IT圈

您所在的位置:网站首页 第六代锐龙 IT圈

IT圈

2023-08-12 07:14| 来源: 网络整理| 查看: 265

[觉醒的五年]带你回顾AMD ryzen锐龙处理器的发展历史 想起来近年来也是陆陆续续入手了七八颗锐龙处理器了笑哭,时间过得很快,距离一代锐龙发布至今也有五年时间了,也算是用出来了感情。所以最近搜集了些资料,从架构演进的角度浅浅归纳一下锐龙cpu的发展史,也大致了解了一下AMD锐龙产品线的大致规划,写篇水文谈谈锐龙,也是帮大家梳理一下,辅助选购。

文末附个人归纳的锐龙处理器型号一览表,因为渠道和供货原因,不收录服务器用epyc以及tr5000系,如有误请指正。

——————分割线——————

下面开启正文:

CPU,一台电脑的核心部件,它是计算机的大脑,决定了一台主机的性能表现。从1971年第一款CPU intel 4004面世以来,中央处理器历经五十余年跨越式进化,凝结无数厂商和科研人员的心血,涌现无数令人印象深刻的产品。长寿的X86架构CPU目前仅余intel和AMD在民用市场上相爱相杀,而我们今天想谈论的主角——锐龙处理器,是AMD在至暗时刻的一场豪赌。已有五年历史的锐龙处理器如何能成为AMD逆风翻盘的关键?它历经了怎样的演化?锐龙的“Zen”架构有着怎样的迭代?让我们一同回顾Ryzen这风风火火的五年。

新生——初代锐龙,“Zen”架构降临

一提到Ryzen处理器,就不得不说起它最出名的“Zen”架构,锐龙的发展史就是“Zen”架构的发展史。而提到“Zen”架构就不得不说起它的前任——“模块化”的推土机架构。

对PC处理器稍有了解的朋友应该听说过著名的“推土机”(Bulldozer)以及它衍生出来的一系列“农具”架构(“Piledriver”打桩机、“Steamroller”压路机等等),这也是AMD农企称号的由来之一。从对于市场份额的贡献来看,推土机系列架构无疑是失败的。在“Zen”架构诞生的前一年,AMD的桌面端CPU市场份额跌至近20%的谷底,这与推土机系列所表现出的孱弱性能不无关系。

^近年的 I A两家桌面端市场份额比较

“推土机”的失败源于AMD对于CPU架构路线的选择错误。手握CPU与GPU双重技术的AMD一度认为未来的浮点运算主要由GPU来完成,而CPU配备多余的浮点运算能力实无必要。因此AMD搞出了“模块化”,把两颗核心整合在一起,共用同一块浮点运算单元,导致在那个多核心优化不是那么出色的年代致命的单核性能低下。再加上落后的32nm工艺以及较高的主频,“高频低能”成了推土机CPU的标签。同期FX旗舰8核心处理器在某些任务场景甚至只能和隔壁intel中端4核心酷睿i5勉强平手,“四手难敌双拳”成了当时摆在AMD处理器面前的现实。

^推土机架构 每两个核心共享一个浮点单元 这导致了核心资源调度的冲突

因为推土机架构的重大失误,AMD面临前所未有的资金紧张,其后小修小补的“打桩机”处理器和系列APU只能占据低端市场,高端处理器完全被intel打压地抬不起头来。这时推出一款能够抵抗对手、重振旗鼓的产品成了迫在眉睫的事情,他们需要做的就是拨乱反正,把CPU架构设计扳回到正常的轨道上。于是,在沉寂六年之后,“Zen”架构来了。

“Zen”架构是AMD CPU设计的一次回炉重造,它由著名的“硅仙人”Jim Keller主导研发。Jim曾经主导设计了打破规则的苹果A4、A5处理器,同时也是AMD曾经的功臣架构“ K8”的负责人,可谓是经验丰富、战功卓著。

“Zen”架构摒弃了推土机架构的核心整合的模块化设计,而是追随intel,采用同步多线程技术(SMT),使一个核心能够同时执行两条线程的指令,与intel标榜的“超线程”十分相似。不过要说AMD完全放弃了模块化设计也不绝对,AMD引入了CCX这一新型“模块化设计”,将四个核心整合成一个CCX模块。不过这四个核心只是共享三级缓存,每个核心的运算单元都是独立的,由全新设计的IF(Infinity Fabric)总线连接。独立的运算单元加上改进过的分支预测器以及一系列架构部件的性能升级,使得一代锐龙处理器的同频IPC提升了惊人的52%,也就是同频率下接近52%的性能提升。

