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自从三年前AMD Zen架构的处理器发布以来，AMD Yes的口号就喊得没停过，AMD确实打了一场漂亮的翻身仗，从而为今后数代产品的改良与提升打下了坚实的基础。那么在正式介绍Zen3架构之前，我觉得有必要先回顾一下Zen1和Zen2架构的主要特点，这样才能更深刻的理解Zen架构的演进之路以及新一代产品的特性。 一、Zen架构回顾 1、Zen（一代），14nm，Ryzen 1000系列 Zen一代架构的起点就相当高，比推土机架构效能提升50%之多，幅度很恐怖主要是之前太弱了。当同核心同频率时（注意同频率这个前提），Zen1与当年Intel 6代酷睿单核效能接近，多核效能则实现反超，这是一个非常可喜的进步，代表了Zen架构的潜力。 但可惜的是，由于当年GF 14nm工艺依然落后于Intel 14nm半代，所以Zen1的频率上不去，较低的默认主频，导致Zen1的单核效能依然偏低，不过多核效能与Intel不相上下，核心数越多，AMD的优势会越明显。
Zen1，单芯片8核心，由两颗4核心CCX组成 Zen是单芯片原生8核心设计，但其内核依然是由两颗独立的4核CCX组成的。Zen灵活的CCX架构设计可以轻而易举的通过多芯片策略，制造出双芯片16核甚至4芯片32核（Zen1并未开放32核，Zen1+才开放），所以AMD的策略就是以更低的成本提供更多的核心数量，从而在需要绝对多核性能的高端CPU市场站稳了阵地。
Zen1的极致产品，线程撕裂者1950X，内部4颗芯片，只开放了2颗，组成16核32线程 Zen把主流桌面级CPU带入了8核心时代，以极高的性价比，为用户提供了强悍的视频编辑、转码、压缩、渲染等计算性能，不过游戏性能依然存在差距。 2、Zen+，12nm，Ryzen 2000系列 Zen一代的频率上不去，GF 14nm工艺拖了后腿，所以AMD改用了台积电12nm工艺，这就是Zen+，频率提升了100-300MHz，但架构不变，也没有质的变化，就不多做介绍了。 Zen+最大的优势就是AMD敢把4颗芯片组合成一颗32核心64线程的超级产品，这就是Ryzen Threadripper 2990WX。 3、Zen2，7nm+12nm，Ryzen 3000系列 Zen2时代，有了台积电7nm工艺的加持，单CCX内部4核心所搭配的L3缓存得以翻倍至16MB，再加上一级缓存、指令集、分支预测、整数运算单元的改进，综合来说获得了15%的效能提升。
16核心32线程Ryzen 9 3950X结构 Zen2的另一大改变，就是把原本北桥的功能（内存控制器+PCIE控制器）又从CPU内核中拆分了出来，一方面可以使用便宜且成熟的上代工艺来制造，另一方面多颗芯片的组合将会更加灵活。AMD用“胶水大法”把8颗CCD再加一颗大“北桥”整合在了一块CPU上，达到了恐怖的64核心128线程！
8颗8核，组成了64核128线程 从此Zen2在多核心高端CPU市场已经所向无敌了，成为多少算力都不够的工作站级首选。Zen2的单核效能虽然也有所提升，但Intel也没有原地踏步，所以依然未能实现反超。这就导致AMD Yes了那么久却始终无法俘获消费级市场最大的客户群体——游戏玩家的芳心。 现在Zen3来了，工艺保持7nm+12nm不变，完全依靠架构的改良，彻底逆转战局，游戏玩家们准备好了吗？ 二、Zen3的架构与特性 1、重新设计CCD：只含1组CCX，从4+4核变为真8核，整合L3缓存，从4核共享16MB变为8核共享32MB 前面说了，Zen1和Zen2的单芯片CCD结构是一样的，内含2组CCX，Zen2只是把单CCX内部的L3缓存翻倍到了16MB，每组CCX各自拥有独立的16MB L3，所以就是4+4核心，16+16MB L3的分离式设计。而Zen3单芯片CCD内部只有1组CCX，直接就是8核心32MB L3：
