Ryzen 7 3700X与Core i9

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其实从amd的第二代锐龙和第三代锐龙处理器的评测就能看出,amd这几年来处理器的单线程和多线程性能都有所提升,从zen到zen+再到zen 2,amd在不断的对内核和缓存进行优化提升性能,新的工艺也让锐龙处理器的频率节节攀升,特别是使用台积电7nm工艺的锐龙3000系列处理器在能耗比方面远超intel同档产品。不过锐龙7 3700x首发评测时有一样东西是没做的,就是同频测试,估计大家应该很想现在intel和amd处理器在同核心同频率情况下谁更强一些,今天我们要做的就是这个测试。

 ryzen 7 3700x与core i9-9900k同频性能测试 intel这是要成追随者了?

这几年来intel与amd处理器架构变化

amd方面

在2017年zen架构出来之前,推土机架构那个惨我就不想再提了,zen架构让amd有了翻身的资本,它与以往的推土机架构相比进化相当的大,14nm finfet工艺、smt多线程、全新的缓存设计、大幅提升的ipc、sensemi技术等让其与以往的推土机架构表现完全不同,ipc与挖掘机架构相比提升了52%之多。

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zen架构核心图

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锐龙处理器内部都有两个ccx单元,这是zen架构的最小cpu complex,内有四个x86核心,每个核心都有独立的l1与l2缓存,共享8mb l3缓存,每个核心都可以选择性的附加smt超线程,ccx内部的核心是可以单独关闭的,ccx之间使用高速infinity fabric进行通信,这种模块化设计允许amd根据需求扩展核心、线程和缓存数量,针对消费客户,服务器和hpc市场推出不同的产品。

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2018第二代锐龙处理器的zen+架构其实只是小修小改,采用从14nm工艺改良而来的12nm工艺,频率明显比上代更高了,功耗也有所降低,内存和缓存的延迟也有所 降低,使得ipc有少量提升了3%,第二代精准频率提升技术和xfr2的引入允许更多线程同时提升到更高的频率,不同线程的负载可以把频率提升到不同水平,不像第一代那样一刀切只能提升两个线程。

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而今年的zen 2架构改动就大了,最大的变化就是cpu从单个核心变成了mcm多芯片封装,它由1到2个ccd核心和1个i/o核心所组成,把原来整合在cpu里面的内存/pci-e/usb/sata控制器等又独立出去了,这样的设计更为灵活让amd可以拿出16核的am4处理器,而且可以用最新的7nm工艺生产ccd核心,而对性能没那么敏感的i/o核心则使用原来的12nm工艺,对降低成本和提高良品率都有一定帮助。

zen 2架构的内核经过了一系列的优化 ,翻倍了浮点单元位宽,从2x128bit提升到2x256bit,大幅提升执行avx-256指令的效率,使它在运行创作类应用时性能大幅提升,其他修改包括采用全新的tage分支预测器、改善指令解码系统、整数调度器从84增加到92、改进读取与存储系统。

缓存设计也有所修改,为了对应内存控制器外置后的延迟提升,zen 2架构的l3缓存直接翻了一倍,l1数据缓存位宽也翻了倍,l1与l2缓存的预读机制都有所改善。

zen 2架构的ipc提升了15%之多,再加上7nm工艺带来的频率提升,单线程性能比上代提升了21%之多,处理器的功耗也因为采用新制程也大幅降低,此外它也是首款支持pci-e 4.0的处理器。

intel方面

反观intel这几年,由于10nm工艺的一再延期,导致新架构处理器的更新也一再延期,其实当年intel是打算10nm的cannon lake和14nm++ coffee lake处理器一同推出的,然后再下一年全部都换成10nm+的ice lake,结局大家都看得到了,cannon lake只有一款产品并且只是少量出货,桌面市场继续用14nm的coffee lake支撑着,下一代桌面处理器依然是用14nm工艺,采用全新sunny cove架构的ice lake虽然发布了,但只面向移动市场,桌面市场什么时候有还是未知数。

