CPU

高コスパなミドルレンジCPUの新主役候補。Ryzen 5 3500にトライ。

はじめに

AMDの新アーキテクチャのCPU、Ryzenシリーズのエントリークラスのパーツで1台組んで色々なトライをしてきてみました。最初は統合GPUを搭載した《 Ryzen 3 3200G 》からスタートして前回外部GPUの《 Radeon RX570 》を追加しました。

外部GPUを積んだことで統合GPUレスのCPUにトライする環境も整ったわけです。その流れを受け、今回はとてもいいタイミングでリリースされた非常にリーズナブルな価格の6コアCPU、《 Ryzen 5 3500 》へのCPU換装に挑戦します。

しかもこのCPU、AMDのCPUの新アーキテクチャである「Zen2」を採用し、現時点の最先端の製造プロセスであるTSMCの7nmプロセスで作られた製品です。

従来製品とは性能面でも電力効率面でも一線を画する製品として非常に好評なCPUとなっています。Ryzenシリーズのおかげで自作CPU市場におけるインテルCPUとのシェア逆転でも非常に大きな話題となりました。

この「旬」なCPUを今回じっくり試します。

今回使ったパーツ

今回換装するCPUは発売時期的には最新のCPUの一つであるRyzen 5 3500です。

つい先日発売されたばかりですが、非常にリーズナブルな価格でリアル6コア環境を実現できる製品として既に大きな人気を博しているようです。1万6千円前後で購入できます。

このCPUの定格動作クロックは3.6GHz。ブースト時の最大クロックは4.1GHzです。

その他のパーツはRyzen 3 3200Gマシンで使ったものの流用で以下のものを使用しています。

マザーボード ASRock B450M Pro 4
メモリ DDR4 8GBx2 G.SKILL F4-2400C15D-8GNT
ストレージ WD Black 250GB

OSはWindows 10 Proのインサイダープレビュー版を動かしています。

CPUの換装

まずはCPUの換装ですが、付属するリテールのヒートシンクはRyzen 3 3200Gに付属するものと同じ。バックプレートの構造も一緒ですので、本来はマザーボードをケースから外して作業する方が取り付けはずっと楽です。

が、前回作業の時の経験がありますので、ケースに取り付けたままでもCPU交換とヒートシンク設置が問題なく行えました。

やはり難点は径が大きく指で回すためのギザギザまで切ってあるのに、手だけで回すには堅すぎる固定用ネジですね。最初からドライバーを使うつもりじゃないと取り付けは難しいでしょう。

ちなみにヒートシンク側にシリコングリスは塗布済みですので、通常はグリスを別に準備する必要はありません。ただ、恐らくは特に熱伝導率が良いグリスではないと思いますので、冷却性能向上のために高性能なグリスを別に準備するのもアリだと思います。

今回は標準で塗布されていたものをそのまま使っています。

十分以上にハイパワー

手元に来ているマザーボードのASRock B450M Pro 4は比較的最近、第3世代のRyzenシリーズが登場してから製造されたものだったようで、搭載されているUEFIのバージョンはRyzen 5 3500もしっかりと認識してくれるものになっていました。

ですので最初から問題なくCPUが認識できて普通に起動可能でした。

B450チップセットのマザーボードを使う際には場合によっては古いCPUで一度起動を行なったあと、UEFIのバージョンアップが必要になるケースがあることに注意が必要です。

使用感という点ではRyzen 3 3200Gも既に十分以上の性能を持っていましたから、通常の捜査の範囲では換装しても使い勝手に特別な差はない、といいますか違いが分りません。今のCPUだとこれは当然の結果ではあります。

そこでCPU性能の差を見るためにはやはりベンチマーク。定番中の定番CINEBENCH R20でRyzen 5 3500の性能を見てみます。

結果は1スレッド実行で413pts。

6スレッド実行で2420ptsのスコアが出ました。

これに対しRyzen 3 3200Gでは1スレッド実行が367pts、4スレッド実行では1445ptsでした。

数字的には性能差は一目瞭然ではありますね。

ただ、Ryzen 3 3200Gのほうは1スレッド実行でも動作クロックが3.8GHz程度でうろうろしていてスペック上最大となるはずの4GHzまでは回っていませんでした。これに対しRyzen 5 3500のほうはキッチリ上限の4.1GHzまで回っていた感じです。

このクロック差分まで考慮すると、クロックあたり性能ではRyzen 5 3500のほうが5%程度性能が良いぐらい、となるようです。

この差が大きいとみるか小さいとみるか難しいところですが、ここまで高度になった最新のCPUアーキテクチャで5%の性能向上実現は実はかなり難易度が高いはずです。

また、同じTDP 65Wの枠内で6コアのフル動作が可能になっているので、トータルのCPU性能は大きく向上しています。Ryzen 5 3500では6コアがすべてフル稼働する状態でも4GHz近くまでクロックが上がりますので、その分の性能差も出てきます。

これだけのCPUパワーを1万6千円程度で入手できるのはとても魅力的です。

AMD謹製のCPUドライバーで性能さらにドン!

