Ryzen 5 PRO 4650G – Arquitetura, resultados e desempenho em jogos

Fala pessoal, tudo bem?

Em 2018, foi publicado aqui no site o review do “Raven Ridge” e naquela ocasião, tratei de destrinchar as novas APUs que a AMD havia lançado, onde o grande destaque era o uso da arquitetura Zen1 juntamente a um vídeo integrado Vega, onde essa primeira era justamente o ponto de maior destaque no produto, afinal de contas, a AMD veio de anos utilizando cores baseados na arquitetura Bulldozer e seus derivados que infelizmente não eram competitivos, algo que os novos cores “Zen” vieram para mudar.

Após isso, houve também um refresh do “Raven Ridge”, cujo codinome é “Picasso”, onde o fabricante optou por usar um processo de fabricação melhor (12 nm) e ao menos nas variantes de ‘desktop’, usar o IHS soldado, mudanças essas que permitiram extrair algum desempenho a mais com aumento da frequência mantendo o TDP, contudo, apesar de os avanços e de ter sido vendido como uma nova geração, esse foi apenas uma atualização de meia-vida.

Já no começo de 2020, a AMD finalmente mostrou a nova geração de suas APUs, cujo codinome é Renoir e integra cores Zen2 e um video integrado Vega repaginado e a princípio, foi anunciado apenas a variante “mobile” com as versões de ‘desktop’ vindo posteriormente.

Assim como no Raven Ridge/Picasso, a AMD optou por manter o ‘design’ monolítico no Renoir, ou seja, toda “funcionalidade” do chip está integrada no mesmo die, o que é uma abordagem diferente daquela utilizada nos Ryzen Matisse/Vermeer e nos Epyc, onde os blocos de I/O e controlador de memória foram deslocados para um die fabricado em 12 nm e os cores em 7 nm. Um dos motivos do fabricante não ter adotado essa mesma solução com o Renoir recai sobre o fato dele ter um foco “mobile” muito maior, onde o consumo em idle ou fazendo uso leve é algo de suma importância para a competitividade do produto e no caso, algo que o ‘design’ monolítico se sai melhor, afinal de contas, não há a necessidade de mover dados entre os dies e nem lidar com a atual falta de ‘p-states’ para o IO Die, o que compromete o consumo em idle.

No caso do Renoir, ele é fabricado pela TSMC no processo N7P, o mesmo que é utilizado em basicamente todos os produtos AMD recentes como as GPUs Navi, Ryzen “XT”, Ryzen “5000” e nas APUs utilizadas nos consoles. Seu die possui 156 mm², o que ainda é algo razoavelmente pequeno para um chip como esse, que integra CPU, GPU e toda funcionalidade do IOD em um único die.

A “parte CPU” é composta por dois CCX’s com quatro cores Zen2 e 4MB de L3, o que representa 1/4 daquilo encontrado per CCX do Matisse, um “trade-off” visando manter tanto a área quanto o consumo menor, porém, a custo de desempenho relativo ao Matisse, especialmente em aplicações que se beneficiam do cache, especialmente por conta da redução da latência efetiva de acesso à memória que ele propicia. Do mais, trata-se da mesma arquitetura Zen2 utilizada nas demais CPUs da série Ryzen 3000 fabricadas em 7 nm.

O GPU integrado continua sendo da arquitetura Vega como no Raven Ridge/Picasso, porém,  além da menor litografia, ela sofreu um “revamp” que a permitiu operar em frequências muito maiores, porém, mantendo o consumo a níveis razoáveis, sendo que isso aliado a maior banda de memória disponível, em partes por conta do suporte oficial a DDR4-3200/LPDDR4X-4266 e por mudanças no Inifinity Fabric, permitiram a AMD rebalancear o chip e reduzir o número de Compute Units (CU’s) de 11 para 8, oferecendo melhor desempenho e eficiência energética em relação ao Raven, onde a variante com 11 CUs ficava claramente limitada pela falta de banda de memória.

Como disse no parágrafo anterior, o Renoir suporta memórias LPDDR4X-4266 e também DDR4-3200, no caso, a primeira configuração oferece maior banda de memória e menor consumo, contudo, fica restrita aos notebooks por conta de não ser expansível e sobre a parte da maior eficiência, segundo a AMD, o IF em 7 nm permitiu um incremento de 75% nesse quesito e também foi implementado uma forma de “p-states” para essa parte, permitindo variar a frequência de funcionamento em tempo real, conforme a necessidade, otimizado o consumo

Relativo às versões AM4 dessas APUs, apesar de oficialmente existirem versões non-PRO desses processadores, na prática, a AMD fez o lançamento apenas para os OEMs, onde as variantes “PRO” são mais comuns e trazem alguns recursos exclusivos como o TSME, que quando ativado permitem a CPU fazer a encriptação do conteúdo da memória em tempo real, porém, com um pequeno impacto na latência de memória, então, no que diz respeito aos modelos disponíveis, na prática, temos o Ryzen 7 PRO 4750G, Ryzen 5 PRO 4650G e Ryzen 3 PRO 4350G cujas especificações podem ser vistas na tabela abaixo.

