AMD第三代Ryzen&RX5700平台首测:前言&技术解析

【【【前言:AMD全面崛起,新Ryzen携手新Radeon降临】】】

差不多一个月以前,我们三易生活有幸受邀参与了AMD在洛杉矶举办的“NEXT HORIZON GAMING”活动,在那场为期数天的盛会中,我们有幸成为了全世界第一批与全新的AMD第三代Ryzen桌面处理器、Radeon RX5700系列显卡亲密接触的媒体之一。在那个时候,我们怀着激动的心情为大家奉上了第三代Ryzen桌面处理器、 Radeon RX5700系列显卡的技术详解,既让不少期待着2019年AMD全新“大杀器”组合的朋友们着实兴奋了一把,也令很多人第一次知晓了AMD这些年是如何顶住压力,是如何坚持自身研发路线一直努力下来的。

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当然,作为一家老牌IT厂商,AMD的奋斗之路已然是一个横跨半世纪的传奇故事。但对于消费者来说,更关心的显然是全新一的平台是否真能如此前种种曝光的消息那样性能和功耗均令人兴奋。好在,这一次我们三易生活同样没有令人失望:全新的AMD X570主板、第三代Ryzen桌面处理器、全新架构的Radeon RX5700系列显卡、还有PCIE 4.0加持的NVME SSD……这一次,我们奉上的不是一款CPU、一款显卡的性能评测,而是足足两套AMD全新平台的综合体验,相信能让关心它们的朋友看个过瘾。

【【【全新的X570平台:AMD亲自操刀,PCIE4.0是最大亮点】】】

由于本次测试同时涉及到主板、CPU、显卡、SSD甚至是内存等多方面的换代升级,再加上两套不同定位的平台测试量巨大,为了能够让读者朋友们更顺利地找到自己想要的信息,本次我们会将具体的评测拆分为三个篇章。具体来说,分别是对新平台的技术剖析、3900X+5700XT高端平台的性能实测,以及3700X+5700甜品级平台的性能实测三部分。

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首先,相信不少朋友已经知道,本次的第三代锐龙桌面平台理所当然地升级了全新的X570芯片组。和过往的X370、X470相比,X570这一次最大的不同在于它不再由和硕研发和代工,而是Ryzen系列第一块由AMD自主开发的全新芯片组。

 

为什么AMD要重新接手X570的开发?从目前有限的信息来看,最大的可能性在于新芯片组加入了不少最新的技术特性,这使得它的复杂度相比前两代来说是大大提升了。

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比如说,X570全球首发了全新的PCIE 4.0规范,其理论带宽可达31.5Gbps,是上一代PCIE 3.0的两倍。可不要小看这一改变,要知道,在PCIE4.0规范商用之前,主流级的台式机平台一般只能给显卡留出×16的PCIE3.0带宽余量,这意味着虽然理论上主流平台也可以使用双卡配置,但那样一来,每块显卡所分得的数据带宽就只剩下越8Gbps,已然构成了性能瓶颈。而升级到PCIE 4.0之后,就算是拆分成两条,每条PCIE 4.0 ×8的有效带宽依然相当于原来的满速PCIE 3.0×16——主流平台的双卡性能瓶颈问题就迎刃而解了。当然,就算不使用双卡,PCIE 4.0也能给未来的4K 120Hz甚至是8K渲染留出足够的带宽冗余,同时有助于万兆网卡、NVME RAID卡等带宽大户在家用级平台上的快速普及。事实上,我们这一次所测试的两款X570主板就已经齐齐标配了2.5Gbps有线网卡和2.4Gbps的无线网卡——在它们的背后,更大的PCIE带宽当然功不可没。

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我们收到的基于群联E16主控的PCIE 4.0 NVME SSD

 

除了更强的板卡扩展能力, X570芯片组这一次在存储配置上也可以说是大幅跃进:首先,它成为了世界首款支持PCIE 4.0 SSD的主板芯片组。这意味着X570理论上无需SSD阵列就能达到接近5000MB/s的SSD磁盘性能,无论是对于狂热的游戏玩家还是对于重负载创作者来说,这都将大大缩减载入等待时间。其次,X570原生支持多达12个SATA3接口和多达10个原生USB 3.1Gen2(10Gbps)接口——只要主板厂商愿意,X570主板上的所有USB接口都可以是10Gbps的SuperSpeed+规格的。

