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原标题:5nmZen4架构加持,划时代升级实测超猛!AMD锐龙台式机处理器首发测评

AMD在今年8月30日正式发布了基于5nmZen4架构的锐龙台式机处理器,首发亮相了阵容中包括了四款从16核到6核的主力型号。锐龙系列除了IPC增加13%之外,频率也得到了巨幅升级,相对锐龙最高提升了800MHz,综合下来提供了高达29%的单线程性能增幅。同时,锐龙还搭配了全新的AM5平台,提供了对PCIe5.0、DDR5、USB4等新规格的支持,相对于征战了三年的Zen3锐龙来讲,堪称全面大升级。

综合来看,Zen4架构带来了13%的IPC提升、最高加速频率提升到5.7GHz、单核性能最高提升了29%

自从Zen架构锐龙处理器诞生以来,每一次升级换代AMD都会对架构进行大幅改进。这些改进中,最具代表性的包括从Zen到Zen2首次采用了独立I/ODie的设计、从Zen2到Zen3将每4个核心共享16MB三级缓存升级为了8个核心共享32MB三级缓存,这些最终都反映到了锐龙处理器的实战性能上,使之在与竞品的对抗中战绩斐然,甚至创造了Zen3面对竞品“三年战三代”而不落下风的奇迹。那么,这次Zen4又会给我们什么惊喜呢?从之前AMD公布的数据来看,Zen4架构相对Zen3在同频情况下带来最多13%的IPC提升,而得益于业界领先的5nm工艺,Zen4架构更是可以提供高达5.7GHz的加速频率,综合之下单核性能就获得了最多29%的提升。那这些提升从微架构角度来讲是怎么实现的?AMD官方也给出了详细的介绍。

从概述可以看到,Zen4微架构的前端、执行引擎、载入/存储和缓存都得到了升级,并且还加入了可以大幅提升浮点性能的AVX-512指令集,在视频编解码、科学计算、AI加速方面可以获得极大的性能增幅。下面我们来看看详细的介绍。

在前端部分,Zen4着重提升了分支预测,从Zen3的每周期1个升级到2个,分支目标缓冲区(BTB)也随之提升,L1BTB增大了50%(2×1K升级到2×1.5K),L2BTB也增加了近8%(2×6.5K升级到2×7K)。操作缓存(OpCache)增加了68%,而且每周期可以执行9条宏操作(Zen3是8个)。在整数和浮点之间提供每周期6条操作。

执行引擎部分,增大25%的失效指令队列,提供更大的整数/浮点寄存器文件和更深的缓冲区贯穿核心。实现每周期10个整数 6个浮点的发行带宽。

载入/存储部分,载入队列增大22%,数据缓存端口冲突进一步减少,L2DTLB增大50%。每周期可完成3次内存操作,最高可实现3次载入、2次存储,提供6TableWalkers。

缓存层次结构部分,提升到1MB的二级缓存带来更高效率,每个核心从二级缓存到三级缓存、从三级缓存到内存可支持更多未命中。此外和Zen3一样,Zen4也是单CCX中8个核心共享32MB三级缓存。

Zen4新加入对AVX-512的支持是大家比较关注的点,从官方数据来看,和Zen3相比,在支持AVX-512的ONNX运行时性能测试中,Zen4的多线程FP32浮点性能可提升131%,多线程Int8整数性能可提升247%。而且,Zen4处理器在执行AVX-512指令集的时候不会降频(不会像Intel处理器那样需要一个较低的AVX-512offset频率来保证不会过热),这也是5nm先进工艺带来的高能效比红利。

Zen4继续采用了CCD芯片加IOD(I/ODie)的小芯片组合方式,而新的IOD芯片不但采用了比Zen3IOD12nm工艺更先进的6nm工艺,还首次集成了RDNA2显示单元,当然这就意味着全线锐龙台式机处理器都会标配RDNA2核显。此外,Zen4的IOD还优化了AMDInfinityFabric总线、提供了DDR5内存控制器、内置28条PCIe5.0通道(16条用于独显、8条用于直出NVMe,剩下4条用来与主板芯片通信),同时还继承了源于移动平台锐龙系列的低功耗模式。

来看看Zen4IOD中内置的RDNA2核显。它具备两组计算核心,最高加速频率可达2.2GHz,支持最高4K/60Hz显示输出,也兼容HybridGraphics模式,作为低功耗基础显示设备是完全胜任的。此外,它还支持AV1解码、H.264/HEVC编解码、DP2.0UHBR10和HDMI2.1FRL,多媒体功能也比较出色。

