7nm芯片有几代,7nm芯片优势

  

  千呼万唤始出来,全世界DIY玩家翘首以盼的7nm第三代锐龙处理器终于在昨晚9点正式发布。笔者连夜赶到某电商朋友的仓库拿了两款处理器,锐龙9 3900X和锐龙7 3700X,这次先上市。经过一夜的努力,我们为读者呈现第一手的性能测试数据。   

  

     

  

  由于时间紧迫,本文重点展示新产品的性能和支持芯片组的产品。至于锐龙3000系列的诸多新特性,以及二代禅架构翻天覆地的创新改造,我就留给后续文章来仔细分析了。现在我只需要知道锐龙3000的三个关键词:   

  

     

  

  1.更高的频率:7nm工艺使锐龙3000系列成为第一个闯入10nm工艺的台式机处理器。每单位晶体管的功耗和发热的降低使得处理器能够稳定地工作在更高的频率。相比锐龙2000系列,单核频率上限提高了200~300MHz,英特尔的单核性能优势岌岌可危。   

  

  2.核心更多:AMD的ZEN架构从一开始就为超多线程并行计算而设计,桌面核心数量遥遥领先竞争对手Intel。此次,EN2在此基础上大幅调整芯片结构,借助7nm工艺,核心数量迎来新一轮爆发式增长,桌面旗舰产品达到16核之多。   

  

  3.更宽的带宽:AMD的ZEN2架构以其独立I/O芯片的创新设计,使锐龙3000成为第一个应用PCI-E4.0通道的处理器系列。理论上,PCI-E4.0的带宽是3.0的两倍,每个通道的实际比值约为12.5Gbps,所以一个完整的PCI-E16 slot的理论传输极限为25GB/s,远远超过3.0的15.7(16)GB/s。   

  

  刚从朋友那里借来的锐龙9 3900X和锐龙7 3700X,还有微星的X570主板。   

  

  CPU变化这么大,芯片组必然更新。这一次,与锐龙3000系列量身定制的X570芯片组同时发布。不过接口没变,还是那个1331针的AM4。AMD官方宣称,之前分别对应第一代和第二代锐龙的X300和X400系列主板,也可以通过更新BIOS来支持第三代锐龙。对于从锐龙诞生开始就支持它的AMD用户来说,性能升级的成本降到了最低,这无疑是一种回报。   

  

  事不宜迟,作者将首先向您展示开箱,然后是性能测试。   

  

  在神龙3000系列中,除了原来的锐龙7,还有更高的锐龙9。眼尖的都知道这是为了Intel的i9:我AMD能被你碾压吗?   

  

  7和9的包装不一样,后者明显高一些。   

  

  锐龙9 3900X拥有12核24线程,主频3.8GHz,最大动态扩频4.6GHz,每核拥有独立的512k b L2缓存,总计6MB。每个CCD集成16MB片上共享三级高速缓存,总计64MB。   

  

  事实上,3900X并不是锐龙3000的桌面旗舰,它的每个CCX都关闭了一个核心。一个完整的双CCD处理器应该有16个内核和32个线程。从AMD给出的信息中,我们可以看到有一款未售出的完整处理器3900X之上的3950X。   

  

   ryz:“x”内核结构,带两个CCD芯片和四个CCX   

  

  锐龙7 3700X拥有8核16线程,主频3.6GHz,最大动态扩频4.4GHz,每核拥有独立的512k b L2缓存,总计4MB。片上共享三级高速缓存为32MB,因为它是CCD。   

  

  虽然没有打开实物,但是3700X应该只有一个CCD芯片。   

  

  9的包装箱为套筒结构,采用泡棉减震。   

  

  7的包装结构和之前一样,插的是带CPU的小盒子。   

  

  7和9的原装散热器是一模一样的,都是第二代幽灵棱镜RGB(幽灵棱镜)。   

php?k=7nm芯片有几代,7nm芯片优势10.jpg">幽灵棱镜RGB相比第一代锐龙的旧款加大了鳍片面积(右为旧款)

  

新款幽灵棱镜的风扇和光圈都是有RGB功能的

  

新款幽灵棱镜的导热底面也改为热管直贴,进一步加强导热效果

  

与第二代锐龙2700X相比,锐龙3000的外观没什么不同

  

锐龙3000的安装方向指示箭头变的十分细小,要仔细辨认

  

下面测试使用的主板是微星的MPG X570 GAMING PRO CARBON WIFI,俗称微星“暗黑版”。随着锐龙一代一代增强,主板厂商也对AMD平台重拾信心,现在第三代锐龙芯片组在各品牌的高端型号中几乎无一缺席。包括“暗黑版”在内,微星每一款经典系列都出现了锐龙芯片组的身影,第一时间就发布了五款主要产品。

  

  

X570主板最醒目的特点就是添加了芯片组风扇,这个十年前就淡出人们视野的设计为了支撑集成PCI-E4.0通道的南桥而回归。

  

