AMD Ryzen 7 1800X首发评测:英特尔这下慌了

如果谈起AMD处理器最辉煌的时代,那无疑是当年把奔腾4和奔腾D压得喘不过气的K8时代,在2006年Core架构推出之后天平就向Intel那侧倾斜,如果说后来的K10微架构对上Core和Nehalem还输得不算太惨的话,再后面的推土机对上Sandy Bridge简直就是个大悲剧,随后AMD放弃了高性能CPU市场,这些年来AMD在处理器市场过了很长一段“憋屈”的日子,8核处理器卖成白菜价然而市场份额一直在减少,在经过多年的卧薪尝胆之后,终于拿出了全新的锐龙 AMD Ryzen处理器,并重返高端市场正面向Intel挑战。

在锐龙AMD Ryzen处理器发布之前AMD官方就多次强调过它性能的强大,AMD公司全球营销部门的副总裁John Taylor曾经在一次媒体记者会上公开说过:“Zen处理器将在性能、功耗及规格方面与Intel处理器竞争——不只是价格上。”可见AMD是相当看重Zen架构的,而且它不会让等待多年的A粉们失望。

前往美国参加AMD Tech Day的小超哥

经过多年的等待AMD的新架构处理器终于来啦,在中国它的名字是锐龙 AMD Ryzen,处理器命名方式会是锐龙 AMD Ryzen n XXXX,n可以是7、5、3表示处理器的系列,后面是四位数字,举个例子上面这颗就是锐龙 AMD Ryzen 7 1800X,最后的X表示这款处理器支持XFR自适应动态扩频技术,关于这个XFR技术在文章的第六页有详细介绍。

首批上市的锐龙 AMD Ryzen 7处理器只有三款八核,规格如上表所示,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X与锐龙 AMD Ryzen 7 1700X只有频率上的差异,而锐龙 AMD Ryzen 7 1700则不支持XFR技术,TDP也下降到65W,CPU的默认频不会超过3.7GHz的Turbo频率,但是锐龙处理器是不锁倍频的,同样可以手动把频率超上去,目前来说这款产品的性价比与可玩性是最高的。

后续可能还会登场的6核与4核锐龙 AMD Ryzen 5/3处理器

锐龙 AMD Ryzen名字的由来

在锐龙 AMD Ryzen这个名字确定之前,AMD的新CPU一直被叫为Zen处理器,即使在AMD自家的宣传资料中也是如此。然而在经历四年的研发之后,Zen处理器正式登场,只是它的名字变为了Ryzen,实际上新处理器并没有改名这个说法,因为Zen指的是CPU的核心架构,而Ryzen则是产品的正式名称,两者的定义本来就有不同,之前只是还没有确定新处理器的名称,因此才直接使用了架构代号来进行宣传。2016年台北电脑展的发布会AMD CEO苏姿丰介绍它时还是用Zen这个名字,Summit Ridge则是核心代号。

那么为什么新的处理器要叫Ryzen呢?这个还得从Zen说起,实际上Zen有禅或者禅宗的意思,禅宗强调个人的修为,以开悟见性为修行重点,追求悟道、悟后起修,最终净除二障,成就佛果。因此Zen也可说是有着“自我超越”和“涅槃重生”含义,AMD把新处理器的架构命名为Zen,自然就是取这个含义,希望新产品能够实现自我超越,达到一个新的巅峰。

在今年的发布会上终于有了正式名字:Ryzen

然而Zen这个名字虽然可以用来作为架构的代号,但是要注册为产品的名称却是不可能的,毕竟这是一个不具备独特性的词语,无法注册为商标,而且有使用Zen作为名称组合的产品也有很多,例如华硕的ZenFone等等。因此即便AMD很喜欢Zen这个名字,也很想将新处理器命名为Zen,但是这些客观因素也迫使他们必须为新处理器想一个高大上而且容易让消费者记住的名字。

在这个时候AMD看到了美国NASA的冥王星探测任务,在这个任务中使用了一个名为“New Horizons”的探测器,名称中Horizons的后半段发音与Zen很接近,而且“New Horizons”也就是“新地平线”也有着很好的寓意,因此AMD取Horizons的后半段,与Zen组合后创造了“Rizen”这个名称,发音与Risen接近,同时也是一种对新处理器能够“崛起”的期望。

不过“Rizen”中的“i”在发音上可能会让人出现误解,念成类似“reason”的发音,因此他们干脆将“i”改为“y”,就这样“Ryzen”成为了AMD新处理器的名字,被印在了新产品的包装盒上。

