AMD Ryzen 7 5800X3D im Test (2024)

Der AMD Ryzen 5800X3D verfügt erstmals über gestapelten L3-Cache. Im Test bringt das bis zu 40 Prozent mehr Leistung, das Modell bleibt unterm Strich aber dennoch ein Spezialist. Denn die zusätzliche Performance gibt es fast nur in Spielen, während die CPU in jeder Anwendung deutlich an Boden verliert.

Der erste Ryzen seiner Art

Eine der technisch interessantesten Neuerungen – in diesem Jahr bisher auf jeden Fall – feiert heute mit dem AMD Ryzen 7 5800X3D ihre Premiere im heimischen Desktop-PC: Der auf dem CPU-Die aufgesetzte zusätzliche L3-Cache, von AMD als „3D V-Cache“ bezeichnet.

Seit fast einem Jahr wird über die Technologie berichtet, die im Profisegment mit Epyc-CPUs auf Basis von Milan-X zuerst erschien. Bei AMD Ryzen geht es im Handel am 20. April los, das Embargo auf Tests fiel heute.

Dabei ist es kein 12 oder gar 16 Kerne starker Ryzen 5000, den AMD um 3D V-Cache erweitert hat, sondern der Ryzen 7 5800X3D auf Basis des Ryzen 7 5800X. Dieses Modell hätte am Ende am meisten Sinn ergeben, erklärt der Hersteller. Was er zu leisten im Stande ist, klären dieser und ein weiterer Test.

Zwei Tests, dieser mit Gaming-Benchmark-Fokus

Wie im November 2021 bei Intel Alder Lake hat ComputerBase auch zum Start des Ryzen 7 5800X3D zwei Artikel erstellt. Dieser beschäftigt sich mit den technischen Grundlagen, der Anwendungs- und der Spiele-Leistung, der Artikel Gaming-Benchmarks: Ryzen 7 5800X3D vs. 5800X, Core i9-12900K und 12900KS liefert weitere Spiele-Benchmarks.

Das ist der AMD Ryzen 7 5800X3D

Der AMD Ryzen 7 5800X3D ist ein Prozessor mit 8 Kernen und 16 Threads, der auf der Zen-3-Architektur basiert. Er folgt in allen Basisparametern dem bisher bekannten und seit fast 1,5 Jahren verfügbaren Ryzen 7 5800X einschließlich der TDP-Klassifizierung von 105 Watt, die dank AMD-Turbo auf bis zu 142 Watt in Lastszenarien angehoben werden kann.

Preislich ordnet AMD die CPU mit einem UVP von 489 Euro in der offiziellen Preisliste minimal oberhalb des Ryzen 7 5800X ein, der im Handel allerdings bereits deutlich unter UVP verkauft wird. Effektiv wird der Aufpreis bei 150 Euro liegen und damit noch über dem Preis für einen Ryzen 9 5900X. Zum Start ist nicht davon auszugehen, dass der neue AMD Ryzen 7 5800X3D groß von seinem UVP von 489 Euro (449 US-Dollar vor Steuern) abweicht. Wie gut er verfügbar sein wird, bleibt abzuwarten.

Der neue Ryzen wird dabei wie alle bisherigen Modelle im Desktop den gleichen Sockel AM4 nutzen, auch jedes Board unterstützt ihn theoretisch. Als erstes wurden Platinen mit 400er- und 500er-Chipsatz mit einem BIOS-Update AGESA 1.2.06b/c versehen, in wenigen Wochen könnten auch so einige 300er-Boards folgen, AGESA 1.2.0.7 ist die Grundlage für den Betrieb eines AMD Ryzen 5800X3D auch auf diesen Boards.

Der zusätzliche L3-Cache im Detail

Die Besonderheit der CPU steckt im Kürzel „3D“. Es steht für den erstmals im Desktop genutzten zusätzlichen L3-Cache, der in Form eines 64 MByte großen Silizium-Chips direkt auf den L3-Cache des eigentlichen Prozessors gestapelt wird – in der dritten Dimension also. Klingt auf den ersten Blick ziemlich einfach, doch bereits die technischen Daten offenbaren, dass es ganz so leicht natürlich nicht ist.

Der 64 MByte große L3-Cache ist 41 mm² groß und damit quasi halb so groß wie der komplette 8-Kern-Chip mit seinen 81 mm². Noch beeindruckender ist die Anzahl an Transistoren in diesem Cache, die bei TSMC im gleichen N7-Prozess gefertigt werden: 4,7 Milliarden werden in den L3-Cache-Slice untergebracht, das ist mehr, als der ganze CCD des 5800X inklusive 32 MByte L3-Cache nutzt: Er kommt auf 4,1 Milliarden Schaltungen.

