Schneller Gaming-Exot: AMD Ryzen 7 5800X3D im Test

AMD beschreitet mit dem Ryzen 7 5800X3D einen interessanten Weg. Statt wie Konkurrent Intel die Taktraten des Prozessors bis ans Limit auf Kosten der Leistungsaufnahme zu treiben, um die Gaming-Performance anzuheben, hat sich der Hersteller dazu entschieden, auf den CPU-Die einen weiteren Die mit zusätzlichem L3-Cache aufzusetzen, den sogenannten "3D V-Cache". Je nach Spiel kann sich die Gaming-Performance dadurch um bis zu 40 Prozent gegenüber dem Namensvetter Ryzen 7 5800X erhöhen. 

Durch die Anpassungen beim Fertigungsprozess, welche für das 3D-Stacking notwendig sind, musste AMD jedoch die maximale Kernspannung reduzieren. Das führt dazu, dass die Taktraten des Ryzen 7 5800X3D etwas niedriger ausfallen als bei den anderen Zen-3-Prozessoren und es gibt noch einen weiteren Abstrich: Der Multiplikator der CPU ist AMD untypisch gesperrt. Aus diesen Änderungen resultiert ein wahrer Exot, der beim Gaming das restliche Testfeld oftmals deklassiert und zeitgleich eine exzellente Effizienz bietet, im Anwendungsbereich jedoch das Nachsehen hat. 

Gaming-Benchmarks in 720p- und 1080p-Auflösung

AMD hat den Vorteil eines großen L3-Caches fürs Gaming bereits vor Jahren erkannt. So hat der Hersteller den L3-Cache bei den Octa-Cores von Zen+ mit 16 MB auf Zen 2 mit 32 MB verdoppelt und damit einen großen Sprung bei der Gaming-Performance erzielen können. Mit der Einführung von Zen 3 folgte der nächste Schritt. Zwar blieb es nach wie vor bei 32 MB L3-Cache pro Compute Die (CCD), aber der Aufbau innerhalb eines Chiplets hat sich grundlegend verändert. 

So gab es nicht länger zwei Core-Complexe (CCX) mit jeweils vier Rechenkernen und 8 MB L3-Cache, sondern nur noch einen CCX, welcher alle Rechenkerne und den gesamten Cache beherbergt. Damit kann ein einzelner Rechenkern erneut auf die doppelte Menge Cache zugreifen. Mit dem Ryzen 7 5800X3D und dem aufgesetzten 3D V-Cache hat AMD den L3-Cache der CPU auf 96 MB verdreifacht. Der Hersteller selbst gibt an, dass sich dadurch die Gaming-Performance gegenüber dem Ryzen 9 5900X (zum Testbericht) im Schnitt um 15 Prozent erhöhen soll. 

Bei unseren Tests fällt der Leistungszuwachs durchschnittlich nicht ganz so groß aus, ist mit zwölf bis 13 Prozent aber immer noch beachtlich. Ein so großer Leistungssprung geht im Regelfall nur mit einer ganz neuen Architektur einher. Das katapultiert den Ryzen 7 5800X3D in unserem Test direkt auf den ersten Platz, wobei der Vorsprung auf den Core i9-12900KS (zum Testbericht) bei guten zwei Prozent liegt. Der Teufel steckt jedoch im Detail, denn nicht alle Spiele können von dem verdreifachten L3-Cache profitieren wie "Assassin's Creed Valhalla" oder "Doom Eternal". In diesen Titeln liegt der Ryzen 7 5800X3D aufgrund der etwas niedrigeren Taktraten sogar knapp hinter dem Ryzen 7 5800X zurück, während der Core i9-12900KS das Testfeld anführt.

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Es gibt aber auch sehr gute Gegenbeispiele, allen voran "Shadow of the Tomb Raider". Hier deklassiert der Ryzen 7 5800X3D das restliche Testfeld förmlich und liegt 38 Prozent vor dem Ryzen 7 5800X sowie 24 Prozent vor dem Core i9-12900KS. Weitere Spiele, welche stark von dem 3D V-Cache profitieren, sind "Hitman 3" mit 32 Prozent, "The Division 2" mit 20 Prozent sowie "Battlefield V" und "Cyberpunk 2077" mit jeweils 19 Prozent Performance-Gewinn gegenüber dem Ryzen 7 5800X. Summa summarum haben sowohl der Ryzen 7 5800X3D als auch der Core i9-12900Ks in jeweils sechs Spielen die Nase vorne, was verdeutlicht, wie knapp es an der Spitze zugeht. 

