안녕하세요 ITKBJ 김병장입니다.

오늘 제가 리뷰할 제품은, AMD에서 출시한 Zen 3 기반, 소비자용으로 나온 최고라인업 CPU인 AMD Ryzen 9 5950X를 가져왔습니다.

AMD는 Zen 아키텍쳐를 도입한 이후 무서운 속도로 발전하며, 현재 아키텍쳐인 Zen 3에서는 경쟁사인 인텔의 CPU를 압살해버리는 모습을 보여주고 있습니다.

AMD는 Ryzen CPU 라인업을 다음과 같이 구성하였습니다.

오늘 리뷰할 AMD Ryzen 9 5950X의 경우, 일반 소비자용 라인업으로 나온 CPU중 최상위 라인업인 Ryzen 9 5950X이며, 16코어 32쓰레드라는 어마어마한 코어와, 최대클럭 4.8Ghz의 높은 성능으로 인해 많은량의 작업이 필요한 곳에서 주로 사용됩니다.

그 목적에 따라 저 역시, 제가 대학에서 연구하는 프로그램이나 서버군들의 프로그램들을 중점적으로 이용하여 리뷰하고자 합니다.

사실... 일반 소비자가 구매 가능한 최고라인업 CPU이기 때문에, 최고의 소비자용 CPU라고 했지만, 실질적으로는 HEDP라 불리는 High-End Desktop Processor, 즉 고성능 프로세서와 서버용 CPU에 비교해도 버금가는 어마어마한 성능의 CPU입니다.

메인보드에 장착을 해보았습니다.

사용한 메인보드는 Gigabyte X570 AORUS ELITE WIFI 모델입니다. 

써멀 구리스는 고급 메인보드답게 고급 써멀인 써멀그리즐리 Kryonaut을 사용하였으며,

쿨러의 경우 써멀테이크 플로우 링 RGB 360 TT 프리미엄 에디션 3열수랭을 이용하였습니다.

이번 리뷰의 벤치마크는 크게 2개의 테마로 나누었습니다.

먼저 Zen 2 아키텍쳐와 Zen 3 아키텍쳐의 비교를 위해, 3800X를 가져와 코어제한을 건 후 성능을 측정, 아키텍쳐의 발전에 따른 성능향상에 대해 알아봅니다.

다음은, Ryzen 9 5950X의 성능을 모두 이끌어내는 다코어 작업, 주로 연산과 서버군 등의 작업에 대해 비교해보았습니다.

먼저 일반 게이밍 벤치마크입니다.

먼저 사전에 양해를 드리자면, GPU 수급난으로 인해 교체가 불가하여 GTX1080을 이용하였으며, 메모리 수율로 인해 2133MHz 기본클럭에서 진행했음을 알려드립니다. 정규 클럭에서의 실제 성능은 더 높습니다.

측정은 평균 프레임을 기점으로 했습니다. Zen 2 대비 Zen 3에서 높은 성능 향상을 보임을 알 수 있습니다. 동일한 상태에서 CPU를 바꿨을 뿐인데 말이죠.

이부분에 대해 조금 전문적으로 다가가보자면,

CPU는 연산을 매우 빠르게 하기 때문에 그만큼 빠른 저장소가 필요합니다. 하지만 현재 메모리의 속도는 CPU에 비해 매우 낮기 때문에, CPU내부에 매우 빠른 저장소인 Cache를 놓습니다.

이 Cache가 Zen 2에서는 보시는것처럼 가운데 길에 가로막혔지만, Zen 3에서는 이를 하나로 합쳐 지연시간을 줄여주었습니다.

이는 근본적으로 연산에 걸리는 지연시간이 줄어들기 때문에, 전반적인 성능이 향상되며, 일부 작업에 대해 높은 성능향상을 보이기도 합니다.

위 사진은 제가 개발에 참여하고있는 FlightSimulator 2020의 같은 지점, 같은 환경에서의 차이입니다.

당시 환경에서는 Coherent라고 불리는 구형 엔진의 결함으로 인해 프레임이 매우 낮게 나오는 상태였습니다.(현재 프레임은 훨씬 높습니다.)

보시면 MainThread, 연산에 관한 쓰레드인데, 연산 쓰레드에서 10ms 지연시간 감소,

RDR Thread, 렌더링에 사용되는 쓰레드, 렌더링 쓰레드에서 4ms 지연시간 감소,

Manipulators, 파이프라인 관련 쓰레드이며, Shuttering 감소 및 3ms 지연시간 감소,

CoherentGTDraw, 시뮬레이터 내부 SVG 등 벡터 연산, 30ms 이상 지연시간 감소.

이러한 연산상의 지연시간의 감소가 15fps라는 큰 차이를 만들어 냈습니다.

이러한 관점에서 보았을 때 Zen 2 -> Zen 3 아키텍쳐의 발전은 놀랍다고 볼 수 있죠.

다음은 머신러닝 관련 벤치마크입니다.

머신러닝은 GPU로 작업하지만, 일부러 CPU로 테스트할 수 있는 옵션이 있으며, 사용 CPU수의 제한으로 인해(모듈) 6코어 고정으로 진행하였습니다.

본 그래프는 인공 신경망이 학습에 걸리는 시간을 측정한것이며, 낮을수록 좋습니다.

환경과 모델에 따라 비슷하거나 더 높은 모델도 있지만, 대부분 Zen 3 기반 5950X가 훨씬 빠른걸 볼 수 있습니다.