Um den Cache-Slice auf dem klassischen Compute-Die unterzubringen, musste AMD mit TSMC an der Fertigungsmethode feilen. Der Chip ist der gleiche, jedoch nicht mehr so hoch wie bei klassischen Prozessoren, sondern etwas dünner. Dadurch wurde der zusätzliche Raum geschaffen, um den L3-Cache noch obendrauf zu setzen und letztlich die Originalhöhe inklusive Heatspreader beizubehalten. Das ist natürlich wichtig, denn die ganze Infrastruktur rund um den Sockel AM4 mit den dazu kompatiblen Kühlern steht und fällt damit – das Gleiche gilt auch bei Milan-X im Server.

AMDs technischer PR-Chef erklärte das vor kurzem in einem Video, auf das an dieser Stelle verwiesen wird. Anschaulicher kann man es letztlich nicht darstellen.

L3-Cache kostet etwas Latenz, bringt aber viel mehr Leistung

Ein größerer Cache hat nicht nur Vorteile. Ihn anzusprechen, dauert natürlich etwas länger als bei einem kleinen, kompakteren Zwischenspeicher. AMD erklärte hierzu, dass es bis zu 3 ns sein können, was sich im Test auch ungefähr bestätigt.

Doch auf der Gegenseite stehen die viel größeren Boni, die später in Benchmarks deutlich werden. Denn ein 96 MByte großer L3-Cache kann nun viel mehr Daten ganz nahe an der CPU vorhalten und muss sie nicht in den vergleichsweise noch viel langsameren RAM über einen ebenfalls vergleichsweise sehr langen Weg auslagern. Das bringt am Ende nicht nur viel Leistung, sondern spart auch noch Energie.

Denn wo Daten über lange Wege bewegt werden müssen, muss immer viel Energie aufgewendet werden. Jeder Datensatz, der am Ende nicht den Umweg über den RAM geht, spart – je nachdem, wo die Daten liegen – 60 bis 90 ns ein. Genau auf diesen Umstand reagieren Spiele extrem gut: 40 Prozent konnte die Redaktion in nicht nur einem Titel, sondern auch auf verschiedenen Plattformen ermitteln.

AMD Ryzen 7 5800X und 5800X3D im Vergleich

Die Tabelle legte es bereits dar: Es gibt weitere Unterschiede zwischen den sehr ähnlich klingenden CPUs AMD Ryzen 7 5800X und AMD Ryzen 7 5800X3D. Sie liegen vornehmlich im Takt: Im Schnitt 300 MHz weniger sind es für das neue Modell. Auf diesem Weg kann die CPU die TDP von 105 Watt zuzüglich Turbo-Reserve, die den Wert auf 142 Watt anhebt, halten.

Der AMD Ryzen 7 5800X3D darf dabei sogar etwas über seine Spezifikation hinaus takten: 50 MHz mehr waren es im Test bei Last auf beispielsweise nur zwei Kernen wiederholt. Das Verhalten zeigen aber alle CPUs aus der Serie in mehr oder weniger großem Ausmaß. Aus dem beispielsweise eigentlich mit maximal 4,9 GHz Turbo taktenden Ryzen 9 5950X sind mit dem Muster der Redaktion dauerhaft über 5,0 GHz herauszuholen.

Im Alltag sind es dann die Details, die beide CPUs neben dem 3D-Cache trotzdem markant unterschieden. In Cinebench R20 als auch Blender werden sie schnell sichtbar, in erster Linie natürlich beim Takt, der aber entgegen dem Papier, nur rund 180 MHz auseinander liegt.

Der Blick zum Stromverbrauch verdeutlicht die abgesenkte Spannung der neuen Modelle. AMD erklärte vorab, den Prozessoren mit gestapeltem L3-Cache nicht mehr als 1,35 Volt zumuten zu wollen, das beträgt sich mit dem jungen Prozess noch nicht. Um genügend Sicherheitsreserve zu haben, ist die Spannung im Alltag noch niedriger, im Vergleich zum klassischen Ryzen 7 5800X bleibt sie deutlich darunter. Das hat natürlich Auswirkungen auf den Verbrauch, die Package Power ist in allen Lebenslagen deutlich geringer.

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