Cinco grandes cosas que AMD ha logrado con los procesadores Ryzen

Hoy podemos decir, con total convicción y sin miedo a equivocarnos, que los procesadores Ryzen han marcado un importante punto de inflexión en el sector, y en sentido amplio, aunque para entenderlo, necesitamos hacer un poco de historia.

Venid, acompañadme a realizar un pequeño viaje en el tiempo. Nos vamos a 2011, fecha en la que AMD presentó los procesadores FX serie 4100, 6100 y 8100, una generación con la que la compañía intentó adelantarse a su época al apostar por una configuración inimaginable que tocaba techo en los ocho núcleos.

Pensar en procesadores de ocho núcleos dirigidos al mercado de consumo general era un sueño que AMD hizo realidad en aquel momento, pero lamentablemente, no supo encontrar el camino correcto. La arquitectura modular con recursos compartidos que utilizaba Bulldozer, la arquitectura de aquellos procesadores FX, permitió integrar ocho núcleos de enteros, pero solo cuatro unidades de coma flotante.

Esa sencilla descripción nos permite entender por qué no es correcto decir que un FX 8120 tenía ocho núcleos, y por qué dicho procesador ofrecía un rendimiento, en multihilo, similar o inferior (según la prueba utilizada) al de un Core i7 2600, un chip con cuatro núcleos que podía manejar ocho hilos gracias a la tecnología HyperThreading.

A nivel de rendimiento monohilo, Bulldozer fue, en su primera generación, un paso atrás frente a la arquitectura AMD K10, utilizada en los excelentes Phenom II. AMD logró mejorar la situación con la arquitectura Piledriver, utilizada en los FX 4300, 6300 y 8300, pero no pudo terminar de enderezar lo que había sido un movimiento erróneo desde el principio.

Con Bulldozer, AMD apostó por el conteo de núcleos en una época en la que apenas se estaban empezando a aprovechar los procesadores de cuatro núcleos, y en la que lo más importante era el IPC y la frecuencia de trabajo. Esa realidad tardó muchos años en cambiar, de hecho Intel mantuvo las configuraciones máximas de cuatro núcleos y ocho hilos, en el sector de consumo general, hasta 2017.

1.-Los procesadores Ryzen devolvieron a AMD al camino correcto

La arquitectura Bulldozer no cumplió con las expectativas de AMD, pero representó una inversión importante para la compañía de Sunnyvale, que no tuvo más remedio que intentar rentabilizarla al máximo hasta encontrar la manera de recuperarse. Fue complicado, ya que Bulldozer y sus derivados estuvieron con nosotros desde 2011 hasta 2017, fecha en la que llegaron los procesadores Ryzen de primera generación.

Cuando AMD lanzó los procesadores Ryzen generó mucha expectación. Era una apuesta arriesgada, ya que la compañía de Sunnyvale partía de un diseño MCM (módulo multi-chip) que algunos confundieron con un «Bulldozer mejorado». Ese error no hizo ningún bien a AMD, y sembró unas dudas injustificadas ante una generación de procesadores que puso el sector «patas arriba».  

El Ryzen 7 1800X, el buque insignia de una generación que logró marcar un punto de inflexión, y que puso fin a la rutina en la que había entrado Intel con las configuraciones de cuatro núcleos y ocho hilos.

Recuerdo que, cuando surgieron los primeros análisis de los procesadores Ryzen serie 1000, vi muchas cosas que no me cuadraban. Se hablaba de problemas graves con las configuraciones de memoria, de fallos a nivel de BIOS que podían dejar inutilizada la placa base, y también críticas centradas en menospreciar su rendimiento porque no estaban al nivel de la arquitectura Kaby Lake en términos de IPC.