^zen的改进 可以看到每个核心资源配置的变化

尽管并不意外,但如此巨大的性能提升,让Ryzen处理器的性能就一举超越了intel最新的kaby lake处理器的旗舰型号7700k,甚至能与intel HEDT平台的高端处理器6900k掰掰手腕。CCX模块的引入使得锐龙处理器的设计和生产成本降低,8核心16线程的旗舰1800x在上市之初也不过3999元的价格,却有着比肩八千多元的6900k的性能。因此,初代Ryzen处理器一经上市便广受好评,因为其超高的性价比获得大量玩家及爱好者的青睐,人们都觉得那个能与intel抗争的AMD又回来了——“农企”翻身了。

—————分割线—————

成长——二代锐龙,“Zen+”继往开来

一代Ryzen携“Zen”架构归来之后不久,玩家们逐渐发现了第一代锐龙存在的问题。由于采用了全新的AM4接口以及DDR4内存,再加上新架构刚刚推出尚需打磨,兼容性差成了一代锐龙的诟病,大量由于内存和主板不兼容而导致的蓝屏、“点不亮”问题频频发生。一代锐龙的格罗方德14nmLPP工艺高频性能孱弱,一度导致CPU无法达到标称的睿频频率,这也导致了处理器的单核性能难以与对手比肩,在游戏等场景处于劣势。为了解决以上问题,一年之后,打磨版的“Zen+”架构处理器第二代锐龙上市了。

“Zen+”架构可以理解为“Zen”的优化版本,整体的改动不大,只是在内存控制器和制程工艺上进行了专门优化。得益于优化过的新的GF12nm工艺,第二代锐龙处理器整体频率有所提升,一定程度上缓解了单核性能不足的问题。二代锐龙对于主板和内存的兼容性得到了极大改善,“翻车”现象大为改观,对比同期的intel第八代酷睿处理器在单核性能上稍有不足,但在多核性能上大幅领先。因为其优秀的性价比和改进过的稳定性,二代锐龙受到很多玩家和专业人士的追捧。

^zen+的试水作——2400g APU核心

但也有部分玩家对二代锐龙的提升并不买账。(我个人就是其中之一)尽管稳定性和兼容性问题得到了解决,但是单核性能相较于intel还是偏弱,尤其是一代锐龙较高的内存延迟到了二代基本也没提升。二代锐龙的小修小补没能带来一代锐龙那样惊人的性能跃迁,也让部分玩家产生了对AMD“挤牙膏”的怀疑。

为了平息质疑,一年之后,大招“zen2”发布了。

——————分割线—————

蜕变——三代锐龙,“Zen2”征讨的开始

时间来到2019年。初代和二代锐龙的成功使得AMD处理器的销量大增,但仍有部分用户对锐龙的性能有所顾虑。在玩家们的期待之下,“Zen”的下一个版本 “Zen2” 登场了。

从架构名称就能看出来,“Zen2”不是“Zen+”那样的小改版本。那么它改进了什么呢?

首先就是首次使用了经受住重重考验、 性能优越的台积电7nm工艺,在制程上第一次领先intel。台积电7nm在很多著名产品上也得到了运用,比如麒麟980、a12等等;在制程提升的同时,三代锐龙首次使用晶片分离的设计,将核心和IO两个部分拆分开来集成在同一块基板上,核心部分使用成本较高的台积电7nm,IO部分使用原来的12nm。这使得三代锐龙处理器的良品率得以大幅提升,能够实现“低成本堆核心”,旗舰型号Ryzen9 3950X更是达到了恐怖的16核心32线程,这在消费级平台是想都不敢想的规格;在架构设计上,“Zen2”补全了前两代减半的的浮点单元吞吐量,浮点性能第一次与intel看齐,同时在三级缓存的规模上翻倍,从原来的16MB增长到32MB,缓存敏感应用的性能大幅提高,再加上更多的堆料调整,“Zen2”架构处理器的性能有了巨大的提升,同频IPC对比对手有了一定程度的领先。