In Full-HD beginnt die Grafikkarte bereits in manchen Spielen zu limitieren und das Testfeld rutscht näher zusammen. Das jeweilige Topmodell von AMD und Intel trennt infolgedessen im Durchschnitt nicht einmal mehr ein halbes Prozent. Ein Vorsprung auf den Ryzen 9 5900X ist zwar nach wie vor gegeben, ist aber von guten zwölf Prozent auf nur noch sieben Prozent geschrumpft. Das gleiche Bild zeigt sich im Paradebeispiel "Shadow of the Tomb Raider". Lag der Vorsprung auf den Ryzen 9 5900X in 720p noch bei 38 Prozent, so fällt er in 1080p mit guten 23 Prozent bedeutend kleiner aus. 

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Bereits diese Messergebnisse offenbaren, was der Ryzen 7 5800X3D für ein Spezialfall ist. Für High-FPS Gamer ist er eine sehr interessante Option, unter der Voraussetzung, dass das entsprechende Spiel vom 3D V-Cache profitiert. Ist das nicht der Fall, fällt der Octa-Core aufgrund der niedrigeren Taktraten sogar leicht hinter seinem Namensvetter zurück, welcher bedeutend günstiger in der Anschaffung ist. Wer wiederum in 1440p- oder 2160p-Auflösung zocken will, für den spielt die CPU sowieso nur noch eine untergeordnete Rolle, da die Grafikkarte in den meisten Fällen der limitierende Faktor ist. 

 3D V-Cache im Anwendungsbereich nutzlos

Wie speziell der Ryzen 7 5800X3D ist, beweisen dann die Benchmarks im Anwendungsbereich. Hier sind im Regelfall nur die Anzahl der Rechenkerne sowie die Taktraten innerhalb einer Architektur für die Performance entscheidend. Bei der Bild- und Videobearbeitung kann der Ryzen 7 5800X3D mit dem Ryzen 7 5800X noch ganz gut mithalten, liegt aber ein gutes Stück hinter dem Core i9-12900KS zurück, mit dem er sich bei den Gaming-Tests noch einen engen Zweikampf liefert. 

Im Schnitt über zehn Anwendungen bietet die Hybrid-CPU von Intel rund 50 Prozent mehr Performance. Noch mal deutlich kritischer wird es beim Vergleich mit dem Ryzen 9 5950X (zum Testbericht) . Dieser kostet Anfang Juni nämlich das gleiche wie der Ryzen 7 5800X3D, liefert aber 49 Prozent mehr Leistung. Der Ryzen 7 5800X wiederum ist zwar nur ein paar Prozent schneller, kostet dafür aber 200 Euro weniger. Für kreative Köpfe eignet sich der neue Octa-Core von AMD aus Preis-Leistungs-Sicht also definitiv nicht.

Das gleiche Bild zeigt sich bei den Single-Core-Tests. Da der Ryzen 7 5800X3D maximal 1,35 Volt anlegen darf, fällt der Boost-Takt mit maximal gemessen 4,55 GHz niedriger aus als bei den meisten anderen Zen-3-Prozessoren. In Zahlen liegt die CPU infolgedessen im Schnitt fünf Prozent hinter dem Ryzen 7 5800X und satte 22 Prozent hinter dem Core i9-12900KS zurück. 

Exzellente Energieeffizienz beim Gaming

Große Pluspunkte kann der Ryzen 7 5800X3D bei der Leistungsaufnahme und der daraus resultierenden Effizienz sammeln. Das liegt an zwei wichtigen Punkten: Erstens hat AMD die maximale Kernspannung auf 1,35 Volt begrenzt, da die CPU aufgrund des angepassten Fertigungsprozesses sonst instabil werden könnte. Der zweite Grund ist, dass mehr Daten im L3-Cache Platz finden und deswegen nicht in den Arbeitsspeicher ausgelagert werden müssen. Dementsprechend ist der Weg beim Datenzugriff bedeutend kürzer und ein kürzerer Weg spart Leistung ein, da weniger Energie benötigt wird. 

Leistungsaufnahme der Prozessoren im Durchschnitt aus 12 Spielen.