简单来说Zen是AMD新的CPU架构名称,桌面版CPU的核心代号是Summit Ridge,而Ryzen则是产品的正式名称,它的中文名字则是锐龙 AMD Ryzen,估计取义“锐不可当”、“锐意进取”之意。

AMD Zen架构详解

锐龙 AMD Ryzen就是在这样的架构、工艺双重升级下具备了更高的性能、更低的能耗,Zen处理器主要架构改进如下:

·SMT多线程,每个核心可支持2个线程

·单个CPU Complex配备8MB L3缓存

·容量更大、更统一的L2缓存

·微操作缓存(Micro-op Cache)

·具备2个AES加密单元

·高能效FinFET工艺

此外,包括桌面版锐龙 AMD Ryzen处理器与第七代APU在内,AMD处理器都会统一到AM4插槽,新一代芯片组会支持领先的USB、图形、数据及其他I/O技术。

锐龙 AMD Ryzen所用的Zen架构对于旧的模块化架构的“Bulldozer”推土机架构有了很大的改变,首先是制程重原来FX处理器的32nm,APU的28nm直接跳到了14nm FinFET工艺,更先进的工艺不仅推动性能增长,更重要的是大幅降低了功耗。

性能方面也有质的飞跃,首批上市的锐龙 AMD Ryzen全部都是8核16线程处理器,采用AM4接口,支持双通道DDR4内存,内建PCI-E 3.0控制器,有24条PCI-E line,而且CPU内部还有还有SATA、NVMe、USB 3.0控制器,VRM供电模块也在CPU内部,整合度相当的高。

Zen架构的最小CPU Complex(CCX)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,另外CCX内部的核心是可以单独关闭的。

基于Zen架构的产品中可以存在多余一个CCX,其中首批上市的锐龙 AMD Ryzen 7处理器就有两个CCX,都是8核16线程处理器,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。

与此同时Infinity Fabric是一个相当灵活的接口/总线,这使得AMD能够快速有效的把复杂的IP产品集成到一个芯片中,利用Infinity Fabric让CPU核心与系统内存和整合在处理器内的内存控制器、I/O控制器进行数据交换,并且Infinity Fabric还为Zen架构提供了强大的命令和控制功能,建立了一个敏感的反馈回路,允许实时估计和调整核心电压、温度、功耗、时钟速度等,这个会在下文的AMD SenseMI技术里面进行详细解析。

全新的AM4平台

伴随着AMD Ryzen处理器横空出世,沿用多年的990FX/970芯片组成为了过去式,AMD终于推出新一代AM4插槽的芯片组,X370、B350、A320芯片组极大地弥补了过去在PCI-E 3.0、DDR4内存、USB 3.0/3.1、NVMe等方面的缺陷。

与Intel相比,AMD在CPU插槽上也折腾过AM3/AM3+、FM2/FM2+等等,但按照兼容每代产品时间上来算还是比较良心,对玩家升级影响并不大。AMD推出了具有革命性的Ryzen处理器,自然而然地换用了全新的AM4插槽,虽然AM4主板在去年9月份第七代Bristol Ridge APU发布的时候就已经公布过详情,不过由于AMD一直未在市场上投放相应产品,我们也一直只闻其声,不见其物。

作为Ryzen处理器的平台,300系列芯片组对AM4插槽进行了升级,但是依然采用PGA方式封装,CPU背面可以看到密密麻麻的镀金针脚。至于AMD为什么依旧沿用相对比较容易损坏的PGA封装,那是因为Ryzen处理器项目早在4年前已经立项,按照既往设定发展下去,而且AM4插槽将会一直在“Zen”架构下沿用下去。

AM4插槽针脚数为1331个,相比AM3/3+插槽约为941个(AM2到AM3+之间AMD针脚数增减多在1-3个左右)提升了42%,相比906个针脚的FM2+插槽提升多达到47%。

其实针脚数的增多,侧面反映了CPU内部设计更为复杂,需要用到更多信号通道、供电线路。在面积相仿的PCB面积上集成原本142%的针脚,也意味着针脚的直径也越小,玩家需要面临PGA封装的Ryzen更容易损坏的风险,尽管AMD CEO苏姿丰在AMD Ryzen Tech Day上是从裤袋里掏出Ryzen 7 1800X处理器,大家切勿模仿,小心为妙。