Quiero pensar que todas esas críticas y esos problemas fueron fruto del desconocimiento y de un enfoque equivocado, ya que en mi caso no tuve problemas con las memorias, y tampoco con la BIOS ni con el overclock del Ryzen 7 1800X. Es cierto que tuve que ajustar manualmente las frecuencias y las latencias de las memorias, y que me vi obligado a subir el voltaje del Ryzen 7 1800X para lograr un overclock razonable, pero creo que son cosas básicas que debería saber hacer cualquier persona dentro de este mundillo.

Sobre el tema del rendimiento monohilo y las bajas frecuencias de los procesadores Ryzen de primera generación sí, no hay duda de que estaban por detrás de los Intel equivalente, pero quedarse ahí impedía ver todo lo que había detrás de los procesadores Ryzen serie 1000. AMD había mejorado el IPC en 52% frente a Bulldozer, quedándose a medio camino entre Haswell  y Skylake, y había sido capaz de crear procesadores de 8 núcleos y 16 hilos con un precio de 359 euros, cifra que, hasta entonces, solo nos permitía comprar un chip de 4 núcleos y 8 hilos.

No hay duda, con los procesadores Ryzen de primera generación, AMD demostró no solo que podía volver a competir con Intel, sino que además podía superarla en valor precio-prestaciones. 

Con todo, la compañía de Santa Clara tuvo una importante carta a su favor, y es que, por aquél entonces, los procesadores con dos núcleos y cuatro hilos todavía eran «el estándar» óptimo del que partir.

Por suerte para AMD, muchos consumidores se sintieron atraídos por el valor que ofrecieron los procesadores Ryzen de primera generación, ya que representaban una inversión más interesante a largo plazo al contar con más núcleos e hilos. La llegada de PS4 Pro y de Xbox One X también impulsó el aprovechamiento de un mayor número de núcleos e hilos en juegos, lo que benefició a AMD, y el auge de los streamers fue otro factor clave para el éxito de los procesadores Ryzen, ya que al ofrecer más núcleos e hilos por menos dinero se perfilaban como una opción más interesante para estos usuarios.

Los procesadores Ryzen fueron la salvación de AMD. Tras el fracaso de Bulldozer, estaba claro que la compañía de Sunnyvale se lo jugaba todo a una carta, y esa carta acabó siendo una de las más altas de la baraja. Un logro importante, pero no fue el único.

2.-AMD democratizó los procesadores de 8 núcleos y bajó precios

En 2016, antes de la llegada de los procesadores Ryzen de primera generación, si queríamos hacernos con un procesador de 8 núcleos y 16 hilos teníamos que comprar un Core i7 6900K, un chip basado en Broadwell-E y fabricado en proceso de 14 nm que trabajaba a 3,2 GHz-3,7 GHz, modo normal y turbo. Su precio llegó a alcanzar, en España, los 1.300 euros, una locura que, obviamente, lo alejaba del mercado de consumo general.

Cuando AMD lanzó los procesadores Ryzen, democratizó por completo los procesadores de 8 núcleos y 16 hilos. El Ryzen 7 1700, equipado con 8 núcleos y 16 hilos a 3 GHz-3,7 GHz, tenía un precio de 359 euros, es decir, tenía una diferencia de precio con el Core i7 6900K de casi mil euros. Esto permitió que muchos usuarios pudieran cumplir su sueño de montar un PC pensado para trabajo y ocio sin tener que invertir una fortuna, y con la llegada de las futuras generaciones de procesadores Ryzen el precio de los modelos anteriores se redujo hasta tal punto que, con la transición a los Ryzen 3000, era posible encontrar el Ryzen 7 1700 por poco más de 100 euros.

Fue tremendo lo que consiguió AMD a la hora de democratizar los procesadores multinúcleo gracias a Ryzen, ¿pero sabes cómo fue posible? Pues muy sencillo, gracias al salto a un diseño MCM.  

