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2022年的處理器競爭堪稱白熱化，英特爾和AMD都下了大血本，希望在市場上奪得一席之地。2022年，AMD首先用基于3D V-Cache技術(shù)的銳龍7 5800X3D對決英特爾，搶奪“最佳游戲處理器稱號”，接下來又發(fā)布了強(qiáng)悍的銳龍7000全系列處理器，意圖稱霸市場。英特爾則不慌不忙，第13代酷睿處理器技驚四座，5.8GHz的默認(rèn)頻率更是前無古人。這場大戲直到年底才逐步進(jìn)入高潮，頗為值得一看。

游戲玩家利器

AMD 3D V-Cache技術(shù)終于登場

現(xiàn)代處理器的基本架構(gòu)是馮·諾依曼架構(gòu)，它的特點(diǎn)就是計(jì)算和存儲。馮·諾依曼架構(gòu)解決了如何存取數(shù)據(jù)、如何計(jì)算和控制數(shù)據(jù)。整個(gè)馮·諾依曼架構(gòu)，都是圍繞存儲器來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這就要求存儲器具有極高的性能，至少不能比計(jì)算核心慢太多。具體到CPU上來看，人們使用亂序執(zhí)行、SMT等技術(shù)填塞流水線，利用多級緩存、內(nèi)存和磁盤的存儲體系來最大限度解決CPU核心的高速率和存儲體系多年以來的緩慢發(fā)展之間的差異。

然而無論怎么做，CPU中計(jì)算和存儲部分的差距一直存在并且越來越大。為了緩解這個(gè)問題，業(yè)內(nèi)有研究人員提出，利用3D緩存堆疊技術(shù)，為CPU提供超大的L3緩存，這樣可以在一定程度上顯著提升緩存敏感型應(yīng)用的性能，比如部分游戲。終于我們看到AMD首先應(yīng)用了這個(gè)技術(shù)，2022年，AMD終于將之前就提及很久的緩存堆疊技術(shù)命名為3D V-Cache，并應(yīng)用在銳龍、EPYC等多款、多個(gè)系列的處理器上，顯著提升了相關(guān)的性能。

▲AMD在多年前介紹過的3D V-Cache技術(shù)終于走入了實(shí)際

AMD在3D V-Cache在技術(shù)上是采用TSV也就是硅穿孔技術(shù)，將堆疊的緩存連接在CCD模塊的環(huán)形總線上，每8MB堆疊緩存擁有1024個(gè)連接，總計(jì)有8192個(gè)連接，帶來了2TB/s的帶寬，這和L3所掛接的環(huán)形總線的速度是一致的，并且堆疊緩存的頻率和L3緩存也保持一致。因此，對CPU核心來說，堆疊緩存和本地緩存實(shí)際上是一樣的。

▲3D V-Cache技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，注意上下對準(zhǔn)的通孔。

AMD在桌面處理器應(yīng)用3D V-Cache技術(shù)的處理器是銳龍7 5800X3D。銳龍7 5800X3D在SoC層級上擁有1個(gè)CCD和1個(gè)IOD，總計(jì)8個(gè)CPU核心，本身CPU L3緩存為32MB，AMD通過3D V-Cache技術(shù)堆疊了64MB緩存后，總緩存為96MB。頻率方面，考慮到新增的緩存部分功耗以及TDP控制等問題，AMD選擇將銳龍7 5800X3D的頻率限定至最高不超過4.5GHz，默認(rèn)僅為3.4GHz。要知道，原版銳龍7 5800X的頻率為默認(rèn)3.8GHz、最高4.7GHz。

▲3D V-Cache帶來了銳龍7 5800X3D的游戲性能大提升，可以用更低的頻率挑戰(zhàn)更高頻率的銳龍9 5900X。

雖然頻率降低，但是銳龍7 5800X3D憑借高達(dá)96MB的L3緩存，帶來了超強(qiáng)的游戲性能。在大量游戲測試中，銳龍7 5800X3D不但能夠輕松挑落銳龍5000系列的旗艦銳龍9 5950X，和英特爾12代酷睿的頂級型號酷睿i9-12900K相比也不遑多讓，能夠在多款游戲中勝出，展示出3D V-Cache技術(shù)強(qiáng)悍的性能優(yōu)勢。直到現(xiàn)在，銳龍7 5800X3D依舊是性價(jià)比最高的游戲處理器之一，得到了玩家的選擇和喜愛。