另一方面,AM4主板CPU扣具方面也发生了变化,AM3/AM4主板的CPU扣具孔距是不尽相同的,AM3标准孔距是96*48mm,AM4标准孔距是90*54mm,因此导致的一个问题就是现有散热器不能无缝过渡到的AM4新平台上,用户要么选择新的散热器,要么就要购买新的扣具。不过幸好也有不少良心散热厂商愿意为旧用户免费提供对应的AM4扣具。

AMD在主板芯片组升级上一直比较缓慢,AM3主板首次支持DDR3内存,而AM4主板则是首次支持DDR4内存。在DDR4全面普及的今天,Ryzen处理器目前仅支持双通道内存,但AMD相比Intel对DDR4内存频率支持更加友好。插满4根内存Dual Rank支持1866MHz,Single Rank下支持2133MHz;两根内存时,Dual Rank支持2400MHz,Single Rank下支持2667MHz。当然超频情况下,DDR4所能达到频率视乎与主板以及内存的兼容性,共同决定最后系统所能达到的最大稳定频率。

另一个重大的变化就是CPU与南桥之间的连接,从原本的HT 3.0变更成PCI-E 3.0 x4,也就是说Ryzen处理器提供的24条PCI-E 3.0已经有4条被占用,剩下20条分为PCI-E x16以及M.2 SDD PCI-E x4,其中PCI-E x16可以拆分成两个PCI-E x8,另外CPU内部提供了两个SATA 6Gbps接口与4个USB 3.0接口,当使用了M.2 SSD之后两个SATA接口会被屏蔽。

此次Ryzen处理器所用的芯片组数量也比以往丰富得太多了,包括了桌面的X370、B350、A320芯片组和SFF规格的X300、A300芯片。

首先需要明确说明的是,锐龙AMD Ryzen 7处理虽然都支持超频,但是仍需要主板芯片组支持,只有X370、B350可以支持处理器超频,入门级的A320并不支持。

得益于CPU与南桥之间使用了PCI-E通道,这次AM4主板所支持的USB接口数大幅度提高,X370芯片组能提供USB 3.1接口2个、USB 3.0接口10个、USB 2.0接口6个,B350芯片只削减了4个USB 3.0接口,而A320芯片组继续削减1个USB 3.1接口,南桥的PCI-E控制器只支持2.0,X370、B350、A320芯片组分别拥有8、6、4条可分配的PCI-E总线。

AM4主板也全面支持PCI-E通道NVMe协议的SSD,X370、B350、A320芯片组分别能支持6、4、4个SATA 6Gbps,当SSD需要占用PCI-E x4时,将会有两个SATA口被屏蔽,此外芯片组也原生支持SATA-E接口,但是这个接口已经快要消失在历史的长河里面了。

测试平台与说明

我们手头上的锐龙 AMD Ryzen 7 1800X是AMD最新的旗舰处理器,8核16线程,基础频率3.6GHz,Boost频率4.0GHz,支持XFR,4MB L2缓存16MB L3缓存,面对这样一款强大的处理器自然也得找个同样等级的对手,所以对比对象就是同样8核16线程Intel Core i7-6900K。

锐龙 AMD Ryzen 7 1800X使用微星X370 XPOWER GAMING TITANIUM主板,而Intel Core i7-6900K则使用华硕X99-DELUXE主板,使用四条8GB的芝奇TRIDENTZ DDR4-3200内存,频率设置为2133MHz,时序15-15-15-36,Intel的X99平台自然会使用四通道,而AM4平台只有双通道。

显卡是华硕Strix GTX 1080 O8G GAMING,固态硬盘是闪迪Extreme Pro 240GB,散热器是猫头鹰NH-U14S,电源是海韵白金1200W,系统使用Windows 10 build 1607,显卡驱动是NVIDIA GeForce 378.66。

测试项目包括CPU基础性能测试、实际应用测试与游戏性能测试,CPU性能测试用的都是基础性能测试软件,实际应用测试是使用PCMark 8的应用程序测试,还有就是Adobe Lightroom批量导出照片,而游戏测试包括3DMark Fire Strike/Time Spy基准测试与《文明6》、《GTA 5》、《全境封锁》、《杀手》四个游戏,会分别对比CPU默认性能与4G同频下的性能差别,此外还有功耗与温度的测试,由于CPU超频后的电压会随不同CPU的体质而不同,所以只测试CPU默认频率下的功耗与温度。

我们所用的AM4测试平台

微星X370 XPOWER GAMING TITANIUM主板

最新的CPU-Z已经能够正确识别出锐龙 AMD Ryzen 7 1800X处理器的信息

理论性能测试

默认频率测试会让处理器自行调整频率,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的频率会在3.5GHz到4.1GHz变动,而Intel Core i7-6900K的频率则在3.2GHz到4.0GHz变动。

