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经过2年的经验积累和继续研发之后,有了很大改变的Zen 2核心又出现在我们面前,而搭载这一核心的第三代锐龙,也再一次对市场、对竞争对手发起了挑战。
Zen 2架构内容形态双升级
首先,让我们来简单了解—下第三代锐龙采用的Zen 2架构。作为Zen架构的深度大改型,它不仅解决了之前的问题、提升了效率,而且还是一款为7nm新制程量身打造的架构。
针对核心效率,Zen 2架构的主要改进包括提高分支预测能力、提升整数吞吐能力、浮点模块翻番、内存延迟降低、三级缓存容量翻番、频率大幅提高等,官方宣称这些措施将代表核心效率的IPC(每时钟周期指令数)再次提升了15%,单线程性能提升了多达21%。而在大幅提升单核效率的同时,第三代锐龙又一次提升了核心数量,因此多线程性能也得到了大幅提升。
Zen 2仍然使用CCX(CPU Complex)群组设计,即4个核心为一组,每个核心自带512KB二级缓存,并且每组核心共享16MB三级缓存(相对于第二代锐龙的Zen+架构提升了一倍)。CCX也并非完全固定,核心数量是可以根据需要调整的,不过不管留有几个核心,都可使用全部的三级缓存。
实际制造的每个处理器芯片上可以容纳两组CCX,即8个核心,形成一个CCD(CPU Complex Die)。每个CCD都有直连I/O模块的通道,但各个CCD芯片之间没有直接通道,通信必须经过I/O模块,这样可以保证不同核心、缓存之间的延迟是一致的,让多线程性能提升几乎达到了完全的线性。但如果调用不同CCD中的处理器核心协同工作,同步起来就比较麻烦,好在新版Windows10为其进行了优化,会尽量优先调用同一个CCX、CCD中的处理器核心。
除了处理器内部架构,Zen 2的芯片形态方式也有了很大变化。如果打开一块第三代锐龙处理器的封装顶盖,就会发现它实际上是由两块甚至更多的芯片所组成的。其中那块大一些的芯片就是从处理器模块中独立出来的I/O模块,PCle总线控制器、内存控制器等并不需要集成度很高、制程很精细的部分均位于这里,使用成本更低的1T2nm制程制造。
在I/O模块周边,那些面积更小的芯片才是使用了7nm制程的处理器CCD芯片,每个I/O模块可以支持4个甚至更多的CCD芯片,不过目前消费级产品最多只是用了两个CCD芯片。I/O模块还可以直接连接基于Navi架构的显示模块,与处理器模块一起组成新一代APU。
CCD与I/O模块之间的通信使用的是新的第二代InfinityFabric总线,可以提升模块之间的通信带宽,降低响应延迟。它采用总线频率、内存频率分离式设计,性能提升的同时,单位功耗还有明显的降低。
样品定位与开箱体验
本次我们得到的样品为锐龙7 3700X和锐龙93900X。其中前者显然是上一代旗舰产品——锐龙7 2700X的继承人,定价类似的主流市场最高型号i7-9700K是这一代产品的主要对手。后者则开创了锐龙处理器中最新的旗舰级产品系列,面向发烧友的锐龙9,其对手当然也就是英特尔面向发烧友的产品——酷睿i9-9900K。
兩款产品采用了不一样的盒装方式,锐龙9 3900X的套装式硬盒更显档次,特别是面朝上方的处理器,在开箱的时候有一种层层揭开的感觉。锐龙7 3700X则采用比较“传统”的包装方式,不过它与锐龙93900X采用同样的AMD“幽灵”棱镜(WraithPrism)散热器,为稳定运行打下了基础。
这两款处理器仍采用AM4封装方式,可以很好地兼容之前的多款芯片组和散热器,极大地降低了用户的升级成本。
性能如何数据说话
测试平台
需要注意的是,考虑到平台的稳定性和结果的可重复性,我们的AMD和英特尔平台都使用了默认的运行频率和内存频率,并不考虑两者的超频潜力等问题。在软件配置方面,我们采用64位WindowsTOT903专业版,驱动则均为各硬件产品的官网在测试前推出的最新驱动、BIOS等。
旗舰决战锐龙9 3900X vs酷睿i9-9900K