^三代锐龙开始的分离 die设计,成本优势明显

在AMD “Zen2”猛烈的攻势下,新工艺难产的intel不得不对现有架构进行扩充,依靠堆核+超频来应战三代锐龙,即便如此,intel仍然在多核性能上完全处于下风,旗舰i9 9900k也只能迎战锐龙八核心的中高端处理器3800x,对于其上的3900x和3950x毫无招架之力。而“Zen2”架构带来的单核性能提升也使intel只能通过对现有处理器超频进行应付:著名大火炉全核心5GHz的官方超频版9900ks功耗和发热巨大,才能勉强保住intel游戏性能之王的称号。intel的境遇已经与推土机时代的AMD颇为相似了。

与桌面端相同,“Zen2”架构的锐龙的移动端也同样值得称道。在推出桌面处理器的同时,AMD也将锐龙架构带到了移动端。前两代Ryzen移动端基于为桌面设计的APU改进,最高四核心八线程,集成11CU 704流处理器的Vega架构核心显卡。不过由于制程的落后以及AMD对于移动端优化仍不是十分到位,前两代移动端锐龙处理器只能在中低端市场找寻存在感。

而当“Zen2”移动处理器发布之时,情况就有些不同了。AMD在这代改变了移动端的策略,优先发布移动平台的处理器,再发布桌面APU。“Zen2”架构移动处理器进行了全新的设计,CPU最高规格来到了8核心16线程;伴随着7nm工艺以及新架构的单核性能提升,锐龙4000系列第一次能在高端市场与intel移动端CPU一较高下。旗舰型号4900H甚至能在多核性能上领先intel移动旗舰10875H,单核性能相近。

“Zen2”架构处理器可以说是AMD对于intel征讨的开始。从这开始,AMD能够真正的与intel在同一个水平线上一较高下。不过AMD仅仅止步于此吗?

—————分割线—————

闪耀——五代锐龙,“Zen3”大踏步地领先

如果说“Zen2”将AMD与intel重新拉回一个起跑线上,那么“Zen3”处理器就是一个全面的超越。

仅仅时隔一年,AMD就带来了全新一代“Zen3”处理器:锐龙5000系列。从发布会上高调地与老对手intel比拼游戏性能,再到“过于自信”的高起售价,让不少人开始怀疑:这代制程未变、架构提升的“Zen3”真的能全面超越intel?

^zen3最大的改进之一

“Zen3”架构对CCX模块进行了大幅度的改进,原来的4核心每CCX扩增为每CCX8个核心,而这8个核心可以自由调用全部的32MB三级缓存,增大的缓存调度增加了灵活性,使得每个核心可应用的资源有所增加。同时,“Zen3”在前端、执行速度等方面进行了全面的优化升级,加上全新的整合架构,Zen3的IPC提升达到19%,这也使得AMD处理器的IPC首次大幅超越Intel。

“Zen3”架构的调整带来的是全面的飞跃。原来诟病的较弱单核性能这次获得了全面的领先,在游戏和众多应用场景大幅超越同期的第十代酷睿处理器,面对intel老工艺穿新衣的11代酷睿也毫不逊色,再加上领先的处理器核心规格,五代锐龙处理器取得了对intel碾压式的胜利。直到大小核“异构架构”的12代酷睿上市,intel才算是挽回了颜面。

—————我是分割线—————

未来——“Zen4”新的挑战

当前距离“Zen3”架构处理器上市已经有接近两年的时间了。Intel在去年底推出12代酷睿处理器,采用全新的10nm工艺的同时,大幅改进了核心架构,重新拿回单核性能之王的宝座。面对intel携新工艺而来的新的竞争优势,AMD又将如何应对呢?

传闻中的“Zen4”在今年就要与我们见面了。有消息称“Zen4”将采用全新的台积电5nm工艺,支持全新的DDR5内存并搭配AM5插槽。面临intel新的挑战,“Zen4”究竟会为我们交出怎样的答卷我们还需观察,但我们深知,过去一家独大的局面我们已经不想再见,这样你进我退的竞争态势才是我们消费者想要看到的。

^势均力敌才是我们想要看到的

“Zen”架构和它的锐龙处理器已经有着五年的发展历史。这五年,AMD破而后立,不断演进架构,在对手陷入困难之时给予了沉重的一击,将CPU性能的发展逐步拉回正轨。锐龙的演进史是弱者对强者不断发起挑战的历史,可以说是一场勇士与恶龙抗争的历史。这种抗争在摩尔定律失效的今天为玩家和广大用户带来了福音,带动了四核心以上处理器的普及,推动X86处理器多线程性能的继续发展,很大程度上改变了硬件市场的发展规则。在此,笔者希望,这样的势头可以不断延续下去……

附锐龙处理器全部型号一览表:

完结撒花🎉


【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3