Sandra 2016 SP1算数处理器Dhrystone整数性能 ,使用AVX2指令集,不论默频或者4GHz同频锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的性能都比Intel Core i7-6900K强得多。

Sandra 2016 SP1算数处理器Whetstone单精度与双性能浮点性能,使用AVX指令集,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X表现略微弱于Intel Core i7-6900K,同频情况下差距会扩大一点。

Sandra 2016 SP1处理器多媒体整数测试,使用AVX2指令集,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X明显处于劣势。

Sandra 2016 SP1处理器多媒体单精度、双精度、四精度浮点测试,使用FMA指令集,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X也是处于下风。

SuperPi 1.5 XS Mod 1M与32M的测试,考验处理器的单核运算能力,很明显锐龙 AMD Ryzen 7 1800X默认设置下运行这个测试能跑到4.1GHz,所以默频测试结果更好一点,测试结果与Intel Core i7-6900K海上有一点差距。

wPrime 2.10 32M测试,单线程测试时锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的频率飚得比较高,所以优势比较明显,但是多线程与4GHz同频测试时还是稍微败给了Core i7-6900K。

Fritz国际象棋测试,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X落后明显

CPU-Z的性能测试,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X大幅领先

LuxMark 3.1 LuxBall HDR OpenCL CPU only

Blender 2.78b测试,两者互有胜负

CINEBench R15的CPU测试,锐龙 AMD Ryzen 7 1800X处于优势,除了4GHz同频下单线程败给了Intel Core i7-6900K之外都获得了胜利。

实际应用测试

Word测试模拟的是Word的常见操作,测试时程序自动启动Word,打开指定文档,然后在新建窗口中打开新的文档并进行保存,随后从打开的第一个文档中复制内容至新文档中并进行保存,然后输入文本内容,添加图像并进行保存,完成操作后测试结束。

Excel测试模拟的是Excel的常见操作,测试时程序打开两个Excel文档,然后从源文档复制数据至目标文档,数据量约为75000个单元格,然后从目标文档中复制公式并应用至其中的15000个单元格。随后从源文档继续复制数据至目标文档,并将特定值插入之目标文档的三个单元格中并进行保存,完成操作后测试结束。

PowerPoint测试模拟的是PowerPoint的常见操作,测试时程序自动打开PowerPoint并打开指定文档,依次浏览每个幻灯片进行模拟审查,随后添加新的幻灯片,向新幻灯片添加图像并进行裁剪,随后添加文本并保存为新文件,最后导出PDF文件,完成操作后测试结束。

Photoshop Light测试模拟的是轻度的Photoshop使用情况,测试时程序将启动Photoshop应用,分别打开14张分辨率大小不一的图片,并逐一执行调整色彩平衡、自动处理、调整图像阴影与高光、双三次插值缩小图像和全图柔化处理,随后保存图像为新文件并关闭图像,所有操作完成后关闭Photoshop,测试结束。

Photoshop Heavy测试模拟的是高负荷的Photoshop使用情况,测试时程序将启动Photoshop应用,打开指定的PSD文件,通过双三次插值放大图像,修改每个通道的颜色深度为16位,创建新的颜色范围并粘贴至新图层中,随后合并两个现有图层并将其置于最顶层,随后对其进行全图透镜模糊处理,选择一个椭圆形区域并删除,再将所有图层合并为一个,应用高斯模糊并选择渐变蒙版,降低不透明度,完成处理后保存为新的PSD文件并将其导出为TIFF文件,再通过双三次插值缩小图像并柔化,最后将其导出为JPEG文件,所有操作完成后关闭Photoshop,测试结束。

After Effects测试则是模拟After Effects的文件处理情况,这是一个后台测试,前台并无任何画面显示,测试内容是通过AERender处理1080P@30FPS的非压缩AVI视频,视频大小为890MB,码率为1458Mbps。

Lightroom的测试是批量把94个RAW文件转换成100品质的JPG文件统计使用时间

游戏性能测试

3DMark Fire Strike

3DMark Time SPY

《文明6》的AI性能测试

DX11游戏《GTA 5》

DX12游戏《全境封锁》,两者表现基本相同

DX12游戏《杀手》

默频测试成绩汇总

基准性能测试结果显示锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的单线程性能与Intel Core i7-6900K基本一样,多线程性能落后3%,也就是说两者的性能差不多,要知道后者的售价是前者的一倍多,AMD终于可以扬眉吐气一回了!消失多年后重回高性能处理器市场,全新的Zen架构会给Intel相当大的压力。