Dentre esses modelos, a CPU que tenho em mãos é o Ryzen 5 PRO 4650G e se trata de um exemplar aleatório, portanto, não é uma peça binada, o qual gostaria de agradecer o Ricardo do Casual Gamers por ter enviado essa amostra! 😀

Antes dos resultados, é preciso ressaltar que não são todas placas-mãe AM4 que oferecem suporte a essa série de processadores, no caso, apenas as B550/X570 o tem, ao menos em tese, garantidos, enquanto as B450/X470 ficam por conta do fabricante implementar, então, é necessário ficar atento e verificar se a placa-mãe que tem em mãos ou que pretende adquirir oferece suporte a essas CPUs. 😉

• Configurações utilizadas:

CPU: AMD Ryzen 5 PRO 4650G / AMD Ryzen 5 3600 / AMD Ryzen 5 2400G

MOBO: ASUS TUF X570-Plus/BR

VGA: AMD Radeon RX6800

RAM: 2x8GB Crucial Ballistix LT 3200CL16

REFRIGERAÇÃO: Wraith Prism e pasta térmica GD900

STORAGE: SSD Goldenfir 256GB NVMe e Hikvision E2000R 1TB

FONTE: Seasonic M12II Bronze 750W

Software utilizado e drivers utilizados: Windows 10 x64 build 2004, Adrenalin 20.12.1, AMD Chipset Drivers 2.10.13.408, 7Zip 19.00 x64, Blender 2.90.1, Cinebench R20, Geekbench 4.4.4, Google Chrome 86.0.4240.111, HWBOT x265 Benchmark, Luxmark 3.1 e PCMark10.

Objetivo dos testes: Aferir o desempenho do Ryzen 5 PRO 4650G em uma série de benchmarks comparando-os em stock com o R5 2400G (antecessor) e R5 3600 (outro processador Zen2, porém, com 16MB de L3 por CCX), o desempenho do vídeo integrado em alguns jogos, como ele escala com a frequência das memórias e por fim, usando uma placa de vídeo dedicada.

• Benchmarks em stock:

Sobre os benchmarks utilizados, foram basicamente os mesmos do review do Ryzen 7 5800X e foram obtidos com o HPET ligado e TSME desligado. Foram no mínimo três rodadas para cada teste, onde o melhor e o pior resultado foi descartado.

• 7Zip, que é uma ferramenta de compressão/descompressão de arquivos de código aberto, provavelmente um dos mais utilizados mundialmente e no caso, foi utilizada a ferramenta benchmark integrada com suas configurações padrão.
• Blender, que novamente é um software de código aberto que é utilizado para modelagem, renderização e animação 3d, no caso, foi utilizado a “clássica” cena da renderização da BMW que pode ser encontrada nesse link.
• Cinebench R20, tradicional software de benchmark de renderização utilizando a engine Cinema 4D, escala com várias threads e permite rodar o teste no modo singlethread e multithread.
• Geekbench 4, que é um benchmark multi-plataforma e generalista, que testa o desempenho em diversos algoritmos diferentes que usam a CPU de maneira distinta (INT ou FP), criptografia usando AES e testes de memória, cuja documentação pode ser visualizada nesse link.
• HWBOT x265 Benchmark, que utiliza o encoder de código aberto x265 para fazer a conversão de vídeo do formato H264 para H265/HEVC e medir o FPS médio, então, trata-se de um teste multithread que pode usar até mesmo instruções AVX caso disponíveis e no caso, foi utilizado o preset 4K sem alterações nas demais configurações.
• Luxmark 3.1, é uma ferramenta benchmark de renderização usando OpenCL ou C++ com a engine LuxRender, que no caso, tem código aberto, é multiplataforma e permite a comparação entre CPUs e GPUs. No caso, foi utilizado o modo C++ nesse teste.
• Octane 2.0, que consiste em um “pacote” com 17 testes em Javascript, portanto, é um bom referencial para o desempenho da CPU enquanto navegando na internet. Por conta desse benchmark rodar direto do navegador, foi utilizado a última versão do Google Chrome na obtenção desses resultados, caso alguém se interesse, esse é o link para o teste.
• PCMark10, que se trata de uma ferramenta benchmark generalista que testa diversos aspectos do uso cotidiano do computador, no caso, ele simula tempo de inicialização dos aplicativos, navegação na ‘internet’, videoconferência e aplicativos de escritório, no caso, ele é muito interessante por conta da integração de softwares de código livre reais que fazem cada uma dessas funções, o que implica que ele não é só mais um benchmark sintético. Para esses testes, foi utilizada o preset “Express”, cujos detalhes podem ser verificados nesse documento e a RX6800 nos três processadores.

