7950X3D vs 7950X vs 13900K: comparativa de los procesadores

Con la llegada del nuevo AMD Ryzen 7950X3D, la batalla por tener la corona en el rendimiento ha dado un giro. Por eso, en este artículo vamos a comparar los últimos y más potentes procesadores de AMD e Intel en esta batalla entre el 7950X3D vs 7950X vs 13900K. Y así podrás ver si la 3D V-Cache surte efecto sobre su hermano sin este tipo de caché y sobre el más poderoso de la competencia…

Tabla comparativa: 7950X3D vs 7950X vs 13900K

También deberías leer nuestra guía sobre los mejores procesadores del mercado.

Microarquitectura AMD Zen 4 + 3D V-Cache

Tanto el AMD Ryzen 9 7950X3D y el 7950X están basados en la microarquitectura Zen 4 (Raphael). Los núcloes de procesamiento se han fabricado en ambos casos en la tecnología TSMC 5nm. Sin embargo, la versión 7950X3D con 3D V-Cache promete elevar el rendimiento en juegos hasta en un 30%.

Configuración de chiplets y núcleos

Como sabes, el diseño de AMD es tipo chiplets, con dos CCDs en cuyo interior se encuentran los CCXs, y que en esta generación se han unificado. Además, existe un tercer chip en el empaquetado conocido como cIOD, que es la interfaz de entrada y salida que enlaza los CCDs con el «exterior», es decir, con la memoria RAM, carriles PCIe, etc.

Con esta configuración, tanto en el 7950X3D como en el 7950X, tenemos 16 núcleos en los CCX y gracias a la implementación de la tecnología SMT (Simultaneous MultiThreading), se consigue que cada núcleo pueda procesar hasta 2 threads o hilos, es decir, que el total de hilos en paralelo es de 32.

En cuanto a las frecuencias de reloj, son bastante parecidas en ambos modelos. Tan solo hay una ligera bajada de la frecuencia a la que funcionan todos los núcleos en el modelo con 3D V-Cache, y es que, al ser un empaquetado 3D, se ha preferido reducir la potencia disipada para no generar problemas.

Ten en cuenta que la 3D V-Cache, al estar montada sobre el chip de cómputo es más sensible a cambios de voltaje, consumo y temperatura. De hecho, AMD ha bloqueado en el caso de la unidad 7950X3D la posibilidad de realizar overclocking de forma manual alterando los voltajes y la frecuencia, pese a estar desbloqueado. Tan solo se podrá usar OC mediante Precision Boost Overdrive o una nueva función en Ryzen Master denominada Curve Optimizer con modo auto overclocking. Ésta sondea los mejores valores de voltaje y frecuencia para los núcleos en función del consumo para ajustar los valores PPT, TDC y EDC.

Memoria cache 3D

Ahora bien, donde existe mayor diferencia es en la memoria caché de ambos modelos. Mientras que el 7950X cuenta con una cantidad más reducida, el Ryzen 9 7950X3D incluye un chip posicionado sobre el chip que contiene los núcleos y que añade 96 MB adicionales de esta memoria L3. Aquí es donde viene la mejora de rendimiento en gaming y otras tareas que he citado anteriormente.

Hay que decir que la gestión de la memoria 3D V-Cache y el bus Infinity Fabric se realiza a través del IO, modificando el rendimiento de los núcleos dinámicamente y haciendo que si no se necesita toda la caché adicional, se de prioridad a la L3 del CCX, ya que esto puede maximizar el rendimiento al estar más próxima a las unidades de cálculo.

La configuración de memoria caché normal en el segundo CCD (solo en uno de ellos usa 3D packaging) se mantiene invariante respecto al 7950X, es decir, tenemos un bloque de 32 MB, 1 MB de caché L2 en cada núcleo sumando 16MB en total y 64 KB (32 KB L1D + 32 KB L1I) para cada núcleo. En total tenemos 144 MB sumando L2+L3+3D V-cache. Infinity Fabric mantiene su bus de escritura de 16 bits/ciclo y 32 bits/ciclo de lectura.