实际应用测试表现其实得看程序的优化的,Intel长期占有大量的CPU市场份额自然会有一定优势,不过除了Lightroom的测试结果差异稍微大一点外其他的测试都相差不大。

游戏性能表现方面也是Intel Core i7-6900K占优,两个3DMark的测试结果差异不算大,《文明6》和《全境封锁》的差异也很少,《GTA 5》和《杀手》两款游戏就相当明显。

同频测试成绩汇总

4GHz同频测试,单线程与多线程锐龙 AMD Ryzen 7 1800X分别落后Intel Core i7 6900K大概6%左右,同频性能还是比不上Intel的,但是差距已经相当的小,你们回想一下以前AMD处理器对Intel的性能差距就知道AMD这次真的相当努力了。

同频下实际应用测试的差距更加明显

游戏测试的结果其实和默频测试没太大区别

温度与功耗测试

温度与功耗测试我们会让CPU回到默认频率和电压下进行,负载分别是用Edge浏览器来播放在线1080p视频和AIDA64稳定性测试里面的FPU测试,散热器是猫头鹰的NH-U14S,风扇设置成全速的1300RPM。

目前要看到锐龙 AMD Ryzen的准确温度与电压要用AMD的官方超频软件AMD Ryzen Master Utility

锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的待机频率高达2.2GHz电压0.81875V,待机频率比Core i7-6900K高得多,电压则低一些。观看在线视频时锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的频率在2.2GHz到3.7GHz之间波动,电压则在0.84375V到1.4625V之间变动,Core i7-6900K则是在1.2GHz到4.0GHz,电压则在1.084V到1.244V之间变动。用AIDA64的FPU测试来负载的话锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的频率会固定在3.7GHz,电压为1.2625V,Core i7-6900K的频率则是3.5GHz,电压为1.08V。

锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的待机温度其实偏高,不过看它的待机频率就知道是什么原因了,负载温度其实算是正常水平,不算高,然而对手的表现实在是太好了……

虽然锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的温度比Core i7-6900K高得多,但是功耗明显比后者要低,换个角度去想的话,其实两者的能耗比差不多,Zen架构比起之前的推土机强太多了。

全文总结:锐龙抬头,Intel要小心了

Zen架构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AMD处理器表现完全不同。

另外Zen也是一个相当有趣的架构,除了整合了常见的DDR4内存与PCI-E 3.0控制器之外,而且CPU内部还有还有SATA、NVMe、USB 3.0控制器,LDO调压模块,内部还有100多个传感器,整合度相当的高 ,有了众多的传感器与LDO调压模块,就能做到精确功耗控制,能做到在运行中实时调节CPU内部的电压与核心的频率,XFR自适应动态扩频也是在这基础上的技术,让CPU的频率最大值能随散热方案进行自动调整,散热方案越好最大值最高,无论是风冷,水冷还是液氮均能自动感应,无需手动操作。

至于大家所关心的性能,锐龙 AMD Ryzen处理器这一波可是相当的给力,一扫以往人们对于AMD处理器性能不佳的印象,虽然说锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的表现与Intel Core i7-6900K相比还是弱一点,但是个位数的性能差异其实是很少的,而且锐龙 AMD Ryzen 7 1800X的功耗还要低一点,两者的能耗比差不多,Zen架构高性能处理器是给广大A粉的一剂强心剂,AMD终于能拿得出和Intel媲美的高性能处理器了。

价格方面也延续了AMD处理器一项高性价比的特色首批上市的锐龙 Ryzen 7 1800X、锐龙 Ryzen 7 1700X、锐龙 Ryzen 7 1700售价分别为3999元、3099元和2499元,如此之低的价格就能买到高性能八核处理器消费者怎能不心动,这个售价这种性能也会让对手Intel承受重大压力,Intel还敢继续挤牙膏吗?

首发评测由于时间比较赶所以只有性能、温度与功耗这些对比,其实我们也知道大家会关心AM4平台的内存、USB与各种存储接口的性能与Intel平台是否有差别,这些测试我们都会在日后慢慢补上,锐龙 AMD Ryzen处理器的超频能力也会慢慢的探索,性价比最高的锐龙 Ryzen 7 1700处理器的评测也在筹划中,想解更多锐龙 AMD Ryzen处理器的信息可以添加微信好友小超哥(微信号18680462854),我们会在朋友圈第一时间更新相关信息,想了解测试信息和想提测试需求的话可以与小超哥聊聊。

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