从Zen4微架构升级的汇总图中可以看到,Zen4主要的升级有9项,其中载入队列从72增加到了88、微操作从4KOPS提升到了6.75KOPS( 69%)、每核心二级缓存从512KB提升到了1MB、L2TLB从2KB提升到了3KB( 50%)、IntReg从192提升到了224( 17%)、FPReg从160提升到192( 20%)、ROB重排序缓存从256提升到320( 25%)、L1BTB和L2BTB分别从2×1K和2×6.5K提升到了2×1.5K( 50%)和2×7K( 8%)。当然,可能大家也注意到Zen4的L2与L3延迟有了小幅的增加,其实这也是配合其它升级进行的变化,我们需要关注的其实应该是最终的性能提升。

那么Zen4架构这样的改进带来了多少性能提升呢?从官方提供的数据来看,同为4GHz频率情况下,Zen4的IPC提升了13%之多,而从右边的示意图可以看到,Zen4微架构前端的改进带来的性能收益比例最高,其次是载入/存储部分和分支预测部分,最后是容量翻倍的二级缓存和执行引擎。

电气部分,5nm工艺的Zen4的核心电压相对Zen3又进一步降低了约4.8%,这对于提升能效比也是非常有实际意义的。物理规格方面,5nm工艺大幅度提升了Zen4的集成度,它的CPUDie从Zen3的80.7mm2缩小到了70mm2,而晶体管数量却从41.5亿提升到了65亿;同理,6nm工艺也让Zen4的IOD在面积缩小3mm2的前提下,晶体管数量从20.9亿提升到了34亿。那么,更高的集成度会不会影响散热表现?后面的实测环节会解答这个问题。

总的来说,得益于5nm工艺的能效优势,在同性能下,Zen4相对Zen3能效高出62%;而在同功耗下,Zen4相对Zen3性能高出49%。这个升级幅度,可以说是相当给力了。接下来让我们看看锐龙台式机处理器具体产品的情况。

锐龙系列测评套装种包括了首发全部的4款
U,将于9月27日正式发售,人民币售价分别为元、元、元和元,相对上代更加优惠

首发登场的锐龙家族一共有4款产品,我们拿到了全部的型号。旗舰锐龙X拥有16核32线程,基础频率4.5GHz,最高加速频率5.7GHz(F-MAX频率可进一步提升到5.85GHz),具备16MB二级缓存(每个核心1MB)和64MB三级缓存(每个CCD配备32MB),TDP为170W。从这个规格可以看到,锐龙X在最高频率方面就已经超越酷睿iKS200MHz以上。

次旗舰锐龙X拥有12核24线程,基础频率4.7GHz,最高加速频率5.6GHz,TDP也是170W。缓存部分,也符合核心数量的规格,二级缓存为12MB,而共享的三级缓存则保持了64MB的最大容量。

首发8核主力这次并不是大家之前推测的锐龙
X,而是锐龙
X,基础频率4.5GHz,最高加速频率5.4GHz,TDP为105W,单CCD的它的缓存配置自然是8MB二级缓存 32MB三级缓存。也许AMD保留了锐龙X的位置未来会给玩家一个惊喜。

大家特别关心的甜品锐龙X当然是6核12线程,基础频率4.7GHz,最高加速频率5.3GHz,从官方提供的数据来看综合游戏性能甚至已经超过酷睿iK,也许这次锐龙5想要玩一把“默秒全”。

锐龙全线只能搭配采用AM5接口的600系主板使用,内存只兼容DDR5,支持AMD专为DDR5内存“一键超频”推出的EXPO技术,大幅提升内存频率、降低内存延迟,从而获得更佳的游戏体验。而且AMD官方表示使用DDR时(Fabric总线频率设置为自动),锐龙的内存控制器频率与内存频率正好是1比

1,此时拥有最佳的延迟表现,所以DDR就是锐龙的“甜点”内存设置。

此外,锐龙内置28条PCIe5.0通道,16条用于独显、8条用于NVMe固态硬盘、4条用来与主板芯片通信(双芯片的X670Extreme两颗主板芯片之间也是PCIe4.0×4的带宽)。这就意味着AM5平台在不占用显卡PCIe通道的情况下也可最多提供两个处理器直出的PCIe5.0×4M.2插座,可以说锐龙在PCIe5.0高速存储方面已经做好了“战未来”的准备。