  

整整齐齐的6相12回路供电,是微星为TDP105W处理器打造的坚强后盾。

  

CPU供电为8pin+4pin设计,减轻线路压力

  

一共4个PCI-E4.0插槽,外观相比PCI-E3.0没有什么变化

  

这里不妨多说两句,锐龙3000处理器一共有24条PCI-E4.0通道,其中16条给显卡,4条供直连PCI-E4.0×4的M.2接口,最后4条连接南桥。

  

微星这款X570提供两个M.2接口,离CPU近的那个为直连,另一个与SATA共享

  

主板上提供6个SATA接口和两组USB3.2 Gen1接口

  

有趣的是第四、第五SATA接口是连接到USB通道的,所以这两个口接上硬盘,系统会显示为USB设备连接。

  

在开始测试之前,先简单说明本次测试平台主要配置和测试结果对比方式。

  

  

一方面因为时间有限,再加上只有原装散热器,所以这次只做基础测试,让Ryzen 9 3900X与Ryzen 7 3700X在主板默认设置下运行测试,加入与前者对位的Intel i9 9900K在Z390主板上的测试数据对比。其中Ryzen 7 3700X的价格对位产品应该是i7 9700K,不过它与9900K都是8核16线程,放在一起可以考察在相同核心线程数量条件下AMD有多大进步。至于9700K和3700X谁更好,留待后续探讨。

  

幽灵棱镜散热器的不会阻挡任何一条内存插槽,高马甲、厚马甲也无妨

  

  

本次测试的内存采用两条芝奇皇家戟,单条容量8GB,XMP参数为DDR4-3600,组成16GB双通道。通过几代产品的完善,锐龙内存控制器对频率的支持已经丝毫不逊Intel平台,本次测试内存频率直接上DDR4-3600方可验证这一点,用于对比的Intel平台使用相同的内存和运行频率。

  

本次测试显卡统一使用GPU同为7nm工艺的VEGAII,组成3A平台

  

安装完毕,开始测试

  

Ryzen 9 3900X SuperPi-1M最佳成绩9.078s

  

Ryzen 9 3900X SuperPi-1M最佳成绩9.313s

  

Core i9 9900K SuperPi-1M最佳成绩7.266s

  

Intel处理器单线程浮点计算是传统强项,9900K的单核睿频又高达5GHz以上,SuperPi依然是AMD难以撼动的阵地。

  

Ryzen 9 3900X运行CPU-Z Bench得分为单线程528.1/多线程8200.7

  

Ryzen 7 3700X运行CPU-Z Bench得分为单线程535.3/多线程5643.3

  

Core i9 9900K运行CPU-Z Bench得分为单线程596.2/多线程5505

  

CPU-Z测试与CINEBENCH算法类似,单线程测试两颗三代锐龙与坐拥5GHz的9900K已经相差无几,多线程测试拥有12C/24T的3900X完全碾压后者,同为8C/16T的3700X则略胜一筹。

  

Ryzen 9 3900X运行CINEBENCH R15得分为单核202cb/多核3164cb

  

Ryzen 7 3700X运行CINEBENCH R15得分为单核219cb/多核2063cb

  

Core i9 9900K运行CINEBENCH R15得分为单核205cb/多核2164cb

  

3900X凭借更多的核心自然继续碾压,单线程得分相差无几,而3700X的单线程得分竟然超过了9900K,可喜可贺!前两代锐龙产品中这样的逆袭相当罕见,说明第三代锐龙的效能又有所进步。

  

Ryzen 9 3900X运行CINEBENCH R20得分为单核514cb/多核7054cb

  

Ryzen 7 3700X运行CINEBENCH R20得分为单核506cb/多核4929cb

  

Core i9 9900K运行CINEBENCH R15得分为单核524cb/多核5022cb

  

R20是R15的升级版,得分算法有所调整,成绩对比情况与R15类似。3700X与9900K不相伯仲,3900X则多线程性能碾压。

  

Ryzen 9 3900X运行AIDA64内存缓存性能测试

  

Ryzen 7 3700X运行AIDA64内存缓存性能测试

  

Core i9 9900K运行AIDA64内存缓存性能测试

  

除了延迟以外,从L1到L3再到内存,9900K的所有存储器吞吐带宽都遭3900X吊打。

  

3700K的内存测试成绩出现异常,内存写入性能畸低,系统提示发现兼容性问题。尽管AIDA64已升到最新,对刚刚发售的产品支持依然不够完善,也可能是主板BIOS的问题,只能以后再研究了。

  

Ryzen 9 3900X运行AIDA64 GPGPU性能测试

  

Ryzen 7 3700X运行AIDA64 GPGPU性能测试

  

Core i9 9900K运行AIDA64 GPGPU性能测试

  