Como hemos mencionado antes, al tener un chip de cómputo que emite calor y sobre él otro chip de memoria que también emite calor, el procesador 7950X3D es más sensible a la temperatura y consumo que el 7950X. Por eso, se ha bajado el TDP y la Tj Max, como se aprecia en la tabla que puse al principio del artículo.

Chiplet I/O y memoria RAM

El chiplet de entrada y salida del AMD Ryzen 9 7950X3D es el mismo que para el 7950X, por tanto, en este sentido no hay cambios. Además, debes saber que está fabricado en un proceso de fabricación de 6 nm de TSMC. Tenemos un bloque Infinity Fabric de intercambio de datos con los CCD (fclk), al cual llega un bus de 32 bits/ciclo proveniente del controlador de memoria (uclk) y un bus de 64 bits/ciclo proveniente del controlador I/O de puertos (lclk), añadiendo un tercer elemento de sincronización (SyncFIFO) para fclk y uclk.

Eso sí, lo que si ha cambiado en Zen 4 respecto al I/O Die de Zen 3 es que se ha integrado la iGPU en él, concretamente una AMD Radeon RDNA 2, con soporte para HDMI y DisplayPort. También se añade decodificación AV1 y codificadores/decodificadores H.264/H.265. Sin duda una solución inteligente de AMD para quitar algo de espacio en los CCD al no integrar la GPU allí.

Por otro lado, en Zen 4, AMD introdujo la tecnología de perfiles de memoria RAM DDR5 AMD EXPO, cuyo funcionamiento es similar a Intel XMP pero de código abierto. Además, en Zen 4 modifica la relación de relojes entre CPU y RAM de forma que encuentra el punto dulce con una relación en Infinity Fabric de 2:3 en fclk: memclk y de 1:1 en fclk: uclk.

El módulo I/O aumenta considerablemente su capacidad al contar con 28 lanes PCIe Gen5, los cuales estarán divididos en:

• 4x para el enlace con el chipset (Downlink en modo PCIe Gen4)
• 16x para ranura de tarjetas gráficas o expansión
• 8x para SSD NVMe o expansión.
• Soporte nativo de hasta 4 puertos USB de 10 Gbps y 1 USB de propósito general.

Microarquitectura Intel Raptor Lake

Por otro lado, vamos a enfrentar a esas dos CPUs de AMD con microarquitectura Zen 4 con la microarquitectura Intel Raptor Lake-S para ver qué tal se comporta. Y para conocer algo más de lo que ofrece ésta respecto a su competidor, vamos a ver algunos detalles interesantes.

Lo primero que hay que decir es que el Intel Core i9-13900K con el que enfrentaremos los AMD Ryzen 9 7950X3D y 7950X, es un procesador fabricado en un nodo algo menos avanzado, ya que aunque Intel lo llame Intel 7, realmente es un 10 nm SuperFin mejorado. Pese a eso, se ha conseguido mejorar la frecuencia de reloj en hasta 600 Mhz respecto a la 12ª Gen.

Además, Intel también ha conseguido demostrar en los benchmarks que se ha mejorado el rendimiento en un 15% en single-thread, un 41% en multi-thread y un 40% en rendimiento general con respecto al 12900K. Pero ¿será suficiente para competir con el AMD Ryzen 7950X3D? Esto lo contestaremos más adelante…

Arquitectura heterogénea

Como han hecho otros, como Arm o Apple, Intel también se ha unido a las arquitecturas multinúcleo heterogéneo. Es decir, un híbrido que incluye dos tipos de núcleos diferentes. Por un lado tenemos los P-Core (Performance), que son núcleos de alto rendimiento, pero de mayor tamaño y mayor consumo. Y por otro lado tenemos los E-Core (Efficience) que son más pequeños, con menor consumo, pero también con menor rendimiento. De esta forma, puede usar unos u otros en función de la carga, siendo así más eficiente.