Os dejo un resumen simplificado por si vais un poco justos de tiempo:

• Intel utiliza un diseño de núcleo monolítico. Para crear un procesador de 8 núcleos, utiliza una única pastilla de silicio que contiene todos los núcleos.
• AMD utiliza un diseño módulo multi-chip. Para crear un procesador Ryzen 1700, con 8 núcleos, se combinan dos pastillas de silicio, llamadas unidades CCX, que integran cuatro núcleos cada una.
• Con Zen 2 se introdujo el chiplet, formado por dos unidades CCX (8 núcleos), y se externalizó el conjunto de elementos I/O a un chip externo, como vemos en la imagen inferior.
• Zen 3 eliminó las dos unidades CCX por chiplet, dando forma a un diseño de núcleo monolítico, donde el chiplet está formado por un bloque de 8 núcleos con acceso total a 32 MB de L3. Esto ha sido clave para mejorar el IPC de los procesadores Ryzen 5000.

Obviamente, es más complicado trasladar a la oblea un diseño de núcleo monolítico que uno de tipo MCM. Siguiendo el ejemplo que hemos visto en la explicación anterior, hay más posibilidades de que algo salga mal cuando tenemos que fabricar un chip de ocho núcleos que cuando tenemos que hacer lo propio con uno de cuatro núcleos.

Por tanto, un diseño MCM como el que utilizaban los procesadores Ryzen 1000 era mucho más barato de trasladar a la oblea, y encima AMD podía utilizar las unidades CCX defectuosas (con núcleos no funcionales) para crear los Ryzen 5 1600, que tenían 6 núcleos repartidos en dos unidades CCX (3+3), y los Ryzen 5 1500 y Ryzen 3 serie 1000, que tienen 4 núcleos repartidos en dos unidades CCX (2+2).

La tasa de éxito a nivel de oblea que tenía Zen, arquitectura de los procesadores Ryzen de primera generación, no solo era enorme, sino que además permitía a AMD aprovechar a la perfección casi todas las unidades CCX que salían como chips defectuosos, pero funcionales. Esto se traducía en un enorme margen de maniobra a nivel de costes, y fue clave para que la compañía de Sunnyvale pudiera adoptar una política de precios tan agresiva.

3.-Superó a Intel en rendimiento monohilo

Cuando Intel lanzó los procesadores Kaby Lake, los Core de séptima generación, la diferencia entre estos y los FX serie 8300 y en rendimiento monohilo era enorme, tanto que el primero llegaba a doblar al segundo en Cinebench R15 funcionando a frecuencias de stock. Esa gran diferencia estaba motivada por la distancia que separaba a ambos procesadores en términos de IPC, ya que a nivel de frecuencias, los dos estaban en un nivel similar (el FX 8350 alcanzaba los 4,2 GHz en modo turbo, y el Core i7 7700K podía llegar a los 4,5 GHz).

Como hemos dicho anteriormente, AMD se vio obligada a seguir aprovechando la base de la arquitectura Bulldozer durante varios años para poder rentabilizar la inversión que había necesitado para sacarla adelante. Esto quiere decir que, desde 2011 hasta 2017, no introdujo ninguna renovación profunda a nivel de arquitectura en sus procesadores, y que tanto Piledriver como Excavator fueron simples revisiones de Bulldozer.

Con el lanzamiento de los procesadores Ryzen de primera generación AMD dio un salto enorme en términos de IPC. Concretamente, y según los datos que proporcionó en su momento la compañía de Sunnyvale, la arquitectura Zen, base de dichos procesadores, supuso un aumento del 52% del IPC frente a Bulldozer, una mejora apabullante que confirmaba, por sí sola, que AMD no había estado escondida lamentándose, sino que había pasado los últimos años trabajando en algo grande.

Gracias a esa mejora a nivel de IPC, los procesadores Ryzen de primera generación posicionaron por encima de los Core de cuarta generación, basados en Haswell, y quedaron prácticamente al mismo nivel que los Core de quinta generación basados en Broadwell. Pude comprobarlo en todos los análisis que hice en 2017, aunque también me quedó claro que la «ausencia» de AMD tras el lanzamiento de Bulldozer, y hasta la llegada de Zen, había propiciado el desarrollo de juegos optimizados para Intel, algo especialmente claro en títulos como Fallout 4, por ejemplo.