GPGPU从某种意义上而言是Intel的强项,这次同为8核16线程的3700X追的很紧,落后已不多(不排除AIDA64兼容性问题)。3900X则凭借核心数量在除了整数计算的项目上以绝对优势完胜9900K。

  

Ryzen 9 3900X 3DMARK Time Spy综合分9148/CPU分数12058

  

Ryzen 6 3600X 3DMARK Time Spy综合分9001/CPU分数10217

  

Core i9 9900K 3DMARK Time Spy综合分9070/CPU分数11287

  

Ryzen 9 3900X 3DMARK Fire Strike Extreme综合分12259/C

  

Ryzen 6 3600X 3DMARK Fire Strike Extreme综合分12200/C

  

Core i9 9900K 3DMARK Fire Strike Extreme综合分12257/C

  

用于DX11和DX12的两种3DMARK测试,综合分基本一致,3900X强一点点,差别在于CPU单项得分,它基本代表改CPU在游戏建模计算中发挥的效能。3700X基本够得着9900K的水平,3900X比二者高一档。

  

关键点来了,第三代锐龙+X570芯片组是第一款支持PCI-E4.0的平台,刚好3DMARK推出了PCI-E带宽测试项目,让我们比一下它与9900K+Z390这个PCI-E3.0平台有多大差别。

  

Ryzen 9 3900X 3DMARK PCI Express结果14.23GB/s

  

Ryzen 7 3700X 3DMARK PCI Express结果14.25GB/s

  

Core i9 9900K 3DMARK PCI Express结果13.84GB/s

  

这项测试的机制类似于显卡烧机软件Furmark,用海量的像素填充计算搭配一比例的顶点计算使GPU无限接近理论满载,压榨出最大的数据吞吐量。

  

结果既在意料之外也在意料之中,如今最强的显卡都无法用满PCI-E3.0 16×的16GB/s带宽,更何况高达25GB/s以上的PCI-E4.0?按理说三代锐龙与9900K的测试结果应该一致,没想到前者还是要强一点,这可能是PCI-E4.0或者AMD平台其它方面的优势所致。

  

显卡的PCI-E 16×通道带宽基数太大,以当前的显卡需求恐怕很难测出差别,那么换成硬盘试试会如何呢。别忘了,NVMe协议的M.2接口是PCI-E 4×通道的,那么X570主板上的M.2接口就是PCI-E4.0的4×,前者的理论速率为32Gbps,后者则至少有50Gbps。我们用一个容量2TB,配备群联PCI-E4.0速率主控的SSD来试试能不能测出差别。

  

Ryzen 9 3900X PCI-E4.0固态硬盘性能测试,总分8543

  

Ryzen 7 3700X PCI-E4.0固态硬盘性能测试,总分7722

  

Core i9 9900K PCI-E4.0固态硬盘性能测试,总分7251

  

测试结果的差别要比3DMARK PCI-E大得多,毕竟只有M.2接口只有四条PCI-E通道,SSD硬盘有多给力,差距就有多明显。有趣的,虽然两颗锐龙的得分都比9900K高不少,但3900X与3700X的差更大。核心数量几乎是它俩唯一的区别,这么来看测试过程中线程数量似乎还作为其中一个瓶颈在影响性能。

  

无论如何,今后要获得极速的硬盘数据传输,组RAID或许会变成一个笨方法,直接买一个PCI-E4.0的SSD更省事儿。就如以上测试结果所示,其中最最影响平时操作体验的4K随机读写,9900K相比第三代锐龙分别低了10MB/40MB,这可是不容忽视的损失。

  

关于第三代锐龙的所有基准测试和模拟游戏测试到此完结了,纵观测试全程,笔者有两点总结。

  

第一, 以价格对位来比较,Ryzen 9 3900X已经做到明显优于i9 9900K,除了单线程的SuperPi之外,前者几乎在所有项目中领先后者:单线程性能基本追平,多线程性能一骑绝尘。

  

第二, 以规格对位来比较,Ryzen 7 3700X与i9 9900K同为8C/16T,单线程依然是除了SuperPi以外追平,多线程不相伯仲,个别项目有小胜。

  

以上只是CPU常规性能的对比态势,AMD还有PCI-E4.0这一加分项。

  

  

自第一代锐龙吹响反击的号角,AMD每更新一代都竭尽全力扩大优势,弥补短板。而Intel过惯了悠闲挤牙膏的日子,惊醒后发力仓促而疲软,到如今优势已荡然无存。两者同规格产品性能总体持平说明K7、K8时代的那个AMD真的回来了,并且以发展的眼光来看,AMD已经占据了主动,因为无论游戏还是其它应用,高效的多线程计算都是软硬件生态的主流。从2019年7月7日开始,CPU的历史要分成两段来写。

  

一家独大永远是消费者的噩梦,多亏了AMD,噩梦将醒。

  

区区一篇评测难以将第三代锐龙论述至尽,我们还将有更多关于Ryzen 3000系列的话题与各位探讨、分享,敬请期待!

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