▲AMD銳龍7 5800X3D處理器成了2022年最受歡迎的處理器產(chǎn)品

總的來說，受制于當(dāng)前CPU的體系結(jié)構(gòu)，存儲和計(jì)算之間的矛盾是一直存在并且可能短期內(nèi)難以解決的。AMD 3D V-Cache是從另一個(gè)角度緩解這種矛盾，且非常成功的嘗試，通過3D V-Cache技術(shù)，AMD不但緩解了Chiplet結(jié)構(gòu)帶來的延遲較高的問題，還極大地增強(qiáng)了處理器的緩存敏感型應(yīng)用性能。在企業(yè)級產(chǎn)品方面，EPYC處理器也憑借3D V-Cache技術(shù)大大增強(qiáng)了自己的性能優(yōu)勢。據(jù)悉，AMD還計(jì)劃在全新的銳龍7000和EPYC 9004系列處理器上繼續(xù)使用3D V-Cache技術(shù)，屆時(shí)會帶來怎樣的性能表現(xiàn)，值得期待。

▲AMD還將3D V-Cache技術(shù)應(yīng)用在服務(wù)器級別產(chǎn)品上，圖為EPYC的3D V-Cache版本。

全新Zen 4架構(gòu)、最高5.7GHz

銳龍7000系列處理器閃亮登場

AMD的銳龍系列桌面處理器從早期的Zen 1架構(gòu)開始，已經(jīng)歷經(jīng)了四代發(fā)展，得到了諸多消費(fèi)者的認(rèn)可和喜愛。2022年，根據(jù)AMD之前公布的路線圖，全新的Zen 4架構(gòu)以及銳龍7000系列處理器，終于正式發(fā)布了。

從架構(gòu)角度來看，AMD在Zen 4上并沒有做出大刀闊斧的改進(jìn)，Zen 4架構(gòu)相當(dāng)于是Zen 3架構(gòu)的一個(gè)深度優(yōu)化版本。在Zen 4架構(gòu)設(shè)計(jì)上，AMD的希望實(shí)現(xiàn)更高的性能、更低的延遲和更好的能效比。其中性能的提升來自頻率和IPC的提升；更低的延遲主要是提升了緩存的性能并且對整個(gè)架構(gòu)的平均延遲進(jìn)行了降低；能效比方面則通過新的設(shè)計(jì)、新的工藝以及將移動端的一些技術(shù)移植在桌面端而來，降低了整個(gè)CPU的動態(tài)功耗。新的Zen 4架構(gòu)在分支預(yù)測、Op緩存、指令排序相關(guān)窗口、整數(shù)或浮點(diǎn)寄存器、每核心更深的緩沖區(qū)、后端讀取和加載等方面進(jìn)行了優(yōu)化，另外還加入了AVX-512指令集以及重新調(diào)整的每核心1MB、8-way L2緩存。

▲Zen 4架構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)

最終，AMD宣稱Zen 4架構(gòu)相對于Zen3架構(gòu)，在桌面端實(shí)現(xiàn)了大約13%的IPC提升，其中貢獻(xiàn)最大的是前端的改進(jìn)，其次是存儲和加載部分，第三是分支預(yù)測部分，執(zhí)行部分和L2部分的改進(jìn)帶來的性能增幅則相對較小。這也兌現(xiàn)了AMD在之前提到的每一代微架構(gòu)2位數(shù)IPC提升的承諾。

▲Zen 4架構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)情況一覽

在產(chǎn)品端，銳龍7000最大的亮點(diǎn)在于全新的5nm工藝、極高的頻率、全系列支持DDR5內(nèi)存、支持PCIe 5.0以及內(nèi)置集成顯卡，我們逐一點(diǎn)評如下：

首先來看工藝和頻率。銳龍7000系列處理器是首個(gè)采用TSMC 5nm工藝的桌面x86處理器產(chǎn)品。全新工藝帶來了更小的微縮面積和更為卓越的性能功耗比表現(xiàn)，同時(shí)也使得AMD有機(jī)會大幅度提升處理器的頻率。比如最高端的銳龍9 7950X依舊維持了16核心32線程的規(guī)格，L3緩存也維持了64MB不變，但是其頻率卻來到了默認(rèn)4.7GHz，最高5.7GHz的水平。相比之前銳龍9 5950X的默認(rèn)3.4GHz、最高4.9GHz的水平，默認(rèn)頻率大幅度提升了1.3GHz，最高頻率提升了800MHz。同時(shí)已經(jīng)發(fā)售的全系列銳龍7000四款處理器，最低頻率提升了1GHz以上，最高頻率則提升了800MHz左右。