He querido hacer hincapié en el tema de la optimización en juegos porque, de hecho, llegó a marcar diferencias muy importantes, hasta tal punto que favorecía a procesadores con un IPC inferior, y hacía que estos ofrecieran un rendimiento inflado e irreal que no se repetía en otros títulos, ni siquiera en los más exigentes. Por fortuna, con el paso del tiempo esta situación cambió, y hoy por hoy, ese problema es cosa del pasado.

No hay duda, Zen permitió a AMD recortar distancias en términos de IPC, pero Intel seguía estando por encima. Esto generó muchas dudas sobre si la compañía de Sunnyvale realmente había tomado el camino correcto. ¿Podría AMD llegar, con un diseño MCM, a superar el diseño de núcleo monolítico de Intel? Cuando llegó Zen+, los más escépticos aprovecharon para poner el grito en el cielo, y respondieron a esa pregunta con un no rotundo.

Es cierto que Zen+, una arquitectura que fue utilizada en los procesadores Ryzen de segunda generación, supuso una evolución menor de la arquitectura Zen, fue una simple revisión que mejoró el IPC en un 4%, aproximadamente, y que subió un poco las frecuencias de trabajo frente a la generación anterior. El Ryzen 7 1800X podía llegar a 4 GHz con el modo turbo, mientras que el Ryzen 7 2700X alcanzaba los 4,35 GHz.

Con Zen+, AMD no logró superar a Intel en IPC, pero quedó un poco más cerca, lo que dio a Intel motivos para empezar a preocuparse. La compañía de Santa Clara reaccionó, pero no lo hizo introduciendo una arquitectura totalmente nueva, sino que mantuvo el diseño de Skylake, y el IPC, y se limitó a elevar el número de núcleos y las frecuencias de trabajo con Coffee Lake.

Cuando AMD lanzó Zen 2 fue cuando Intel definitivamente se dio cuenta de que tenía que bajarse de la nube en la que se encontraba. Zen 2 aumentó el IPC en un 17% frente a Zen+, y fue la confirmación definitiva de que AMD no solo había dado en el clavo al elegir un diseño MCM para sus procesadores de alto rendimiento, sino que además podría llegar a superar a Intel en rendimiento monohilo, a pesar de la primera utilizaba un diseño de núcleo monolítico, algo que, finalmente, ocurrió con Zen 3.

La presentación de Zen 3 se produjo a finales del pasado, año. Esta arquitectura utiliza el mismo diseño tipo MCM que vimos en los procesadores Ryzen de primera generación, pero trae cambios importantes que permitieron una mejora del IPC del 19% frente a Zen 2. 

Con Zen 3, AMD logró superar en IPC a Intel. Gracias a esto, los procesadores Ryzen 5000 han logrado superar a los Core serie 10 en rendimiento monohilo sin ningún problema, incluso a pesar de que estos últimos alcanzan frecuencias de trabajo más elevadas, gracias a su diseño de núcleo monolítico y a los agresivos modos turbo que integró Intel en dicha generación.

4.-Y aplastó al gigante del chip en rendimiento multihilo

Sí, es verdad que la diferencia en rendimiento monohilo que existe entre los procesadores Ryzen serie 5000 y los Core 10 no es enorme, sobre todo si valoramos a ambos procesadores de forma general y no nos limitamos al IPC, pero cuando comparamos un procesador Ryzen 5000 y un procesador Core 10 a la misma frecuencia, el primero se impone con un margen del 7%.