Dos resultados, o Ryzen 5 4650G acabou ficando em segundo lugar, apresentando no pior dos casos (teste de descompressão do 7zip) uma diferença de pouco mais de 15% em relação ao Ryzen 5 3600 e no melhor dos casos, menos de 0.5% no Blender, o que é um indicativo claro que os 100MHz a mais no base/boost do 4650G podem até ajudar, mas nem sempre são suficientes para compensar o cache L3 a menos e também que a diferença pode variar drasticamente entre diferentes aplicações. Relativo ao R5 2400G, como era de se esperar, houve um salto considerável em todas as aplicações por conta da arquitetura com maior IPC no Renoir, frequência de funcionamento notavelmente maior e pelos dois 2C/4T a mais no Renoir.

Agora chegou a hora dos testes em jogos e para isso foram utilizados os seguintes títulos:

• No Cyberpunk 2077, foi utilizada a versão 1.06 do jogo, rodando em 1080p com o preset “Low”, “scaling” fixo em 65% e foi utilizado a cinemática a missão “The Rescue”, começando no momento em que o carro sai da garagem até o que a van entra na frente.
• No CS GO, foi utilizado o mapa de FPS Benchmark com o jogo rodando em 1080p Low, pois quem joga isso de forma competitiva sacrifica os detalhes em detrimento de roda-lo com a maior taxa de quadros possível visando diminuir ‘input lag’. Alguns até baixam a resolução para 720p ou menos, mas aqui resolvi ser um pouco menos radical e mantive os 1080p, conforme pode ser visto nos screenshots abaixo.
• Para o GTA V e SOTTR, em ambos os jogos foram utilizadas as ferramentas de benchmark inclusas, entretanto, no GTA V usei apenas a “pass 4”, que é aquela que começa com o caça passando por baixo da ponte e o Frameview/FLAT para posterior análise do frametime, enquanto o SOTTR simplesmente usei o resultado gerado pelo próprio jogo. Relativo ao GTA, os resultados podem parecer um pouco estranhos, porém, isso ocorre por limitação da engine do jogo, que começa a ter problemas com o frametime e stuttering enquanto rodando com taxa de quadros (FPS) elevados, conforme pode ser visto nesse vídeo do Gamers Nexus. Abaixo estão as configurações gráficas utilizadas para obtenção desses números:

• Desempenho do vídeo integrado:

E aqui, a “Vega 7” integrada no R5 4650G foi capaz de suplantar a “Vega 11” do R5 2400G em todos os quatro jogos que foram testados, o que confirma que a decisão da AMD de rebalancear o vídeo integrado com menos CUs, maior frequência de operação e também dobrar a largura de banda do IF com o IGP foi bastante acertada. Tenham em mente que os resultados para ambos processadores foram obtidos com as memórias rodando em XMP (3200MHz) com ajuste automático por parte da placa-mãe.

• Overclock na memória – Ganhos com o IGP?

Algo que sempre suscita a curiosidade em virtualmente todos os testes feitos usando vídeo integrado é o impacto de se utilizar memórias com frequências elevadas, afinal de contas, por não ter memória dedicada e compartilhar banda com a CPU, a GPU integrada em muitos casos acaba limitada e por conta disso, o overclock nas memórias costuma trazer bons ganhos, algo que foi mostrado no review do Raven Ridge.

Sabendo que o Renoir costuma ir muito bem no overclock de memória e que ele suporta operação do FCLK 1:1 muito além dos 2000MHz prometidos para os Ryzen 5000, foram feitos os testes abaixo mostrando os ganhos partindo dos DDR4 3200 XMP até os DDR4 4200, passando no meio do caminho pelos 3600MHz tanto com timings XMP quanto com outros otimizados a mão, justamente com o propósito de ver a diferença entre esses ajutes e terminando com overclock no IGP @ 2300MHz e RAM @ 4200MHz, uma configuração que a princípio parece bastante agressiva, porém, que é perfeitamente usável ao nível de uso diário, afinal de contas, para todos esses testes foram utilizados o Wraith Prism. 🙂

Por fim, a respeito da frequência do CPU, foi mantido em stock.

Nos três jogos testados, houveram ganhos em decorrência da maior frequência da memória, contudo, esse foi mais pronunciado no GTA V, enquanto no Cyberpunk 2077 e no SOTTR, o overclock no IGP apresentou ganhos mais acentuados. Na galeria abaixo, segue os timings utilizados para cada um desses testes.

• Desempenho com GPU dedicado – 1/4 do cache L3 relativo ao Matisse faz diferença?

