Ryzen 7 3700X與Core i9-9900K同頻性能測試 Intel這是要成追隨者了？

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其實從AMD的第二代銳龍和第三代銳龍?zhí)幚砥鞯脑u測就能看出，AMD這幾年來處理器的單線程和多線程性能都有所提升，從Zen到Zen+再到Zen 2，AMD在不斷的對內(nèi)核和緩存進行優(yōu)化提升性能，新的工藝也讓銳龍?zhí)幚砥鞯念l率節(jié)節(jié)攀升，特別是使用臺積電7nm工藝的銳龍3000系列處理器在能耗比方面遠超Intel同檔產(chǎn)品。不過銳龍7 3700X首發(fā)評測時有一樣東西是沒做的，就是同頻測試，估計大家應(yīng)該很想現(xiàn)在Intel和AMD處理器在同核心同頻率情況下誰更強一些，今天我們要做的就是這個測試。

這幾年來Intel與AMD處理器架構(gòu)變化

AMD方面

在2017年Zen架構(gòu)出來之前，推土機架構(gòu)那個慘我就不想再提了，Zen架構(gòu)讓AMD有了翻身的資本，它與以往的推土機架構(gòu)相比進化相當?shù)拇螅?4nm FinFET工藝、SMT多線程、全新的緩存設(shè)計、大幅提升的IPC、SenseMI技術(shù)等讓其與以往的推土機架構(gòu)表現(xiàn)完全不同，IPC與挖掘機架構(gòu)相比提升了52%之多。

Zen架構(gòu)核心圖

銳龍?zhí)幚砥鲀?nèi)部都有兩個CCX單元，這是Zen架構(gòu)的最小CPU Complex（CCX），內(nèi)有四個x86核心，每個核心都有獨立的L1與L2緩存，共享8MB L3緩存，每個核心都可以選擇性的附加SMT超線程，CCX內(nèi)部的核心是可以單獨關(guān)閉的，CCX之間使用高速Infinity Fabric進行通信，這種模塊化設(shè)計允許AMD根據(jù)需求擴展核心、線程和緩存數(shù)量，針對消費客戶，服務(wù)器和HPC市場推出不同的產(chǎn)品。

2018第二代銳龍?zhí)幚砥鞯腪en+架構(gòu)其實只是小修小改，采用從14nm工藝改良而來的12nm工藝，頻率明顯比上代更高了，功耗也有所降低，內(nèi)存和緩存的延遲也有所 降低，使得IPC有少量提升了3%，第二代精準頻率提升技術(shù)和XFR2的引入允許更多線程同時提升到更高的頻率，不同線程的負載可以把頻率提升到不同水平，不像第一代那樣一刀切只能提升兩個線程。

而今年的Zen 2架構(gòu)改動就大了，最大的變化就是CPU從單個核心變成了MCM多芯片封裝，它由1到2個CCD核心和1個I/O核心所組成，把原來整合在CPU里面的內(nèi)存/PCI-E/USB/SATA控制器等又獨立出去了，這樣的設(shè)計更為靈活讓AMD可以拿出16核的AM4處理器，而且可以用最新的7nm工藝生產(chǎn)CCD核心，而對性能沒那么敏感的I/O核心則使用原來的12nm工藝，對降低成本和提高良品率都有一定幫助。

Zen 2架構(gòu)的內(nèi)核經(jīng)過了一系列的優(yōu)化 ，翻倍了浮點單元位寬，從2x128bit提升到2x256bit，大幅提升執(zhí)行AVX-256指令的效率，使它在運行創(chuàng)作類應(yīng)用時性能大幅提升，其他修改包括采用全新的TAGE分支預(yù)測器、改善指令解碼系統(tǒng)、整數(shù)調(diào)度器從84增加到92、改進讀取與存儲系統(tǒng)。

緩存設(shè)計也有所修改，為了對應(yīng)內(nèi)存控制器外置后的延遲提升，Zen 2架構(gòu)的L3緩存直接翻了一倍，L1數(shù)據(jù)緩存位寬也翻了倍，L1與L2緩存的預(yù)讀機制都有所改善。

Zen 2架構(gòu)的IPC提升了15%之多，再加上7nm工藝帶來的頻率提升，單線程性能比上代提升了21%之多，處理器的功耗也因為采用新制程也大幅降低，此外它也是首款支持PCI-E 4.0的處理器。

Intel方面

反觀Intel這幾年，由于10nm工藝的一再延期，導致新架構(gòu)處理器的更新也一再延期，其實當年Intel是打算10nm的Cannon Lake和14nm++ Coffee Lake處理器一同推出的，然后再下一年全部都換成10nm+的Ice Lake，結(jié)局大家都看得到了，Cannon Lake只有一款產(chǎn)品并且只是少量出貨，桌面市場繼續(xù)用14nm的Coffee Lake支撐著，下一代桌面處理器依然是用14nm工藝，采用全新Sunny Cove架構(gòu)的Ice Lake雖然發(fā)布了，但只面向移動市場，桌面市場什么時候有還是未知數(shù)。

