AMD第三代Ryzen&RX5700平台首测:前言&技术解析

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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!

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