首先当然是来看旗舰级产品之间的决战。虽然AMD官方宣称锐龙9 3900X的对手是面向专业市场,对手是酷睿i9-9920X,但相对于价格高出一倍,设计定位都有较大不同的酷睿i9-9920X,价格类似的酷睿i9-9900K才是锐龙9 3900X在市场上最直接的敌人,目前两者的价格分别为4099元和3999元。
测试中,锐龙9 3900K的表现可以说是符合预期,在前两代锐龙一直难以正面對抗的测试,如CINBENCH系列的单核性能、OpenGL、7-2ip中,锐龙9 3900K的得分也均非常接近甚至赶超了酷睿i9-9900K。而在多核性能、效率等锐龙的传统优势项目中,其成绩是完全压倒性的,有不少项目出现了150%左右甚至更高的优势。
至于实际应用能力,在各种办公、日常应用的实际测试中,锐龙9 3900X的优势也比较明显。而在游戏、图形方面,锐龙9 3900X在负载相对较低的情况下与对手打平,但分辨率越高,场景越复杂,例如VR测试中,其优势就越大。
在效能比方面,锐龙93900X的游戏最高功耗、处理器最高功耗(运行全核心FritzChess BenchMark)都要比酷睿i9-9900K高50w左右。例如运行VRMark时,两平台的总功耗分别为315W左右和265W左右,而单核应用功耗则要高出10W-20W。
在多核测试中,R9 3900X的更大功耗当然主要来自启动了更多核心,而在单核应用中增加的功耗则主要是因为更高功耗的芯片组、更高速运行的显卡、内存和SSD。综合来看,这款处理器的效能比也还是不错的。
中高端平台锐龙7 3700X vs酷睿i7-9700K
至于锐龙7 3700X,它与对手相比,优势更多的在性价比而非绝对性能上,毕竟两者的价格差距达到了近20%。在一些多核应用、综合应用中,锐龙73700X借助更多的核心,拥有明显的优势,但3D游戏中的表现则仍有不足,好在分辨率和性能需求越高的情况下,其性能发挥越出色这一点同样也有所体现。
锐龙7 3700X仅有65W的TDP使其在发热、耗电方面都表现不错,在这一平台测得的游戏最高功耗、处理器最高功耗都与酷睿i7-9700K平台基本相同,效能比表现更加出色。
当然,第三代锐龙,或者说Zen 2架构的能力还不止于性能,让我们将眼光投向未来。
Zen 2拥有众多可能性的架构
Zen 2架构不仅提升了核心效率,而且还结合新一代InfinityFabric互联总线技术,实现了更灵活的模块化配置。从6核到16核,甚至是未来线程撕裂者或EPYC等更多核心的产品,只要市场需要,就可以借助灵活的Zen 2架构进行快速的搭配设计和生产。我们可以看到的第一个例子大概是基于第三代锐龙的APU,由于架构扩展非常方便,我们可能在年底甚至秋季就能见到它们的身影了,这将改变以往APU核心与主流锐龙相差一代的隋况。
使用Zen 2+Navi两大新架构、新制程核心的新一代APU无疑将在性能、功耗等方面有长足的进步,而且特别适合轻薄型笔记本电脑、微型台式机等传统上由对手控制的市场。
此外第三代锐龙在计算单元的设置、微指令、操作方式等方面也进行了改进,例如支持单操作AVX-256、更快的虚拟化安全、硬件增强安全防御等等,在CPU模块设计和操作方式上进行了全面的强化和革新。Zen 2作为新的架构,在设计中就已经考虑到从硬件层面避免Meltdown、Spectre等处理器架构漏洞,所以基于这一架构的第三代锐龙也就成了一款相对安全且无需任何底层系统补丁,不会因此造成性能损失的处理器。
小结
对消费者来说,选择一块价格不菲的中高端处理器,首先还是要看看自己的实际用途,如果是游戏、办公兼顾,乃至需要运行一些专业多线程应用,而且很在意性价比的话,新一代锐龙确实是不错的选择。但它也存在一些短板,例如对游戏或一些专业应用的合作优化不足、运行过程中的功耗与发热问题,当然还有一些发烧友很在意的超频能力问题。
在对手台式处理器至少需要半年,长则一年以上才能升级的今天,第三代锐龙及其代表产品锐龙9,无疑将在很长的时间内作为处理器擂台赛的主角,而它也已经有了和对手正面对抗的能力。至于谁才是“最”好的,就要看双方在驱动完善、软件合作、市场操作等方面的未来表现了。