▲銳龍7000系列處理器依舊采用Chiplet結(jié)構(gòu)

由于頻率大幅度提升，新的銳龍7000系列處理器在各方面都顯示出了極為顯著的性能優(yōu)勢，綜合性能甚至領(lǐng)先前代產(chǎn)品大約40%。尤其是16個(gè)大核心的銳龍9 7950X等產(chǎn)品，在生產(chǎn)力測試方面表現(xiàn)出極強(qiáng)的多線程性能優(yōu)勢。在游戲性能方面，新的銳龍7000系列產(chǎn)品也擁有不錯(cuò)的表現(xiàn)，相比上代銳龍5000系列有了顯著的進(jìn)步。

▲Zen 4相比Zen 3，帶來了13%的IPC提升。

不過，由于頻率變高、架構(gòu)變化等原因，AMD銳龍7000系列處理器的功耗有所提升，其TDP功耗提升至170W，比上代產(chǎn)品的TDP 105W顯著變高。另外，AMD還設(shè)定了95度的溫度墻，處理器可能會長時(shí)間工作在較高溫度下。不過AMD也說明，由于處理器設(shè)計(jì)原因，可以在高溫下長時(shí)間工作，因此消費(fèi)者無須擔(dān)心其高溫耐久性等問題。

其次是DDR5內(nèi)存支持。目前銳龍7000系列只支持DDR5內(nèi)存。相比之下，英特爾對應(yīng)的產(chǎn)品同時(shí)提供了DDR4和DDR5內(nèi)存的支持。AMD解釋道這樣做是考慮到新技術(shù)優(yōu)勢和整體發(fā)展趨勢，為此AMD還推出了自由的內(nèi)存優(yōu)化超頻技術(shù)EXPO，開啟后就可以讓內(nèi)存工作在最佳頻率之下。雖然DDR5內(nèi)存帶來了更大對的帶寬，但是其相對較高的價(jià)格還是在短期內(nèi)影響了銳龍7000的平臺搭建成本。

第三則是PCIe 5.0支持。AMD新一代平臺終于實(shí)現(xiàn)了對PCIe 5.0的支持，新的總線規(guī)格能夠帶來更高的帶寬，這對諸如SSD、GPU等對帶寬敏感的設(shè)備有一定意義，也是未來技術(shù)發(fā)展的方向。

第四則是內(nèi)置的集成顯卡。在AMD采用了全新的TSMC 6nm工藝生產(chǎn)IOD核心后，終于可以加入集成顯卡了，其基本規(guī)格為采用了RDNA 2架構(gòu)，2個(gè)CU單元，支持H.264和H.265的編解碼，支持AV1解碼，輸出方面支持 HDMI 2.1、DP 2.0和Type-C DP顯示輸出。從規(guī)格來看，整體性能只能說具備基本3D能力，但是視頻解碼和顯示輸出方面功能是齊全的，非常適合OEM廠商和辦公領(lǐng)域等。

▲銳龍7000系列處理器的IOD現(xiàn)在擁有了集成顯卡

總的來看，AMD的銳龍7000系列處理器整體架構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝應(yīng)用、產(chǎn)品設(shè)定、技術(shù)支持等方面都是非常出色的，堪稱目前最先進(jìn)的新一代處理器產(chǎn)品。在和競爭對手的對比中，銳龍7000系列處理器面對13代酷睿也各有勝負(fù)，尤其是多線程性能更是表現(xiàn)出色，維持了和英特爾在技術(shù)方面均勢競爭的態(tài)勢，非常值得肯定。

更多能效核心、更高頻率

英特爾第13代酷睿系列桌面處理器上市

英特爾在第12代酷睿系列處理器上市后，在游戲性能和單線程性能方面就一直處于領(lǐng)先地位，其強(qiáng)悍的Golden Cove架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的性能核心和Gracemont架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的能效核心帶來了全新的“P+E”大小核心調(diào)度模式，很好地平衡了處理器單線程性能和多核心性能。

不過在面對AMD的16核心銳龍?zhí)幚砥鞯臅r(shí)候，英特爾第12代酷睿的多線程性能表現(xiàn)略遜一籌，在一些多線程應(yīng)用中處于下風(fēng)，并且整體架構(gòu)也存在改進(jìn)、優(yōu)化空間。因此，英特爾在2022年10月份發(fā)布了第13代酷睿桌面版處理器產(chǎn)品，通過優(yōu)化工藝、小幅度改進(jìn)架構(gòu)、增大L2、翻倍能效核心數(shù)量和大幅度拉高頻率，帶來了全新的第13代酷睿系列處理器。