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最后,可能有的朋友已经知道了,本次AMD在更新X570主板时,并没有更换CPU接口。这似乎“明示”着新平台与老处理器或老平台与新处理器之间的兼容性。但是,从AMD官网所透露的信息来看,X570平台是不能支持初代Ryzen桌面版处理器(也就是1000系,比如1700、1800X等)的,也不支持初代Ryzen APU(2200G、2400G等)。但它可以向下兼容第二代的Ryzen桌面版处理器(比如2700X)、也当然可以使用最新发布的第二代Ryzen APU(3400G、3600G)。

 

与此对应的是,目前已经有一部分X470、B450主板通过BIOS升级支持了第三代Ryzen桌面版处理器,但需要提醒的是,将新CPU用在400系主板上,将会导致PCIE 4.0带宽不可用。且从X570当前已发布的主板设计来看,新一代的CPU对于主板供电的要求较高,普遍需要8+4pin甚至双8pin CPU供电,因此如果打算用老平台直接换新U的朋友,我们三易生活不建议使用定位太低的400系主板、也提醒大家关注自己所使用的电源的CPU供电能力。

【【【关于第三代Ryzen:除了制程之外,你还应该知道这些】】】

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相比起新芯片组、新主板来说,第三代Ryzen处理器显然是要更“吸睛”一些的,毕竟,很多人都已经知道了它们是当前首发的桌面7nm处理器,更带来了非工作站级别PC上首个12核与16核处理器。

 

说实在的,关于第三代Ryzen,我们三易生活在此前的AMD“NEXT HORIZON GAMING”活动之后,已经给出过相当详尽的技术解析。但实际拿到CPU实物并进行测试之后,我们发现还是有一些需要向大家补充说明的信息。

 

比如说,很多朋友可能先入为主地认为,新一代Ryzen处理器的性能提升主要得益于更先进的制程和更高的主频——这种观点其实并不太对。事实上,无论是此前活动中披露的详细技术特征,还是此次我们测试所得的结果都显示,AMD全新设计的Zen 2架构才是性能提升的主要功臣。

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和之前两代相比,全新的Zen 2架构最大的改变,就是将CPU的计算核心模块(CCD)和包含内存控制器、PCIE通道控制器、CPU模块间互联控制器等在内的IO模块(cIOD)进行了彻底的分割。

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我们可以用这张今年CES上苏姿丰博士展示的,没有顶盖的三代Ryzen处理器来给大家解释:在基板上,大家可以看到,这款Ryzen处理器拥有两个Die。其中比较小的那一个,就是内含两个CCX、或者说内含八个CPU内核的CCD模块,它采用台积电7nm工艺打造;而比较大的那一个,则是IO模块,它用的是GF的12nm工艺。

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这样做的好处是什么呢?它的首要好处是降低成本:毕竟CPU的IO模块不需要运行在很高的频率下,它们对于制程其实没有那么高要求,分割来用更成熟的制程制造可以有效提升CPU的可靠性。与此同时,这也使得去掉了IO部分的CCD模块结构更为简化,使用最新的7nm制造时核心面积更小,良品率更高——如此一来,工作频率和性价比不就更高了么~

 

当然,敏锐的朋友们可能意识到了,这样一来,CPU核心和内存控制器之间的物理距离必然延长。要知道前两代Ryzen的内存延迟就一直令部分用户介怀,新设计的第三代Ryzen采用“外置”内存控制器,延迟问题要如何解决呢?

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AMD当然很明白其中的利害关系,在第三代Ryzen上,有一大票基础设计改进都是专门针对IPC和内存延迟的。其中包括前几年才刚刚被学界提出的TAGE(TAgged GEometric history length)分支预测器、加倍的L1存取带宽、在L3缓存中划分一部分作为L2的受害者缓存(保存被L2逐出的数据以便重复利用,无需重新到内存中加载)等等。根据此前披露的官方数据,这些设计改进给第三代Ryzen处理器带来了15%的IPC(每时钟周期)性能增长,幅度远大于新制程导致的频率上升。

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除此之外,针对Ryzen处理器之前的内容兼容性和频率短板,全新的第三代Ryzen处理器也经由改进Infinity Fabric位宽(如今它已经是一个512bit的超宽总线)、重新设计内存控制器实现了对超过5000MHz的超高频DDR4内存的支持。要知道上一代的Ryzen处理器内存频率连能不能稳定在3200MHz,都还需要看主板的设计实力——相比之下,如今的进步真的可谓巨大。