好处是显而易见的，每颗核心可访问的L3缓存容量翻倍，可以大幅减少核心对内存的访问，整块L3缓存池可以有效降低核心与核心之间的延迟。重新设计的环形通信结构，也降低了核心与缓存之间的延迟。而对缓存访问与CPU核心之间通信延迟最敏感的应用，就是各种游戏了，游戏一般会有一条主导进程，它会频繁调用缓存。官方称，从Zen2到Zen3，1080p的游戏性能平均提升幅度达26%，而LOL、CS、PUBG的提升幅度更是高达40-50%。 另外一个好处是，Zen2在应用调用核心超过4颗后，可能会发生跨CCX的通信，延迟会增加3倍以上，而Zen3是真正8核设计，不存在额外的跨CCX延迟，这对于多核效能的提升也很有帮助。 2、IPC效率提升19%：L1缓存翻倍，分支预测改进，指令并行度增加，优化存储性能 Zen3是整个Zen系列中最重要的架构更新，是全方位的、跨越前后端的整体改款，涉及端到端的优化、缓存、载入/存储、执行单元、预取、调度、解码等。
L1分支预取缓冲区容量翻倍，达到1024个，分支预测带宽增加，延迟降低，分支预测失败后恢复更快。从而达到了更高效的指令和缓存预取，尤其是长指令。 Zen3的浮点及整数执行单元的宽度和灵活性得到增强，以实现更低的延迟提供更多的执行能力。 3、复用Zen2的12nm IOD，保证完美的主板兼容性 其实就是传统意义上的北桥芯片，由GF 12nm代工，和Zen2上的一摸一样，如此一来就能保证完美的兼容性，事实上各大主板厂商都已经为Zen3升级了BIOS。
Zen3的最佳芯片组自然是X570，GF 14nm工艺制造，额外提供PCI-E 4.0支持，CPU连接芯片组的4条通道带宽自然也受益于PCI-E 4.0而翻倍了，挂在南桥上的万兆有线网卡、Wi-Fi 6无线网卡、USB3.1 Gen2、SATA6等都将受益，总带宽的提升可以大幅缓解存储设备并发传输数据时的拥堵情况，毕竟所有的外部设备都要共享这4条PCI-E通道。Intel芯片组与CPU之间的DMI总线其实也是4条PCI-E通道，当然只是3.0版本的。 其实最需要PCI-E 4.0通道的还不是显卡，而是新一代4.0的M.2 SSD，X570可以额外提供一个全速M.2接口，再加上CPU内部IOD提供的全速M.2，够发烧友们使用了。 当然B550和A520芯片组也可以支持Zen3处理器，其中B550可以利用CPU内部IOD提供的PCI-E 4.0全速M.2，也是极具性价比的选择。 现有的AMD 500系列主板通过简单的BIOS更新，就可以立即支持AMD锐龙5000系列台式处理器。而从明年1月开始，AMD 400系列主板也将通过BIOS更新提供支持，如果对PCI-E 4.0没有需求的话，用旧主板换新CPU非常简单方便，还省钱。 三、性能测试 1、Zen3 vs. Zen2，新架构提升有多大？ 我用Ryzen 9 5900X对比上代的Ryzen 9 3900XT，这两颗CPU的工艺相同、核心数相同、频率也十分接近，所以它俩之间的性能差异，几乎都是由Zen3架构所带来的：
可以看到，单线程性能提升很大，约20%左右，而多线程性能有所收窄，只有10%左右。原因也不难理解，Zen3 L3缓存的整合对于单线程帮助最大，相当于L3翻倍了，而全核满载的话总的L3都是64MB，不占优势。另外5900X睿频略高基础频率略低也是个原因。 2、5950X vs. 5900X，更多的核心能强多少？
渲染、压缩、转码等能把所有核心都压榨到极限的应用，提升会很大。而负载较低的就不明显了，毕竟架构相同，全靠频率。 3、5900X vs. 10900K，同价位对比
终于，不必再区分单线程与多线程了，全面领先。当然，由于5900X多2颗核心，所以在多线程和重负载项目中的领先优势会更大，优势高达20-40%。最关键的其实是单线程项目，10900K在拥有高睿频优势的情况下，依然输给了5900X，Zen3可以说完全依靠架构优势取得胜利，单线程领先幅度在10%左右。 4、游戏性能： 业余跑测试的我没有条件进行大量游戏的对比测试，所以我这里引用其它媒体的数据：
可以看到，5950X和5900X的游戏性能几乎没区别，毕竟很少有游戏能用到那么多核心，但比频率差不多的Zen2旗舰有了显著提升，这就是Zen3架构的力量，也是Zen架构自诞生以来在游戏方面取得的最大幅度提升，足以逆袭Intel的幅度。
