AMD bekanntlich einen einzigen Die – mit acht Kernen und 8 MByte L3-Cache in zwei CCX. Der belegt viel Platz auf dem Wafer, im Einsteigerbereich braucht es eine noch kostengünstigere Alternative. Und dies geht in der Fertigung in erster Linie über die Fläche: je mehr Chips von einem 300-mm-Wafer kommen, desto günstiger wird der Chip – das Fertigungsverfahren ist ja nahezu dasselbe. Und trotz integrierter Grafikeinheit geht die Rechnung bei Raven Ridge auf: Mit 210 mm² Fläche statt 213 mm² wird der klassische 8-Kern-Die der Zen-Architektur aber nicht deutlich unterboten, denn über die Hälfte entfällt nun auf die Grafikeinheit.

Doch dies ist der Vorteil in dem adressierten Markt: Raven Ridge bringt die GPU wie die Core-CPUs von Intel gleich mit. Erstmals lassen sich zu vergleichbaren Kosten für die CPU Systeme ohne dedizierte Grafikkarte zusammenstellen.

Halber Cache in noch einem CCX

Neben den 11 CU der Vega-Grafikeinheit findet sich auf den 210 mm² also nur noch ein CCX mit vier Kernen, der allerdings ebenfalls angepasst wurde: Statt der bisher bekannten 8 MB L3-Cache pro CCX sind bei Raven Ridge nur noch 4 MB vorhanden. Das ist auf den Die-Shots klar ersichtlich. Die Halbierung des L3-Caches wirkt sich in einigen Benchmarks zwar negativ auf die Leistung aus. Ein CCX und immer kurze Wege zu dem Cache und den Speicher-Controller bringen auf der anderen Seite wiederum auch Vorteile für das neue Design, insbesondere bei den Latenzen aber auch der Durchsatzrate – einige Spiele reagieren darauf mit mehr Leistung.

Bis zu 15 Prozent mehr Takt als die Ablöse-Kandidaten

Um etwaige Leistungsverluste durch den geringeren Cache auszugleichen, hat AMD den Takt angehoben – und zwar deutlich. Arbeitete der Ryzen 5 1400 bisher mit 3,20 bis 3,45 GHz, liegt der Takt beim preisgleichen Nachfolger Ryzen 5 2400G bei 3,60 bis 3,90 GHz – ein Plus von 11 bis 15 Prozent. Beim kleineren Ryzen 3 liegt der Unterschied auf ähnlichem Niveau, dort ist der größere Unterschied allerdings bereits beim Basistakt vorhanden, der vom Ryzen 3 1200 zum 2200G von 3,1 auf 3,5 GHz ansteigt.

Testsystem und Benchmarks in Zeiten von Meltdown/Spectre

Die Veröffentlichung der Sicherheitslücken Meltdown und Spectre beziehungsweise die Auswirkungen der Gegenmaßnahmen auf die Leistung haben die Arbeiten an einem umfassenden neuen CPU-Parcours Anfang 2018 jäh gestoppt. Schließlich wären viele der erhobenen Messwerte nach Installation finaler BIOS-Varianten und Patches in Zukunft wieder hinfällig. Und weitere neue Microcodes und Software-Fixes sollen in den kommenden Wochen nicht nur von Intel folgen, sondern auch von AMD. Zudem wird es vermutlich auch durch ein weiteres Windows-Update von Microsoft noch zu Veränderungen kommen.

Deshalb wurde das Testfeld sowohl in Bezug auf die Benchmarks als auch auf die CPUs für diesen Test sehr spitz gewählt: Die Vorgänger und direkten preislichen Konkurrenten sind mit dabei, eventuelle preisliche Nachbarn jedoch nicht mehr. Ältere Modelle sind vorerst gar nicht vertreten. Hier bleibt der Verweis auf den vorherigen Testparcours mit insgesamt 70 CPUs.

Neue/aktualisierte Anwendungen in Windows:

• 7-Zip
• Blender
• Cinebench R15
• DigiCortex
• Geekbench
• Handbrake
• JetStream JavaScript Benchmark
• POV-ray
• VeraCrypt
• x265 HD Benchmark

Für reine CPU-Tests kam immer eine Asus GeForce GTX 1080 Ti Strix OC (Test) zum Einsatz, der Nvidia-Treiber lag in Version 390.77 WHQL vor. Die genutzten Spiele unterschieden sich nicht zwischen den verschiedenen Grafikkarten, allerdings bei den Detailstufen: Mit der diskreten Grafiklösung wurde immer das Maximum gefahren, bei der integrierten Grafik sich eher am Minimum orientiert. Details dazu liefert der Abschnitt mit den Benchmarks.