En el nuevo Intel Core i9-13900K (Raptor Lake-S) se ha usado una microarquitectura denominada Raptor Cove para los P-Core, y con un total de 8 núcleos de este tipo, capaz de aguantar frecuencias de reloj de hasta 5.8 Ghz (con Turbo Boost Max 3.0, en ráfagas en un solo núcleo).Por supuesto, estos núcleos también tienen HyperThreading, es decir, la marca que usa Intel para designar SMT, por lo que cada núcleo puede ejecutar 2 threads o hilos en paralelo, lo que da un total de 16 Threads para los P-Core.

Por otro lado tenemos los E-Core, basados en una microarquitectura denominada Gracemont y que es parecida a Alder Lake. El Intel Core i9-13900K cuenta con un total de 16 núcleos de este tipo, pero sin HT, por lo que solo puede desarrollar 16 threads en paralelo, y no 32. Además, estos núcleos no solo son más simples, también ven reducida sus frecuencias. De hecho, solo puede aumentar hasta 4.3 Ghz en el modo Turbo.

Caché mejorada y MTP aumentado

En lo referente a la memoria caché, también ha habido una mejora en Raptor Lake-S respecto a Alder Lake. Ahora se cuenta con un bloque de 36 MB de L3, lo que significa 6 MB más que en el 12900K. Es una SmartCache, accesible por todos los núcleos. En cambio, la L2 y la L1 es diferente para los dos tipos de núcleos:

• P-Core: 2 MB por núcleo de L2 unificada, y 32 KB L1I y 48 KB L1D.
• E-Core: 4 MB por núcleo de L2 unificada, y 64 KB L1I y 32 KB L1D.

Intel también ha anunciado mejoras para el Intel Thread Director de Windows, el cual se encarga de gestionar las instrucciones del sistema y distribuir los subprocesos de forma más eficaz y eficiente entre los núcleos heterogéneos. Y es que en el pasado hubo algunos problemas de optimización de éste que se están tratando de solventar para exprimir al máximo las ventajas de la arquitectura híbrida.

En cuanto a la configuración TDP del Intel Core i9-13900K, este término se ha rebautizado como PBP (Processor Base Power), que también conocemos como PL1, siendo de 125W para las CPU -K de Intel en la 13ª Gen. Digamos que este será el consumo base del procesador o disipación de potencia con carga de trabajo complejas.

La medida que cambia será el modo turbo, lo que conocemos por PL2 o MTP (Maximum Turbo Power), que pasa de 241W a 253W para el 13900K. Esta será la cifra máxima de disipación de potencia, pudiendo alcanzarse con Thermal Velocity Boost para dar el máximo rendimiento del procesador de forma temporal.

Existe un tercer valor variable en estas CPUs denominado Tau o tiempo de duración del estado PL2, el cual se gestiona automáticamente desde el BIOS/UEFI según las temperaturas de la CPU (mientras mejor refrigeración, mayor Tau). Además, existe una opción adicional en las placas base denominada Dual Tau Boost que le indica a la CPU cuánto tiempo adicional puede permanecer en PL2 siempre que sea posible.

North Brigde e IGPU

Otra gran novedad la encontramos en la interfaz de E/S o I/O. En la interfaz de entrada y salida del Intel Core i9-13900K se han mejorado algunos aspectos, aunque no sustanciales. Y son referente a la memoria RAM soportada, que ahora permitirá usar módulos DDR5 de hasta 5600 MT/s cuando hablamos de 1 módulo DIMM por canal, y hasta 4400 MT/s cuando tenemos una configuración de 2 módulos por canal, es decir, para 1DPC y 2DPC respectivamente.

Por otro lado, también se incluye la tecnología Intel XMP 3.0, similar a AMD EXPO, solo que en este caso hay que destacar algo importante que no sucedía en los 7950X3D y 7950X, y es que se acepta también memorias DDR4 en placas base más baratas, y no solo DDR5.