锐龙搭配的主板部分,AMD发布了四款600系主板芯片(组),包括X670/X670Extreme(采用双芯片组合)和B650/B650Extreme,其中Extreme的版本面向发烧玩家和高性能用户。例如顶级旗舰X670Extreme就支持双PCIe5.0显卡插槽和双PCIe5.0M.2插座,还拥有600系主板中最强的超频能力。此外,X670和B650Extreme至少标配1条PCIe5.0显卡插槽和1个PCIe5.0M.2插座;B650至少标配1个PCIe5.0M.2插座。

接口部分,AMD600系主板都配备了LGA的AM5处理器插座,可提供230WTDP输出。虽然锐龙新的“八爪鱼”造型和之前AM4锐龙不一样,但在散热器扣具方面是完全兼容的,只要玩家的散热器性能够用,就不需要进行更换。

测试平台的主板方面,我们选用了技嘉X670EAORUSMASTER超级雕。它采用AMD600系主板芯片中最高端的X670Extreme双芯片组合,搭载了豪华的16 2 2相数字供电,其中16相处理器供电更是配备了105AMOSFET芯片,连2相核显供电和2相辅助供电也配备了90AMOSFET芯片,达到了顶级旗舰的水平。此外,主板还搭载了技嘉AOCT技术,可以智能切换预设的PBO和全核手动超频模式,不管是吃单核性能的游戏应用还是吃多线程性能的专业应用,都可以让锐龙以最佳的频率状态进行应对。

主板为VRM电路搭载了强悍的堆叠式散热鳍片,内置8mm高效热管并加装优势导热贴,为处理器供电提供了可靠的散热后盾。

X670E超级雕除了使用8层2盎司铜PCB之外,还搭载了SMD工艺的PCIe5.0显卡插槽,并加装合金装甲,既增加了牢固程度,也大大提升了抗干扰能力。内存方面,主板也配备了合金装甲,同时也支持AMDEXPO一键超频技术,轻松支持DDR 高频内存。

存储系统部分,它提供了两个直出的PCIe5.0×4M.2插座,外加两个PCIe4.0×4插座,可以轻松升级大容量高速SSD。同时,在第1个PCIe5.0×4插座上,还配备了高达1.4cm的超厚散热装甲,另外3个M.2插座也搭配了延展式散热装甲,充分保证高速SSD的散热。

本次测试,我们还选择了第12代酷睿中的酷睿iK、酷睿iK、酷睿iK以及锐龙的4款处理器来进行对比。测试中都在主板中开启ResizeBAR功能,并启用内存的DDR模式。

首先看看基准性能的情况。可以看到,锐龙X的CPU-Z单核成绩已经达到了807分,相对于上代锐龙X提升超过100分,提升幅度达到了15%;锐龙
X,锐龙X和锐龙X也相对上一代对位产品提升了100分左右,提升幅度就更大了。

多核方面,锐龙X的得分再次刷新了记录,已经接近分了,相比锐龙X提升了近30%,比酷睿iK高出了38%,可见其性能确实强悍。锐龙X的得分也超过了酷睿iK,和锐龙X相仿。锐龙X多核性能相对上代提升也很大,酷睿iK只是靠多出来的4个小核保持了一定优势。

再来看看CinebenchR23的成绩。在这里,锐龙X的单核成绩就顺利登顶了,小胜酷睿iK,但相比上一代的锐龙
X,提升幅度则高达23%以上,非常给力。主流级的锐龙X在R23中的单核分也能持平或小胜酷睿iK,这与AMD官方宣布的R23性能表现吻合。

R23多核方面的性能就更加抢眼了,锐龙X的成绩已经超过了分,相比锐龙X提升了近30%之多,而12核的锐龙X也持平了锐龙
X,它们都超过了酷睿iK。而酷睿iK和酷睿iK通过堆小核数量相对锐龙X和锐龙X保持了一定的优势。CinebenchR20方面情况与R23相仿,这里就不再赘述,总之就是锐龙X与锐龙X遥遥领先,堪称天花板级的存在。7-Zip多线程测试方面完全是锐龙的天下,锐龙所有型号都明显超越了对位竞品。