Con el anuncio de los procesadores Rocket Lake-S de Intel, muchos han empezado a preguntarse si AMD será capaz de mantener la corona del rendimiento monohilo, algo que, ciertamente, no podemos asegurar al tratarse de una victoria tan ajustada a favor de la compañía de Sunnyvale, pero de lo que sí podemos estar convencidos es de que seguirá arrollando a Intel en rendimiento multihilo.

Como hemos dicho, un procesador Ryzen 7 5800X a 4 GHz ofrece, de media, un 7% más de rendimiento que un Core i7 10700K a 4 GHz. Ambos tienen 8 núcleos y 16 hilos, pero no son las opciones más potentes que ofrecen actualmente Intel y AMD. La primera comercializa el Core i9 10900K, que tiene 10 núcleos y 20 hilos, mientras que la segunda tiene en su haber el Ryzen 9 5950X, un chip que alcanza la friolera de 16 núcleos y 32 hilos.

Los números hablan por sí solos, pero vamos a ilustrarlos con los resultados de Cinebench R20, una prueba en la que el Core i9 10900K alcanza, funcionando a frecuencias de stock, los 6.155 puntos, mientras que el Ryzen 9 5950X logra 10.409 puntos. Sí, la diferencia es abrumadora, y esta situación no solo no cambiará con la llegada de Rocket Lake-S, sino que podría ir a más, ya que se comenta que dicha generación solo tendrá configuraciones máximas de 8 núcleos y 16 hilos.

No quiero dejarme algo importante, y es que AMD está trabajando en Zen 4, una arquitectura que dará vida a los procesadores Ryzen 6000, y que supondrá el salto al proceso de 5 nm. Se rumorea que AMD podría aprovechar ese nuevo proceso de fabricación, y la reducción del tamaño de los transistores, para aumentar el máximo de núcleos e hilos en los procesadores Ryzen 6000. Todavía no hay nada definitivo, pero lo más lógico sería ver configuraciones de hasta 32 núcleos y 64 hilos.

Obvia decir que, si ese salto se llegase a producir, Intel quedaría en una posición complicada dentro del mercado de consumo general, ya que AMD ofrecería procesadores con una configuración de núcleos e hilos impresionante, mientras que el gigante de Santa Clara solo habría llegado a configuraciones de hasta 16 núcleos y 32 hilos, siempre y en configuración big.LITTLE, siempre que las informaciones que hemos visto sobre Alder Lake-S sean ciertas.

Con Zen, AMD logró doblar el número de núcleos e hilos que ofrecía Intel en aquel momento en su catálogo de procesadores de consumo general. Con Zen 2 hizo lo mismo, ya que los procesadores Ryzen serie 3000 alcanzaban un máximo de 16 núcleos y 32 hilos, mientras que el Core i9 9900K llegaba a los 8 núcleos  y 16 hilos, y con los procesadores Ryzen 6000, basados en Zen 4, podría volver a doblar, como hemos dicho, el máximo de núcleos e hilos de su rival directo en Intel.

5.-Liderar en términos de eficiencia y de plataforma

Volvamos a coger a viajar en el tiempo, y regresemos a 2015. En aquella época, AMD seguía enfrascada en el proceso de fabricación de 32 nm, mientras que Intel había dado el salto al proceso de 14 nm con Broadwell, una arquitectura que tuvo una vida bastante breve, pero que fue clave para propiciar la llegada de Skylake, el último gran salto en términos de IPC que ha dado Intel hasta el día de hoy.

Los procesadores FX basados en Piledriver tenían un consumo energético muy alto, generaban mucho calor y su rendimiento por vatio no se podía comparar con los procesadores Intel. Esta situación empezó a cambiar con la llegada de los procesadores Ryzen 1000, pero ha tocado techo con los procesadores Ryzen 5000, una generación que no solo ha demostrado  ser capaz de ofrecer un mayor rendimiento en monohilo y en multihilo frente a los procesadores Core 10 de Intel, sino que además es más fresca y más eficiente.