실제 머신러닝에는 GPU를 활용하지만, 이번만 테스트를 위해 CPU로 강제 테스트를 진행한 것입니다.

머신러닝에는 어마어마한 양의 데이터들을 부동소수점 연산을 하기 때문에, 높은 성능과 많은 코어, 적은 지연시간을 요구합니다.

이러한 상황에서 보았을 때 Zen 3 아키텍쳐를 활용한 5950X는 상당히 좋은 CPU임을 알 수 있습니다.

다음은 블랜더를 활용한 모델 export 관련 벤치마크입니다.

블랜더에서 직접 제공하는 bmw 차량이나 집, 학교 등 다양한 렌더링 상황을 연출하여 테스트를 진행하는 벤치마크입니다.

렌더링에 걸리는 시간을 측정하였습니다. 낮을수록 좋습니다.

렌더링에서는 코어가 깡패죠. 코어가 많은 만큼 2배 이상의 성능을 보임을 알 수 있습니다. 오브젝트가 많아지는 작업일수록 더 많은 성능차가 나타나는 것을 알 수 있습니다.

다음은 Matlab을 이용한 벤치마크입니다.

Matlab은 공학분야에서 폭넓은 분야에 사용되는 프로그램이며, 자체 벤치마크 프로그램을 이용하였습니다.

매트랩에서의 작업은 주로 부동소수점 / 메모리 엑세스 / 그래픽 렌더링을 테스트하며, 걸린 시간을 측정한 것 이라 낮을수록 좋습니다.

각 테스트에 관심있으시다면 다음 사이트를 방문해보시면 좋을 것 같습니다.

https://kr.mathworks.com/help/matlab/ref/bench.html

매트랩의 경우 역시 전체 코어를 사용하는게 아닌, 벤치마크중에는 매우 짧은 시간동안 단일코어 성능과 반응속도가 중요합니다. 그에 따라 5950X가 높은 성능을 보임을 알 수 있습니다.

다음은 우분투 서버에서 진행한 Sysbench벤치마크입니다.

Sysbench는 리눅스서버에서 부동소수점 연산을 통해 서버의 CPU 성능을 나타내는 하나의 지표입니다.

Time의 경우 너무 낮은 수치라 x 1000을 했습니다.

속도와 지연시간이 낮을수록 더 빠른 연산이 가능하며, 높은 성능을 보이는걸 알 수 있습니다.

지금까지는 성능에 관한 내용이였습니다. 동일한 메모리 클럭에서 Zen 2 -> Zen 3 아키텍쳐간 높은 성능 향상을 엿볼 수 있었고, 낮은 지연시간으로 인한 성능 향상까지, Zen 3 아키텍쳐가 어마어마함을 알 수 있었습니다.

다음은 온도입니다.

아이들 온도는 5950x가 코어가 많은만큼 조금 높으며, 풀로드는 온도제한이 걸린 70도선에서 멈추며, AVX의 경우 3도정도 더 높은 모습을 보여줍니다.

코어가 많아졌음에도 불구하고 비슷...하네요? 온도상으로는 비슷하지면 클럭은 어떻게 변하는지 확인해보았습니다.

단일코어 성능은 5950x가 훨씬 높지만, 올코어 성능은 떨어집니다. 코어가 많은만큼, 온도가 비슷하기 때문에, 올코어 클럭은 떨어질 수 밖에 없죠.

하지만 이러한 큰 성능차이에도 불구하고 온도는 비슷하고, 클럭차이는 코어 개수차이로 인해 성능이 더 뛰어나기 때문에, Zen 3 아키텍쳐를 사용한 5950X의 승리라고 볼 수 있습니다.

마지막으로 결론입니다.

수많은 벤치마크를 진행하였으며, 코어 제한을 건 상태에서 Zen 2 아키텍쳐와 Zen 3 아키텍쳐의 차이, 전체 코어를 활용할 때 특정 분야에서의 성능 차이를 알아보았습니다.

Zen 2 -> Zen 3 아키텍쳐는 캐쉬의 개선과 공정 개선으로 지연시간 감소 및 성능의 증가로 이어졌으며, Flight Simulator의 여러 시뮬레이션 쓰레드를 통해 알 수 있었으며, 다른 벤치마크에서도 큰 차이를 보여주었습니다.

전체 코어를 활용하는 블렌더나 Sysbench벤치마크에서 역시, 코어의 차이와 성능의 차이를 크게 보여주었습니다.

더 대단한건, 오늘 진행한 벤치마크가 모두 2133MHz 메모리에서 진행되었다는 것이죠. 요즘 나오는 메모리들은 대부분 시작 클럭이 3200MHz 이므로, 더 높은 성능을 기대해볼 수 있습니다.

더불어, PassMark CPU 성능 측정 지표를 가져와봤습니다.

AMD Ryzen 9 5950X의 경우 msrp는 1059.99달러이지만, 위아래로 보시면 서버 CPU와 HEDP CPU로 가득한 가운데에 위치한걸 알 수 있습니다.

높은 성능이 필요하지만 서버나 HEDP CPU를 도입하기 부담스럽다면, 일반 메인보드에서 사용 가능하며 가격도 착한 AMD Ryzen 9 5950X를 사용하면 좋을 것 같습니다.

지금까지 ITKBJ 김병장이였습니다. 감사합니다.

본 제품은 AMD Korea CPU 세일즈팀의 CPU 지원으로 제작된 컨텐츠이며, 어떠한 간섭 없이 작성자의 의견을 반영하여 작성되었음을 알립니다.