在支持AVX-512的GeekBench5中,锐龙系列的表现都非常强势,特别是单核性能,所有的型号都已经比酷睿iK强了10%,优势是压倒性的。多核性能方面,锐龙X与锐龙X也是一骑绝尘,将酷睿iK远远甩在后面。SiSoftwareSandra的CPU综合测试也包含了支持AVX-512的项目,因此测试结果与Geekbench5相仿,锐龙X与锐龙X远远甩开了竞品,不同的是,这次锐龙X和锐龙X也胜过了对位的竞品。

总的来说,从基准测试结果可以看到,锐龙的单核性能相对上代确实提升非常大,而且除了CPU-Z之外,在实际的渲染测试中单核性能都超过了对位竞品,表现令人满意。而多核性能方面,锐龙X与锐龙X堪称全场无敌的存在。

接下来看看生产力方面的表现,首先是Adobe全家桶。PR比较吃多核心性能,在PR中锐龙X毫无疑问拿下了第

一,锐龙X排在第

二,酷睿iK位居其下。所以要组装PR剪辑主机的朋友知道该怎么选了吧,锐龙这一波多核性能确实太给力了。

Photoshop更吃单核心性能一些,在这个项目中,上代锐龙虽然在第12代酷睿面前显得有些吃力,但锐龙马上找回了场子。锐龙X的性能就已经接近酷睿iK了,锐龙X和锐龙X则并列第
一。

Lightroom对缓存和内存的性能都更加敏感,相较于锐龙面对第12代酷睿难以取胜的情况,支持DDR5的锐龙可以说是扬眉吐气了,旗舰级的锐龙X和锐龙X几乎是没有对手啊。综合来看,对于使用Adobe全家桶的设计师来说,这下可以从Intel的怀抱回归AMD了。

最后再来看看达芬奇17的表现。可以看到之前锐龙和第12代酷睿基本上拉不开差距,但是锐龙加入战场后,立刻以比较明显的优势胜出了,锐龙X都比酷睿iK表现更好,这个多少还是有些让人意外。

总而言之,在视频剪辑和图像处理这方面,锐龙X和锐龙X可以说是绝对的强者,它们已经全面超越了第12代酷睿。锐龙X和锐龙X则是更经济一些的选择。

3D渲染测试的情况如何呢?可以看到,不管是在V-Ray、POV-RAY、CORONA还是Blender中,锐龙X和锐龙X基本都是无敌的存在。其实锐龙系列的3D渲染性能本就无惧第12代酷睿,只是锐龙确实强太多了,12核的锐龙X就几乎追平了16核的锐龙X了,赢酷睿iK当然更加轻松。

当然,对于AMD的这种全大核架构来说,老老实实做大核的锐龙X和锐龙X在追求多核性能的应用里,对上靠小核堆线程数的酷睿iK和酷睿iK就有点吃亏,不过也不失为新平台中更经济的选择。

终于来到广大玩家最关心的游戏测试环节。先看电竞网游,在《DOTA2》的录像测试中,锐龙系列可以说是当下表现最好的处理器了,锐龙X能比酷睿iK高出23%的帧率,主流的锐龙X也能和酷睿iK持平,确实很给力。《魔兽世界:暗影国度》作为一款引擎古老的MMO游戏,特别吃CPU性能。从测试成绩可以看到4款锐龙都明显超过了酷睿iK,而且锐龙X和锐龙X的表现更好,综合看来《魔兽世界:暗影国度》古老的引擎对8核心的优化应该是最好的。《最终幻想14》里大家的整体差距比较小,锐龙系列和酷睿iK基本打平。《全面战争传奇:特洛伊》这游戏对锐龙系列优化不太好,不过锐龙还是打平了12代酷睿,锐龙X和酷睿iK的帧率一样。

再来看看传统3A大作。《古墓丽影:暗影》中锐龙全面胜出,明显超越酷睿iK,锐龙X创下了新高,而锐龙X都打平了酷睿iK。《杀手3》又是锐龙全军大胜的游戏,连锐龙X在这里也胜过了酷睿iK。最后再来看看两款赛车游戏。《F》中锐龙系列帧率接近,全部都胜过了酷睿iK,优势也比较明显。《极限竞速:地平线5》的情况和《F》差不多,锐龙系列也全面胜过了酷睿iK。