Beim Gaming in 1080p begnügt sich der Ryzen 7 5800X3D im Schnitt mir nur 57 Watt und liegt damit auf einem Level mit dem Ryzen 5 5600X und dem Core i5-12400, welche zwei Rechenkerne weniger mit Leistung versorgen müssen. Der Ryzen 7 5800X benötigt im gleichen Szenario 15 Watt mehr bei einer acht Prozent niedrigeren Performance. Der beim Gaming quasi gleich schnelle Core i9-12900KS genehmigt sich mit durchschnittlichen 127 Watt mehr als doppelt so viel Leistung.

Effizienz der Prozessoren im Durchschnitt aus 12 Spielen.

Für die Effizienz bedeutet das, dass sich die beiden Kontrahenten an den unterschiedlichen Enden des Spektrums wiederfinden. Der Ryzen 7 5800X3D bietet die beste Effizienz eines Octa-Cores und spielt in diesem Punkt sogar in einer Liga mit den langsameren Hexa-Cores während sich der Core i9-12900KS am Ende des Testfelds wiederfindet. Das ist ein Punkt, der vor der Einführung des 3D V-Caches vollkommen unrealistisch war: einerseits bei der Gaming-Performance ganz oben zu stehen und andererseits in puncto Effizienz ebenfalls ganz vorne mitspielen zu können.

Tabelle zur Seite scrollen für mehr Informationen.

CPU

Leistungsaufnahme Avg.

Leistungsaufnahme Max.

Temperatur Max.

Takt Avg.

Takt Max.

AMD Ryzen 5 5600

78 W

78 W

66°C

4428 MHz

4450 MHz

AMD Ryzen 5 5600X

76 W

76 W

67°C

4495 MHz

4525 MHz

AMD Ryzen 7 5700G

81 W

82 W

69°C

4439 MHz

4480 MHz

AMD Ryzen 7 5700X

78 W

78 W

64°C

4183 MHz

4250 MHz

AMD Ryzen 7 5800X

120 W

131 W

83°C

4549 MHz

4575 MHz

AMD Ryzen 7 5800X3D

99 W

104 W

83°C

4331 MHz

4375 MHz

AMD Ryzen 9 5900X

142 W

142 W

74°C

4416 MHz

4450 MHZ

AMD Ryzen 9 5950X

128 W

134 W

71°C

4145 MHz

4400 MHz

Intel Core i3-12100F

53 W

54 W

50°C

4100 MHz

4100 MHz

Intel Core i5-12400

75 W

75 W

53°C

4000 MHz

4000 MHz

Intel Core i5-12600K

119 W

124 W

60°C

4140 MHz

4500 MHz

Intel Core i7-12700K

153 W

175 W

68°C

4333 MHz

4700 MHz

Intel Core i9-12900K

217 W

233 W

80°C

4296 MHz

4900 MHz

Intel Core i9-12900KS

261 W

289 W

102°C

5103 MHz

5200 MHz

Ein Blick auf die Vollauslastung der CPU im Anwendungsbereich zeigt, dass der Ryzen 7 5800X3D weit entfernt vom Power Point Tracing (PPT) von 142 Watt operiert. Im Schnitt messen wir bei den Langzeittests rund 100 Watt, was 20 Watt weniger sind als beim Ryzen 7 5800X. Das resultiert schlussendlich in 220 MHz niedrigeren Taktraten, was den Unterschied bei der Anwendungs-Performance erklärt. Auch in dieser Disziplin benötigt der Core i9-12900KS mehr als die doppelte Leistung, ist dafür aber auch immerhin 50 Prozent schneller.

Preisliche Einordnung und Fazit

Die UVP des AMD Ryzen 7 5800X3D liegt bei 489 Euro und damit nur 40 Euro höher als beim Ryzen 7 5800X, soweit zumindest in der Theorie. In der Praxis ist der Preis für den 5800X seit dem Release drastisch gefallen, so kostet die CPU im Preisvergleich aktuell nur 299 Euro .

Für den Ableger mit 3D V-Cache sind wiederum mindestens 499 Euro fällig. Wer AMDs schnellste Gaming-CPU sein Eigen nennen will, muss dementsprechend einen Aufpreis von 200 Euro zahlen. Dafür erhält man im Idealfall eine bis zu 40 Prozent höhere Gaming-Performance, im Schnitt sind es jedoch nur zwölf bis dreizehn Prozent. Sobald die GPU zu limitieren beginnt, schrumpft der Vorsprung sogar noch weiter und bei kreativen Anwendungen ist der 5800X3D dem 5800X aufgrund der niedrigeren Taktraten leicht unterlegen.