Startprobleme mit Linux und beim BIOS

Parallel zu den Windows-Anwendungen war auch eine aktualisierte Linux-Benchmarksuite aufgelegt worden, basierend auf Ubuntu 17.10.1 mit manuell integriertem Kernel 4.15. Diese Plattform funktionierte mit Kaveri, Bristol Ridge und den Intel-CPUs perfekt, versagte bei den neuen AMD Raven Ridge aber komplett den Dienst – Testwerte konnten deshalb nicht erstellt werden. Unterm Strich haben die bis dato getesteten CPUs aber ein nahezu identisches Verhalten wie unter Windows gezeigt. Auch auf Raven Ridge dürfte das zutreffen.

Ganz reibungslos verlief der Start hinter den Kulissen auch an anderer Stelle nicht. Obwohl BIOS-Updates für Raven Ridge bereits seit Monaten verfügbar sind, wurde noch in letzter Minute binnen weniger Tage (u. a. zwei Arbeitstage vor Release) neue Updates nachgeschoben, die die IGP-Leistung erhöhen sollen. Auch beim RAM lief es noch nicht so rund wie gewünscht, wenngleich deutlich besser als beim Start von Ryzen im März 2017. Mehr zu diesem Thema im Abschnitt Speicherskalierung.

Raven Ridge und die Kontrahenten im Überblick

Kaveri, Bristol Ridge, preislich konkurrierende Coffee Lake und die direkten Ryzen-Vorgänger – das sind die Mitbewerber der ersten beiden Raven Ridge für den Desktop. Insbesondere der Blick auf den Vorgänger ist interessant: Der A12-9800E ist zwar ein 35-Watt-Modell, allerdings mit einem Durchschnittstakt von 3,5 GHz (3,1 GHz Basis-Takt und 3,8 GHz Ein-Kern-Turbo-Takt) auf Augenhöhe zum preisgleichen Ryzen 3 2200G. Ein Vergleich der Achitekturen ist auf dieser Basis gut möglich.

Modell	Kerne/ Threads	CPU-Takt/ Turbo	L2- Cache	L3- Cache	Grafik	Shader	max. GPU-Takt	Speicher	cTDP	TDP	Preis
Desktop
AMD Ryzen 5 2400G	4 / 8	3,6 / 3,9 GHz	2 MB	4 MB	Vega11	704	1.250 MHz	DDR4-2933	45-65 W	65 W	$169
AMD Ryzen 3 2200G	4 / 4	3,5 / 3,7 GHz	2 MB	4 MB	Vega8	512	1.100 MHz	DDR4-2933	45-65 W	65 W	$99
AMD A12-9800E	2 / 4	3,1 / 3,8 GHz	2 MB	–	Radeon R7	512	900 MHz	DDR4-2400	–	35 W	95 Euro
AMD A10-7890K	2 / 4	4,1 / 4,3 GHz	4 MB	–	Radeon R7	512	866 MHz	DDR3-2133	–	95 W	139 Euro
Intel Core i3-8100	4 / 4	3,6 / – GHz	1 MB	6 MB	UHD 630	23 EUs	1.100 MHz	DDR4-2400	–	65 W	104 Euro
Intel Core i5-8400	6 / 6	2,8 / 4,0 GHz	1,5 MB	9 MB	UHD 630	24 EUs	1.050 MHz	DDR4-2666	–	65 W	192 Euro
CPUs ohne Grafikeinheit
AMD Ryzen 5 1400	4 / 8	3,2 / 3,4 GHz	2 MB	8 MB	–	–	–	DDR4-2666	–	65 W	143 Euro
AMD Ryzen 3 1200	4 / 4	3,1 / 3,4 GHz	2 MB	8 MB	–	–	–	DDR4-2666	–	65 W	98 Euro

Die vier Ryzen-CPUs fanden auf einem Asus Strix X370F-Gaming ihren Platz, das BIOS war mit der Versionsnummer 3803 das neueste. Auch Bristol Ridge kam in diesem Mainboard mit Sockel AM4 zum Einsatz, für Kaveri wurde ein älteres Asus-Mainboard mit A88-Chipsatz entstaubt. Intels Coffee Lake saß mit neuestem BIOS von Ende Januar 2018 hingegen auf dem Gigabyte Z370 Aorus Ultra Gaming, die Option Enhanced MultiCore Performance und damit „Auto-OC“ war selbstverständlich deaktiviert.