実はRyzen 5 3500を最初にテストするときとRyzen 3 3200Gをテストしたときには、Windows 10が自動で取ってこない=AMD謹製のCPUドライバーの存在を失念していました。

Zen2アーキテクチャのCPU、第3世代のRyzenシリーズはWindows 10のタスクマネージャーやCPU-Zでは正確な動作クロックを読むことが出来ません。この問題で頭を悩ませているときにAMD製のCPUドライバーの存在に気づきました。

これを適用してみたところぐぐっとCINEBENCH R20のスコアが上がりました。1スレッド実行で458pts、

6スレッド実行で2497ptsです。

CPUドライバーの違いでここまでの性能差が出ることに正直すごく驚きました。

動作の最高クロックなどが変わる様子はありませんでしたので、CPUの動作クロックをその条件での上限に出来るだけ保つような操作が行なわれているのかもしれません。

Ryzenシリーズを使うのであれば純正CPUドライバーを入れない手はありません。必須アイテムと言っていいですね。

また、同時に本来はオーバークロックなどの設定ツールである「Ryzen Master」というアプリも導入しましょう。非常に詳細にCPUの情報を読むことが出来ます。コアごとの動作クロックやCPUコア部の消費電力、オンチップのシステム部の消費電力などを確認可能です。

このアプリによれば、第3世代のRyzenは完全にアイドル状態になるとCPU部の動作クロックが300MHzまで落とされるようです。ものすごく低クロックですのでちょっと驚きました。またコアごとにかなり頻繁にスリープ状態に入ります。

その代わりバックグラウンドでOSのサービスなどが動くと瞬間的にCPUクロックが1GHz近くまで上がります。

コア電圧は高めなのですが、すごく電力効率を意識した制御が行なわれています。

ちなみに消費電力の方はアイドル時に50W前後、

CINEBENCHの6スレッド実行時に120W弱です。

Ryzen 3 3200GでCINEBENCHを4スレッド実行した際の消費電力は100W程度でしたので、実性能比で考えるとRyzen 5 3500の電力効率の高さが光ります。

en2アーキテクチャに関するちょっとした推測

今回Ryzen 5 3500を試してみて、第3世代のRyzenシリーズでちょっと気になった部分もあります。

1つは全コアが動作する際の動作クロックと最大動作クロックの差の小ささです。

Ryzen 5 3500だと6コアが全負荷状態で動作しても4GHz近くまでクロックアップしてくれるのですが、1コアのみが動くような状態でも最大動作クロックは4.1GHzが限界です。

RyzenシリーズのマイクロアーキテクチャのZen2はとても優秀でクロックあたり性能も非常に高くなっています。ですが、1コア動作時のクロック上昇の余裕幅が小さく、その部分がシングルスレッド処理性能に少なからず影響していそうな感じです。

インテルのCoreプロセッサはこの部分が極めて強く、デスクトップPC向けのCPUでも1コア動作時のクロック上昇幅の大きさにかなりの余裕があります。

この辺りの事情がRyzenシリーズがインテルのCoreプロセッサを突き放しきれない原因の一つなのかもしれません。

第3世代のRyzenシリーズはTSMCの7nmプロセス、第2世代までのRyzenはGlobal Foundriesの16nm/12nmプロセスで製造されているはずですが、どちらのシリーズも共通して1コア動作時のクロック上昇幅が小さめです。AMD製CPUの物理設計の特性なのかもしれませんね。

もう一つ、AMD製のCPUドライバーを適用した際の性能上昇の幅が1コア動作時の方がかなり大きめになっています。

Ryzenシリーズの内部構造は4コアのモジュール(CCX)が基本になっています。共有3次キャッシュも4コアのモジュールごとに設けられています。Ryzen 5 3500では4コアのモジュールを2つ内蔵していて、それぞれのモジュールで1つずつコアが無効化されています。

この構成から1スレッドのプログラムが本来3スレッドで共有する3次キャッシュを占有できる分、性能の上昇幅が大きくなったと考えられそうです。とすると、Zen2アーキテクチャではキャッシュメモリの効き具合がかなり大きいのかもしれません。

第3世代のデスクトップ向けのRyzenシリーズではパッケージの製造コストを抑えるためにCPUのコア部分のみを7nmプロセスで作っています。メモリコントローラやI/O系の機能は別チップでもう少し荒い製造プロセスで作られ、両者がCPUパッケージの中のインターコネクトで接続されています。

インターコネクトは低遅延で非常に高速なものですが、それでもCPUコアにメモリコントローラが内蔵されているよりは性能面のペナルティになり得ます。

この辺りの構造がCINEBENCHの1スレッド実行と6スレッド実行の性能の上がり幅に影響を与えているのかも?とちょっと考えました。

AMD自身もメモリコントローラを分離したことによる性能ダウンに備えるために、3次キャッシュを大幅に増量したとも考えられますし。

ただまあ、3次キャッシュ増量による更なる性能向上の可能性は見えるものの、現在の仕様でも第3世代のRyzenシリーズは十分に高性能です。

また、CPUコアとシステム部を分離した「チップレットアーキテクチャ」を採用したことで、Ryzen 5 3500のような高性能で電力効率も高く、さらに非常にお買い得な価格のCPUが実現できたことも間違いないでしょう。

ちなみに以下は余談ですが、ノートPC向けの第3世代のRyzenのAPUではチップレット構造を採用しませんでした。従来同様、統合GPUなども1つのダイにまとめられていて7nmの製造プロセスで作られます。

こちらの方式のほうが製造コストがかさむはずですので高めの価格で売りやすいノートPC向けチップならペイできると思いますが、デスクトップPC向けの第3世代RyzenのAPUがどうなるのかはちょっと不透明な部分を残しそうな気もします。

Ryzen 3 3200Gのようなお手頃価格のAPUが出てくるのか、ちょっと気になります。

まとめ。外部GPU前提なら最強クラスのコスパ

Ryzen 5 3500の性能は文句なしのレベルです。非常に高性能なこのCPUを1万6千円から入手できるというのはすごく大きいと思います。

少し前の4コア8スレッド対応CPU搭載機をリプレイスするだけの価値のあるCPUだと言えるでしょう。元のCPUの世代にもよりますが、性能面も普通に凌駕する可能性があります。

外部GPUを搭載することを前提として低価格で出来るだけ高性能なマシンを組みたいとき、Ryzen 5 3500はチョイスするCPUの第一候補に挙げてもいいぐらいのチップだと思います。