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其实intel的桌面处理器架构从2015年的skylake开始就没变过,当年的skylake可以说是自sandy bridge以来intel最给力的一次升级了,cpu同时升级架构、工艺及核显,内存同时支持ddr3与ddr4,采用了更为先进的14nm工艺使得skylake在频率提升、性能增强的同时功耗有了明显降低,而fivr电压控制模块则被取消了,电压的控制也重新回到主板上,然而谁知道这架构一用旧这么多年。

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2017年年初推出的kaby lake其实就是工艺升级到14nm+的skylake,能耗比有所提升,最明显感觉是频率更好超了

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2017年10月推出的coffee lake工艺升级到14nm++,能耗比进一步提升,内核增加了两个,ipc无提升,但多核性能有了质的飞越。

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去年推出的第九代酷睿处理器依然是coffee lake架构,intel进一步把核心数量增加到8个,而且内部导热材料从硅脂换回了无钎剂焊,散热能力会有大幅提升。

自从2015年14nm工艺投产以来intel一直在改进工艺,在不提升功耗的情况不断提升性能,14nm++工艺比初代14nm工艺性在同样电压下频率能提升26%,或者在同样频下功耗降低52%,在同世代的工艺里面算是相当不错的了,但是10nm因为最初的标准定得太高的问题导致良品率一直不高,拖了很久才能投产。

其实这么多年来intel并不是没有对内核进行过优化,hedt平台上的skylake-x架构虽然内核依然是skylake,但是缓存经过修改,缩小l3增大l2以此来提升ipc,另外用网状总线代替了环形总线,并且增加了avx-512指令集,然而这些修改都没有普及到主流平台处理器上。

ice lake处理器所用的sunny cove微架构是这几年来intel最大的一次内核升级了,只是不知道桌面平台什么时候能用得上。

测试平台与说明

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这次测试其实就是把首发的测试项目再重跑一次,平台也是差不多的,测试对象包括同是8核16线程的ryzen 7 3700x、ryzen 7 2700x和core i9-9900k,处理器的频率全部锁到4ghz,电压auto就可以了,不过amd平台上auto电压的话都普遍偏高,手动设置的话又没啥代表性,所以功耗就不测了。

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测试成绩汇总

根据上面的测试数据我们可以统计得出这三个cpu的综合性能表现:

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zen 2架构的ryzen 7 3700x与上代zen+架构的ryzen 7 2700x相比,在同频情况下单线程性能提升了11.7%,而多线程性能提升18%,zen 2架构优化带来的效能提升是相当之明显的,只用了一年时间就让性能提升这么多,amd这效率真让人惊叹。

而且我们可以看到的是ryzen 7 3700x的单线程性能在同频情况下就已经比core i9-9900k高出3%,多线程性能更是高出9%,这说明intel以往微架构上的优势已经不复存在了,现在ipc是amd的zen 2比较强,而且zen架构多核互联的效率更高,多线程的性能提升比率zen架构都要比intel现在基于skylake的coffee lake要更高,当年的skylake微架构确实不错,然而原地踏步四年的话是必然会被超越的,现在intel剩下的也只是他们的14nm++工艺能把频率拉到很高来掩饰他们处理器效能的不足,然而能耗比早就被用7nm的zen 2远远抛离。

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随着zen 2架构的单线程效能的提升,ryzen 7 3700x的游戏性能也比ryzen 7 2700x有了明显的改善,同频率下提升了10%左右,游戏性能的增幅并没有cpu性能增幅那么大,这多是内存控制器外置到i/o核心后导致内存延迟增大的锅,ryzen 7 3700x与同频core i9-9900k的差距已经缩小到6%左右,和上代的zen+有了不小的进步。

amd zen 2同频效能已经超越了intel的coffee lake,amd这几年在cpu市场发力,推出了三代zen架构处理器,处理器效能一代比一代好,反观intel这几年,虽然cpu架构也换了三代,然而本质上还是skylake,ipc从2015年开始就没变过,只是在不断的往里面堆核心并提升频率,虽然说intel手上还有使用sunny cove的10nm ice lake处理器,然而明年也未必能在桌面市场看到它的身影,而amd明年应该可以如期拿出采用7nm euv工艺的zen 3,目前全球各地零售市场都出现了amd处理器的出货占有率增长甚至超越intel处理器的情况,intel再不重视桌面市场就真会被amd抢过去了。

 

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