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Hinzu kommt, dass es mit dem Ryzen 9 5950X für aktuell 509 Euro  im eigenen Lager eine CPU mit der doppelten Anzahl an Rechenkernen zum quasi gleichen Preis gibt. Die Gaming-Performance fällt zwar niedriger aus, dafür liegt aber die Anwendungsleistung um 50 Prozent höher. Auf Seiten von Intel lässt sich der Core i9-12900KF ab 568 Euro erwerben, welcher beim Gaming im Schnitt nur ein paar Prozent langsamer ist, dafür jedoch 8+8-hybride Rechenkernen bietet und dementsprechend im Anwendungsbereich klar die Nase vorne hat. Einen großen Pluspunkt gibt es beim 5800X3D noch und das ist die Effizienz. So hat AMD mit der CPU eindrucksvoll aufgezeigt, dass nicht immer an den Taktraten und der Leistungsaufnahme geschraubt werden muss, um den Gaming-Thron erobern zu können. Denn auch wenn es nur hauchdünn ist, kann der Ryzen 7 5800X3D sich in unserem Test mit dem Titel schnellste Gaming-CPU krönen und das bei einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme beim Zocken von nicht einmal 60 Watt.

Ein weiterer Pluspunkt ist AMDs Ökosystem. So sind mittlerweile für die fünf Jahre alten B350- und X370-Hauptplatinen BIOS-Updates erhältlich, welche es ermöglichen, von einem Ryzen System der ersten Stunden problemlos auf einen 5800X3D zu upgraden und einen enormen Performance-Schub zu erhalten. Das ist aber auch mit allen anderen Ryzen-5000-Prozessoren möglich, welche ein deutlich besseres Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Die Zielgruppe der CPU ist dementsprechend äußerst spitz, auch wenn das Produkt grundsätzlich sehr gut und ein großer Schritt in die richtige Richtung ist, was das Thema Energieeffizienz betrifft - hiervon könnte sich die Konkurrenz mal eine Scheibe abschneiden. Gerade aber auch unter dem Aspekt, dass mit Ryzen 7000  und dem Sockel AM5 bereits der Nachfolger in den Startlöchern steht, macht der 5800X3D eben nur noch als ein Upgrade wirklich Sinn.  

Ryzen 7 5800X3D im Detail

Der wichtigste Unterschied des Ryzen 7 5800X3D im Vergleich zum 5800X versteckt sich bereits im Namen, nämlich der 3D V-Cache. Die restlichen Eckdaten also die Core- und Thread-Anzahl, sowie die TDP und das PPT teilt sich die CPU mit dem Namensvetter. Bei dem 3D V-Cache handelt es sich um einen 41 mm 2 großen Silizium-Chip, welcher auf den CCD aufgesetzt ist, der wiederum 81 mm 2 groß ist. Das beeindruckende daran ist, dass der nur halb so große Chip mit 4,7 Milliarden mehr Transistoren beherbergt, als der gesamte Rechen-Chip des 5800X inklusive der acht Rechenkerne und dem Cache, der nur auf 4,1 Milliarden kommt. 

Da der 5800X3D sowohl mit dem AM4 Sockel als auch mit den gängigen Luft- und Wasserkühlern kompatibel bleiben sollte, musste AMD zusammen mit TSMC am Compute-Die feilen. Zwar ist der Aufbau des CCDs mit dem des 5800X identisch, allerdings wurde die Dicke des Chiplets verringert, um unter dem Heatspreader Platz für den 3D V-Cache zu schaffen. Diese Anpassungen haben allerdings dafür gesorgt, dass die CPU laut Aussage von AMD bei hohen Spannungen instabil wird, was zur Folge hatte, dass die Kernspannung auf 1,35 Volt begrenzt wurde. Daraus resultiert, dass die Basis- und Boost-Taktraten des 5800X3D etwas niedriger ausfallen. Zudem hat der 5800X3D als erste Ryzen CPU keinen offenen Multiplikator, weshalb sich der Prozessor nicht auf dem gewohnten Weg übertakten lässt.