El recuento de carriles PCIe sigue siendo el mismo con 16 PCIe Gen5 conectados casi siempre a las ranuras PCIe, y 4 carriles PCIe Gen4 conectados a una ranura M.2. La interfaz de comunicación DMI o Direct Media Interface se mantiene en la versión 4.0, utilizando para ello 8 carriles de 128 Gbps en subida y bajada independientes a los PCIe.

Por último, y no menos importante, tenemos los mismos gráficos integrados Intel UHD Graphics 770 de la generación 12. Éstos se basan en un nodo de 10 nm igual que los presentes en la serie Alder Lake. Tienen un recuento de 32 unidades de ejecución y 256 shaders, aumentando su frecuencia a 1,65 MHz. Soportarán DirectX 12, HDCP 2.2 y hasta tres conexiones de vídeo 4K, integrando Intel Gaussian & Neural 3.0. Y que, como era de esperar, están un poco por debajo del rendimiento de los AMD Radeon.

7950X3D vs 7950X vs 13900K: Laboratorio de pruebas y rendimiento

Bien, una vez analizadas ambas microarquitecturas de los AMD Ryzen 9 7950X3D y 7950X, además de la Intel Core i9-13900K, ahora toca poner a prueba a todos ellos para ver realmente de lo que son capaces.

Benchmarks (Tests sintéticos)

Los test que hemos utilizado para comparar a los tres procesadores más potentes del momento, junto con los resultados obtenidos, son:

• Cinebench R23 (Puntuación CPU)

• 3DMARK Fire Strike (DX11) y Time Spy (DX12) (Physics Score)

• VRMark Orange Room (rendimiento en RV)

• PCMark 10 (Rendimiento de la CPU)
  

Pruebas en juegos

Y una vez realizadas las pruebas de tests sintéticos, ahora toca poner a prueba los 7950X3D, 7950X y 13900K en gaming. Para ello, se probarán con distintas resoluciones gráficas en varios videojuegos AAA para ver la tasa de FPS que alcanzan:

Recuerda que mientras menor es la resolución, más influye el rendimiento de la CPU (y menos la GPU) en juegos.

• Shadow of the Tomb Raider
  

• Far Cry 5

• DOOM Eternal

• Final Fantasy XV

• Deus Ex: Mankind Divided

• Metro Exodus

Como vemos, es aquí donde la 3D V-Cache comienza a hacer efecto, ganando en rendimiento.

Consumo y temperatura

Esto ha sido todo en cuanto a rendimiento, pero ahora vamos a ver cómo se comportan los chips 7950X3D vs 7950X vs 13900K con respecto a la temperatura y al consumo de potencia, ya que en esto sí hay mayor diferencia por los nodos de fabricación y al ser una arquitectura homogénea contra otra heterogénea:

En estas mediciones, menos es mejor.

• Temperatura (medida en ºC)

• Consumo (medido en W)

Como ves, los datos monitorizados por HWiNFO muestran diferencias notables entre los procesadores.

Conclusión acerca de Intel Core i9 vs Ryzen 9

En conclusión, como vemos, las diferencias de la 3D V-Cache no son tan notables en cuanto a rendimiento puro en los benchmarks. Es en los videojuegos donde se empieza a notar la diferencia, y donde el AMD Ryzen 9 7950X3D es el rey indiscutible, superando al AMD Ryzen 9 7950X y al Intel Core i9-13900K. Y ten en cuenta que la frecuencia de reloj es muy importante para ganar rendimiento en gaming, por tanto, si se acelerara un poco más el 7950X3D, la diferencia podría ser aún mayor en los juegos probados…

Además, hay que destacar algo bastante importante, y es que se nota que Intel está exprimiendo al máximo su nodo Intel 7, ya que los consumos y la temperatura alcanzada por el chip de esta compañía son preocupantes, y eso que son en Stock, sin overclocking… Por tanto, en esto también gana AMD en sus dos procesadores probados aquí.