第13代酷睿桌面版處理器采用的進(jìn)一步改進(jìn)的intel 7工藝，帶來了更好的通道遷移率，使得處理器能夠在相同電壓下運(yùn)行在更高的頻率上，同時(shí)13代酷睿采用的Raptor Cove核心微架構(gòu)也為了實(shí)現(xiàn)更高的頻率進(jìn)行了優(yōu)化。因此，13代酷睿系列處理器的最高頻率進(jìn)一步向上拉升，目前來到了5.8GHz最高，相比上代產(chǎn)品提升了大約500MHz，并且還有望進(jìn)一步提升至6GHz。更高的頻率同樣帶來了更為卓越的性能表現(xiàn)，這一點(diǎn)值得肯定。

▲英特爾第13代酷睿的改進(jìn)不算大

在微架構(gòu)方面，第13代酷睿性能核心也就是Raptor Cove核心的L2緩存從之前1.25MB提升到了2MB，并且采用了新的動態(tài)預(yù)讀取，整體性能表現(xiàn)也會更出色。能效核心的共享緩存從每組2MB翻倍到了4MB。整個(gè)處理器的L3緩存升級到了36MB，采用新的包容和非包容動態(tài)設(shè)定，并且整個(gè)環(huán)形總線的頻率和效能也得到了提升。內(nèi)存方面，第13代酷睿支持的內(nèi)存頻率也更高了，目前支持最高DDR5 5600雙通道內(nèi)存，同時(shí)，第13代酷睿也提供了針對DDR4的內(nèi)存支持，可以降低平臺采購成本。

第13代酷睿除了頻率和微架構(gòu)外，最重要的改進(jìn)就是能效核心數(shù)量翻倍了。對比酷睿i9-13900K和酷睿i9-12900K，兩者的性能核心數(shù)量相同，都是8個(gè)，但是能效核心方面前者高達(dá)16個(gè)，后者僅為8個(gè)。更多的能效核心帶來了更強(qiáng)悍的多線程性能，這使得英特爾在大量多線程測試和應(yīng)用中，性能大幅度提升。

▲第13代酷睿i9-13900K內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

第13代酷睿的性能方面，英特爾數(shù)據(jù)顯示其多線程性能提升了41%，單線程性能提升了15%。這些性能提升來源于頻率、架構(gòu)等多方面的改進(jìn)。從實(shí)際測試情況來看，英特爾依舊維持了自己單線程性能的優(yōu)勢，在多線程性能方面也幾乎追上了AMD的銳龍系列產(chǎn)品。并且英特爾第13代酷睿由于可以使用之前的600系列主板和DDR4內(nèi)存，平臺采購成本更低，市場表現(xiàn)更好。

展望2023

好戲正在拉開帷幕

2022年的處理器市場競爭趨向于白熱化。AMD和英特爾兩大廠商都發(fā)布了全新系列的產(chǎn)品，無論是英特爾第13代酷睿，還是AMD銳龍7000系列，都不斷地推高處理器的性能，并帶來了大量新的技術(shù)，又引起了市場的激烈紛爭。不過嚴(yán)格來看，2022年的處理器在工藝制程上和架構(gòu)研發(fā)上，進(jìn)步都不算特別顯著。比如AMD還是在使用TSMC 5nm工藝，英特爾也繼續(xù)在使用intel 7制造產(chǎn)品。兩者所使用的架構(gòu)并非全新研發(fā)，而是在上代架構(gòu)之上小改而來。

展望2023年，目前的消息顯示AMD的重頭戲應(yīng)該是3D V-Cache版本的銳龍7000系列，英特爾可能會準(zhǔn)備新的14代酷睿，采用全新的Meteor Lake架構(gòu)和intel 4工藝，不過也有傳言稱英特爾只會發(fā)布目前13代酷睿的“refresh”版本，而不會全部更新。在這里，我們對3D V-Cache版本的銳龍7000系列充滿期待，不知道增加了大容量緩存的新版處理器，游戲性能有又怎樣的驚人表現(xiàn)。英特爾方面，全新的架構(gòu)搭配全新的工藝，表現(xiàn)也一定非常精彩。這幾年的兩強(qiáng)相爭，使得整個(gè)市場都處于快速發(fā)展中，無論是價(jià)格戰(zhàn)還是性能戰(zhàn)，都會帶給我們消費(fèi)者一場精彩的大戲。