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最后必须要提醒大家的是,在AMD和微软的共同努力下,最新的Windows 10 1903更新引入了被称为“拓补感知”的最新优化技术。它将会使得操作系统更倾向于先使用单一CCX内部的四个核心,当四核不够用时再将任务迁移到更多的CCX上(而不是像以往那样平均分配)。这样一来,可以减少CCX之间的核间通信,既能改善内存延迟、也能强化某些游戏应用的性能和兼容性。最值得点赞之处在于,“拓补感知”技术并非第三代Ryzen独享——只要更新了最新的BIOS(BIOS需要支持UEFI CPPC2接口),然后升级到1903或者以后版本的Win10系统,那么即便是前两代的Ryzen也能从新技术中得到性能改善!

【【【剖析Radeon RX5700家族:小身材大能量】】】

如果说,新一代的Ryzen处理器是靠着爆发式的性能提升、12核(目前首发的最高端型号Ryzen 9 3900X)的多线程优势,力压竞争对手的旗舰产品的话。那么与之一同到来的Radeon RX5700显卡家族,就是凭借着深入优化的全新架构、更进一步丰富的驱动功能以及超高的性价比表现,再一次续写了AMD GPU“高能小核心”的传奇故事。

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是的,我们提到了小核心——如果读者们中有AMD老粉丝,可能就会想到Radeon 9500Pro、1950XTX、HD4860或是近年来口碑优秀的RX570D、RX590等经典产品。没有错,比起年初发布的Radeon VII,全新的RX5700家族并没有选择定位旗舰,但也正因为如此,这反而使得它吸引了更多玩家的注意。

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RX5700系列有多小呢?简单来说,在它那富有流动质感的涡轮散热器(仅限RX5700XT和RX5700XT五十周年纪念版)下方,是一个面积仅有251平方毫米的核心。这是什么概念?相比之下,AMD上代的旗舰Vega 64核心面积高达495平方毫米,几乎是RX5700的两倍。不仅如此,即便和本世代的竞争对手NVIDIA GeForce RTX2070(445平方毫米)相比,RX5700都要小了77%之多。

 

然而如果你小看了这颗小核心,那就要吃大亏了:根据AMD此前公布的数据显示,7nm制程、最大2560sp的RX5700系列显卡,绝对性能相比Vega 64却高出了15%,同时功耗下降了23%。而在我们的测试中,在某些极重负载(比如4K全特效)的工况下,这颗“小核心”甚至还能爆发出超过GTX1080Ti的游戏性能!

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RX5700是如何实现这样的“能效神话”的?关于这一点,我们三易生活在此前已经有过非常详细的解释。简单来说的话,首先,得益于7nm制程,RX5700系列这一次的流处理器工作频率得以大幅提升,最高1980Mhz(RX5700XT五十周年纪念版)的水准总算是终结了AMD显卡自GCN时代以来的频率劣势,甚至反超了竞争对手所有的非超频型号的频率上限。

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当然,和CPU的情况一样,制程在RX5700系列的性能提升中也并未占到主导地位,真正重要的因素还是AMD(其实是追溯到ATi时代)迄今为止全新设计的第五代“RDNA”基础图形架构。通过重塑标量单元和矢量单元的数量比,RX5700在64宽度运算下的理论IPC相比GCN时代大幅增长了300%;而全新的双计算单元结构也令它能够更灵活地兼顾游戏和运算两方面的需求。再加上缓存结构、色彩压缩方面的改进,一个最大仅有2560SP,但实际性能却远超同级的“甜品杀手”就这样被塑造了出来。

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对了,最后值得说一下的是,就在本篇评测发布前一天(2019年7月6日),AMD官宣将还处于预售阶段的RX5700系列显卡正式降价,降价幅度从300元到500元不等。在降价之后,RX5700系列的公版最低建议价格已经低于2700元——很显然,这使得它的性价比进一步提升,也吸引了更多目光的关注。

 

那么,全新的AMD一整套平台究竟性能如何,在使用体验中又有哪些特别之处呢?接下来我们就会为大家带来3900X+RX5700XT与3700X+RX5700两套平台的完整测试内容。

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