测试数据来自快科技 需要提醒的是，这是1080p分辨率下的游戏性能，这种测试虽然会放大CPU对游戏帧数的贡献，但也很有参考价值，随着144Hz甚至240Hz高刷新电竞显示器的普及，玩家们在玩竞技游戏时需要更高的帧数，此时仅靠顶级显卡可能还不够，也需要顶级CPU的支持，所以在上百帧的游戏中，Zen3所带来的贡献可达20-30%之多，十分可观了。 但如果是4K全特效玩游戏大作，当帧数挣扎在及格线上时，CPU之间的性能差距其实不会有这么大。 四、选购建议 首批Zen3架构的处理器共4款，现在应该已经上架JD开卖了，规格与价格如下：
Zen1我用的是Ryzen 7 1700X，Zen2我用的是Ryzen 7 3800XT，Zen3我依然推荐8核心的产品，也就是Ryzen 7 5800X。因为我很少干视频转码的事，不会把所有的核心资源都利用上，主要是玩游戏，那么原生8核心且频率更高的5800X就是首选了，更多的核心对我来说没用。当然考虑性价比的话5600X也是可以的，少两颗核心在游戏中影响不大，也就差了100MHz频率而已。
当然如果你压缩编码渲染等计算需求，而且预算不是问题，那就无脑上多核，选5950X。但如果从性价比角度考虑的话，Zen2的多核性能也不错，3000系列也是超值之选，毕竟Zen3要贵一些。 测试成绩是振奋人心的，在Zen3这一代，AMD将IPC效率大幅提升，尤其是单核效能大幅提升，终于在消费级用户最在意的游戏领域战胜Intel，从而完成了彻底超越。回顾三代Zen架构可以发现，AMD之所以赢得了胜利实现全面超越，既要靠自身的努力，也要靠历史的进程。 自身的努力就是对架构的不断优化，IPC效能持续提升，CCD与CCX结构灵活调整，将IOD（我作为老玩家愿意称之为北桥）拆分出来是神来之笔，正所谓CPU大势，分久必合合久必分，此举既降低了成本，又可以放手施展堆芯片战术，轻松的用单Die 8核堆出来了16核32核甚至64核128线程的撕裂者怪兽。而Intel坚持单Die原生多核战术，规模很快就遇到了瓶颈，而且Die越大良率越低成本成倍提高，所以在超高端超多核市场，Intel是既没有性能优势也没有价格优势。想当年“胶水多核”战术可是Intel发明的，现如今被AMD运用到炉火纯青的地步，不由得让人感慨十二年河西十二年河东（还记得胶水双核奔腾D、胶水四核Core 2 Quad吗？）。 历史的进程就是半导体制程进入了瓶颈期，AMD最先遇到困难，后来搭上了台积电12nm和7nm的顺风车，7nm工艺除了帮助AMD提高主频之外，也大幅降低了功耗，从而助力Zen2和Zen3在每瓦性能方面大幅领先于Intel，也使得AMD放手堆叠更多芯片生产超多核处理器成为可能。而Intel船大掉头难，无法抛弃自家工厂，在10nm受阻之后，只能死守14nm不停的打磨，但也不得不服Intel固守14nm依然拥有主频和超频优势，但功耗实在是收不住了，超多核市场失守。而随着Zen3的发布，Intel在IPC与游戏性能的优势也不复存在，彻底被动了。 我是非常乐意看到不断进取的AMD打破僵局，取得对Intel的全面胜利。但我也对Intel感到惋惜，牙膏厂这些年旧牙膏挤得真是太久了，不仅打磨工艺挤牙膏，Skylake架构也在挤牙膏，希望Zen3的出现能加速Intel挤完14nm Skylake这管牙膏，赶紧换一管新的，这样以后的竞争才会更有趣。 2020年是神奇的一年，我们见证了很多悲剧也见证了很多奇迹，而在PC行业最大的奇迹，那就是AMD CPU时隔15年再次完成对Intel的全面超越。而今年我们还有可能见证AMD显卡的觉醒，AMD告别了旗舰级无卡可卖的窘境，从官方公布的消息来看，RX6800XT足以硬刚NVIDIA RTX3090，但实际表现究竟如何，AMD到底能不能完成CPU与GPU同时逆袭？拭目以待吧！ |
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