综合来看,Zen4架构的锐龙的游戏性能相比Zen3架构的锐龙强了一大截,特别是之前锐龙比较弱势的几款游戏,都有了长足的进步。锐龙X虽说没能在所有测试中胜过酷睿iK,但也做到了优势游戏大幅领先、弱势游戏相对差距缩小,综合表现还是令人满意的。

其实,比较有看点的确实还是锐龙
X,它在大部分游戏中都能够获得接近甚至小超酷睿iK的游戏性能。为什么锐龙X能做到这点呢?我们可以看到锐龙X的单核最高频率可以跑到5.45GHz,而在游戏中它甚至能保持全核5.45GHz,这为它的游戏性能提供了足够的保障。对于主流游戏玩家来说,买这颗U确实是相当香的。

功率部分,从CinebenchR23考机情况来看,锐龙
X、锐龙
X、锐龙X和锐龙X满载最高功率分别大约为109W、134W、187W和208W,按照AMD的推荐来看,一款240/280水冷基本上就能通吃了。

温度方面,虽说考机这种极限条件下温度比较高,但平常使用基本都在60℃~70℃水平(28℃左右室温),其实也没有比第12代酷睿散热要求更高,玩家大可不必担心。

值得一提的是,这次锐龙系列都集成了RDNA2的显示单元,玩家再也不需要买亮机卡了。虽说这个RDNA2的集显只有2个CU,但频率高达2.2GHz,所以性能并不算弱,3DMarkTimeSpy的GPU分甚至可达733分,《英雄联盟》P最高画质下能有150fps以上的平均帧率,低画质下P分辨率玩原神3.0在须弥也能保持在60fps左右,所以应付轻量化的游戏娱乐是没什么大问题的。此外,锐龙的集显还支持AV1解码、H264和H265的硬件编解码,还能与独显同时使用,游戏直播的时候用来辅助编解码也是很爽的存在啊,AMD这波福利还是送得很到位的。

现在来简单总结一下。5nm制程Zen4架构的锐龙猛吗?确实非常厉害,锐龙X默认状态下频率就跑到5.75GHz以上,开了PBO之后最高频率甚至能到5.9GHz以上,这次AMD终于也可以说竞品的频率不够高了。此外,锐龙将消费级台式机处理器的多线程性能也拉到了一个新的高度,在生产力创作方面的性能更是大获全胜,将对位的第12代酷睿远远甩在后面。

游戏性能部分,锐龙相对于12代酷睿综合来看有比较明显的优势,特别是在《魔兽世界:暗影国度》《古墓丽影:暗影》《杀手3》等等游戏中的优势特别大,而锐龙X在一些游戏大作中甚至表现出了超过酷睿iK的性能,可以说是非常抢眼了。不要忘了,这还只是锐龙的游戏性能首秀,将来在驱动程序、操作系统、游戏、主板BIOS的多重优化之下,必然还有更多的潜力可挖。对于想尝鲜锐龙的游戏玩家,锐龙X和锐龙X可以说是甜品之选,适中的核心数量和更高的全核频率都更适合游戏应用,而锐龙X和锐龙
X,则更加适合追求极致生产力的设计师用户。

那么Zen4平台的保值程度如何?我们知道,AMD的AM4平台从诞生到现在已经持续了5年多,AMD用户从Zen、Zen 、Zen2再到Zen3都不用换主板,这在DIY史上也是绝无仅有。而AMD承诺AM5平台至少要持续到年,等于玩家现在更换新平台可以放心再战3年不用换主板内存,这方面AMD可称得上是业界良心、实力宠粉了。

而且,在首发价格方面,4款锐龙处理器分别定价元、元、元和元,相对上代对位的锐龙
X、锐龙X和锐龙X分别下调了550元、200元和200元,这也算是让利给消费者了,相比竞品涨价的操作可以说是太有诚意了。

此外,大家注意到这次锐龙只支持DDR5内存,虽然在初期升级成本略高,但从另一个方面讲,这无疑将加快DDR5的降价速度,让它更早得到普及。PCIe5.0虽然在目前还没有消费级产品实装,但很显然AMD也会对其起到一定的推动作用。总的来说AM5平台这些前瞻性的“战未来”规格升级对于行业是起到正向作用的,也将在一定程度上带动产业的升级换代速度。

总而言之,AMD这次在Zen4上交出了令人满意的答卷,不但达到了承诺的性能增幅,还提供了一套齐聚各种先进规格、至少可战三年不落伍的稳定平台,确实是玩家入手新电脑的上佳之选。