其實Intel的桌面處理器架構(gòu)從2015年的Skylake開始就沒變過，當年的Skylake可以說是自Sandy Bridge以來Intel最給力的一次升級了，CPU同時升級架構(gòu)、工藝及核顯，內(nèi)存同時支持DDR3與DDR4，采用了更為先進的14nm工藝使得Skylake在頻率提升、性能增強的同時功耗有了明顯降低，而FIVR電壓控制模塊則被取消了，電壓的控制也重新回到主板上，然而誰知道這架構(gòu)一用舊這么多年。

2017年年初推出的Kaby Lake其實就是工藝升級到14nm+的Skylake，能耗比有所提升，最明顯感覺是頻率更好超了

2017年10月推出的Coffee Lake工藝升級到14nm++，能耗比進一步提升，內(nèi)核增加了兩個，IPC無提升，但多核性能有了質(zhì)的飛越。

去年推出的第九代酷睿處理器依然是Coffee Lake架構(gòu)，Intel進一步把核心數(shù)量增加到8個，而且內(nèi)部導熱材料從硅脂換回了無釬劑焊，散熱能力會有大幅提升。

自從2015年14nm工藝投產(chǎn)以來Intel一直在改進工藝，在不提升功耗的情況不斷提升性能，14nm++工藝比初代14nm工藝性在同樣電壓下頻率能提升26%，或者在同樣頻下功耗降低52%，在同世代的工藝里面算是相當不錯的了，但是10nm因為最初的標準定得太高的問題導致良品率一直不高，拖了很久才能投產(chǎn)。

其實這么多年來Intel并不是沒有對內(nèi)核進行過優(yōu)化，HEDT平臺上的Skylake-X架構(gòu)雖然內(nèi)核依然是Skylake，但是緩存經(jīng)過修改，縮小L3增大L2以此來提升IPC，另外用網(wǎng)狀總線代替了環(huán)形總線，并且增加了AVX-512指令集，然而這些修改都沒有普及到主流平臺處理器上。

Ice Lake處理器所用的Sunny Cove微架構(gòu)是這幾年來Intel最大的一次內(nèi)核升級了，只是不知道桌面平臺什么時候能用得上。

測試平臺與說明

這次測試其實就是把首發(fā)的測試項目再重跑一次，平臺也是差不多的，測試對象包括同是8核16線程的Ryzen 7 3700X、Ryzen 7 2700X和Core i9-9900K，處理器的頻率全部鎖到4GHz，電壓AUTO就可以了，不過AMD平臺上AUTO電壓的話都普遍偏高，手動設(shè)置的話又沒啥代表性，所以功耗就不測了。

測試成績匯總

根據(jù)上面的測試數(shù)據(jù)我們可以統(tǒng)計得出這三個CPU的綜合性能表現(xiàn)：

Zen 2架構(gòu)的Ryzen 7 3700X與上代Zen+架構(gòu)的Ryzen 7 2700X相比，在同頻情況下單線程性能提升了11.7%，而多線程性能提升18%，Zen 2架構(gòu)優(yōu)化帶來的效能提升是相當之明顯的，只用了一年時間就讓性能提升這么多，AMD這效率真讓人驚嘆。

而且我們可以看到的是Ryzen 7 3700X的單線程性能在同頻情況下就已經(jīng)比Core i9-9900K高出3%，多線程性能更是高出9%，這說明Intel以往微架構(gòu)上的優(yōu)勢已經(jīng)不復存在了，現(xiàn)在IPC是AMD的Zen 2比較強，而且Zen架構(gòu)多核互聯(lián)的效率更高，多線程的性能提升比率Zen架構(gòu)都要比Intel現(xiàn)在基于Skylake的Coffee Lake要更高，當年的Skylake微架構(gòu)確實不錯，然而原地踏步四年的話是必然會被超越的，現(xiàn)在Intel剩下的也只是他們的14nm++工藝能把頻率拉到很高來掩飾他們處理器效能的不足，然而能耗比早就被用7nm的Zen 2遠遠拋離。

隨著Zen 2架構(gòu)的單線程效能的提升，Ryzen 7 3700X的游戲性能也比Ryzen 7 2700X有了明顯的改善，同頻率下提升了10%左右，游戲性能的增幅并沒有CPU性能增幅那么大，這多是內(nèi)存控制器外置到I/O核心后導致內(nèi)存延遲增大的鍋，Ryzen 7 3700X與同頻Core i9-9900K的差距已經(jīng)縮小到6%左右，和上代的Zen+有了不小的進步。

AMD Zen 2同頻效能已經(jīng)超越了Intel的Coffee Lake，AMD這幾年在CPU市場發(fā)力，推出了三代Zen架構(gòu)處理器，處理器效能一代比一代好，反觀Intel這幾年，雖然CPU架構(gòu)也換了三代，然而本質(zhì)上還是Skylake，IPC從2015年開始就沒變過，只是在不斷的往里面堆核心并提升頻率，雖然說Intel手上還有使用Sunny Cove的10nm Ice Lake處理器，然而明年也未必能在桌面市場看到它的身影，而AMD明年應(yīng)該可以如期拿出采用7nm EUV工藝的Zen 3，目前全球各地零售市場都出現(xiàn)了AMD處理器的出貨占有率增長甚至超越Intel處理器的情況，Intel再不重視桌面市場就真會被AMD搶過去了。