De nuevo, vamos a verlo con un ejemplo. A frecuencias de stock, un Ryzen 9 5950X, que tiene, como dijimos, 16 núcleos y 32 hilos, registra un consumo de 226 vatios trabajando a plena carga en Blender, una cifra que a priori parece elevada, pero no debemos olvidarnos de que estamos hablando de un procesador de alto rendimiento capaz de trabajar con 16 procesos y 16 subprocesos.

Para contextualizar ese resultado, vamos a ver los consumos de otros procesadores. El Ryzen 7 3700X, que tiene 8 núcleos y 16 hilos, registra un consumo de 164 vatios, y un Core i9-10900K, que tiene 10 núcleos y 20 hilos, posiciona en 301 vatios funcionando a frecuencias de stock. Como podemos apreciar, el Ryzen 9 5950X consume 75 vatios menos que el Core i9-10900K, a pesar de que el primero tiene más núcleos y más hilos.

Los procesadores Ryzen 5000 son más eficientes y ofrecen un rendimiento por vatio claramente superior, pero si miramos a los procesadores Ryzen 3000 nos encontramos con una tónica similar. El Ryzen 9 3950X, que tiene 16 núcleos y 32 hilos, registra un consumo en Blender de 238 vatios, 63 vatios menos que el Core i9-10900K, a pesar de que tiene más núcleos y más hilos.

AMD ha dado un salto cuantitativo y cualitativo con sus procesadores Ryzen, y este se ha trasladado también a la plataforma de dichos procesadores. Recuerdo que, cuando Intel ya empezaba a utilizar memoria DDR4, AMD seguía atascada en configuraciones de DDR3. Su plataforma estaba tan anticuada como los procesadores FX, pero con la llegada de Zen todo eso cambió. AMD supo ofrecer una plataforma a la última, aunque es cierto que el soporte de memorias RAM de alta velocidad estuvo algo limitado con los procesadores Ryzen de primera generación.

Con la llegada de los procesadores Ryzen 3000, y las placas base con chipset B550 y X570, AMD se adelantó a Intel al ofrecer soporte del estándar PCIE Gen4, un estándar que, todavía hoy, Intel sigue sin ofrecer en sus plataformas de consumo general, ni siquiera en las placas base Z490 tope de gama. Dicho soporte llegará con los procesadores Rocket Lake-S y las placas base LGA1200 con chipset serie 500.

Interesante, sin duda, pero decir que AMD ha logrado ofrecer la plataforma más avanzada en el mercado de consumo general sería quedarnos en la superficie, ya que también ha sabido ofrecer un valor superior, y lo ha hecho a través de tres grandes claves: mayor ciclo de vida, precios más asequibles y prestaciones más interesantes incluso en la gama media y gama baja, que se llevaban muy bien con procesadores Ryzen de alto rendimiento.

Para entender todo lo que hemos dicho en el párrafo anterior, solo tenemos que ver la enorme vida útil que han tenido las placas base con chipset serie 300, que nos permiten actualizar hasta los procesadores Ryzen 3000, los precios que tuvieron, en su momento, las placas base B350 y X370 (las primeras llegaron a estar disponibles por menos de 70 euros, y las segundas por poco más de 120 euros), y el excelente nivel de prestaciones que ofrecían incluso los modelos más económicos de las placas base B350, que soportaban overclock tanto en la CPU como en la RAM.

Sí tuviera que sacar una conclusión clave de todo esto lo tengo muy claro, AMD ha logrado situarse en una posición muy favorable porque ha hecho muy bien las cosas, no hay más. Entiendo que los procesadores Ryzen 5000 han generado polémica por su alto precio de venta, pero debemos tener claro que son los procesadores de consumo general más potentes que existen, y que AMD tiene todo el derecho del mundo, como empresa, a aprovechar su éxito para impulsar sus ingresos, algo que Intel ha venido haciendo durante muchos años, y que cualquier otra empresa haría en su lugar.

Saludos.