Como mostrei anteriormente, nas aplicações, a diferença entre o R5 3600 e o R5 4650G foi relativamente modesta, entre pouco menos de 0.5% e pouco mais de 15%, a depender do teste, porém nos jogos ao utilizar uma GPU dedicada? Será que o menor cache do Renoir terá impacto considerável aqui ou o controlador de memória integrado no mesmo die trabalhando com RAM @ 4200MHz e FCLK 1:1 serão suficientes para mitigar os “danos” do cache reduzido?

Para isso, também foi feito overclock em ambos processadores, 4.2GHz para o R5 3600 e 4.3GHz para o R5 4650G, no caso, essas frequências foram escolhidas por ser algo razoável de se obter para uso diário usando um cooler como o Wraith Prism, ajustes de memória manuais e FCLK 1:1, com frequência de 3733MHz no R5 3600 e 4200MHz no R5 4650G. Sobre a configuração dos jogos, foram os mesmos presets utilizado anteriormente para os testes do vídeo integrado, o que de certa forma contribui para deixar as coisas um pouco mais limitadas pela CPU ao utilizar uma GPU dedicada robusta como a RX6800. 🙂

No final das contas, o menor cache L3 do Renoir novamente o fez ficar atrás do R5 3600, contudo, é necessário destacar que a diferença foi relativamente pequena, chegando mesmo a ser desprezível no caso do Cyberpunk 2077, o que implica que caso o futuro proprietário de uma APU dessas decida fazer um ‘upgrade’ para uma GPU dedicada, ainda sim, terá desempenho bastante aceitável, bem pouco abaixo daquilo que o R5 3600 pode oferecer.

• Conclusão:

Diantes dos testes e resultados apresentados, foi possível chegar nos seguintes pontos:

1. Relativo ao desempenho em ‘stock’, em aplicações, apesar do Ryzen 5 PRO 4650G usar núcleos Zen2 iguais aos dos Matisse, no primeiro a AMD optou por cortar o cache L3 em 1/4, um “trade-off” que foi necessário para manter a área do die e consumo em níveis mais adequados para notebooks, com isso, apesar dele ter frequências base/turbo 100MHz maiores que no R5 3600, ainda sim, apresentou desempenho um pouco inferior em algo que vai desde pouco menos de 0.5% (margem de erro) até pouco mais de 15%. Já em relação ao R5 2400G, a diferença foi considerável e se deve ao IPC maior da arquitetura Zen2, frequência de operação maior e 2C/4T a mais.
2. A respeito do desempenho em jogos usando o vídeo integrado, as mudanças feitas pela AMD no vídeo integrado surtiram o efeito desejado e a “Vega 7” do R5 4650G acabou se saindo melhor que a “Vega 11” do R5 2400G e naquilo que diz respeito ao desempenho em jogos, títulos ‘AAA’ modernos como o Cyberpunk 2077 e SOTTR são jogáveis em 1080p se o usuário estiver disposto a fazer sacrifícios na qualidade de imagem, apelando inclusive para recursos como “re-scaling”. Como era de se esperar, houveram ganhos bastante significativos ao fazer overclock nas memórias e no vídeo integrado, melhorando bastante a experiência de jogo.
3. Do desempenho com GPU dedicado, assim como nas aplicações, o cache L3 menor no R5 4650G fez alguma diferença e apesar do overclock nas memórias e FCLK ajudar, não foi possível chegar no R5 3600 em nenhum dos jogos testados, contudo, é necessário destacar que o desempenho apresentado não ficou muito longe desse último e que o R5 4650G é competente o suficiente para obter números aceitáveis para a jogatina.
4. Do custo de aquisição, o Ryzen 5 PRO 4650G pode ser encontrado por cerca de R$1417 no Aliexpress, o que é cerca de R$350 mais caro que o Ryzen 5 3600 por essa mesma fonte, o que tem suas implicações, por exemplo, se a ideia é montar um PC e você já tem uma GPU dedicada ou planeja comprar uma desde o início, o R5 3600 não só é mais barato como apresenta melhor desempenho, contudo, se o intuito for usar a máquina apenas para jogos leves ou mesmo ter um “quebra galho” razoável nesses tempos de alta de preços e baixa disponibilidade de placas de vídeo, o R5 4650G pode acabar sendo uma opção até que aceitável, contudo, é necessário se atentar também a placa-mãe, pois não são todos os modelos B450 com suporte de bios a essa série de processadores, onde apenas as A520/B550/X570 são garantidas, o que pode acabar elevando um pouco mais o custo geral da máquina

E é isso! Dúvidas, perguntas e sugestões são bem-vindas! Até a próxima!

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*Foto da chamada: https://www.flickr.com/photos/130561288@N04/50016639913/