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实力反转, 锐龙5默秒全! ZEN3架构为何能独孤求败?

2020-11-20 26 11/20

采用7nm ZEN3架构的AMD锐龙5000系列处理器一上市就受到了广大玩家的疯狂追捧,各大电商平台的抢购热潮此起彼伏。12核心的AMD锐龙9 5900X更是一U难求,可以说超过了历史上任何一代处理器产品上市的人气度。之所以锐龙5000销售如此火爆,当然是因为其性能表现实在惊人,游戏性能最多超越对手近30%,而ZEN3架构到底是如何做到这一点的呢?

拒绝挤牙膏!ZEN3"硬核"升级亮点解析

AMD自从推出锐龙处理器以来,每一代的升级都抓住了市场需求的痛点,直击竞品的软肋,配合制程工艺升级的节奏、选择最适合的升级方式稳步提升处理器性能,总是能给用户与业界带来惊喜。从14nm ZEN到12nm ZEN+,AMD将锐龙(线程撕裂者)处理器核心数量从16提升到了32,多线程性提升一倍以上,而从12nm ZEN+到7nm
ZEN2,锐龙处理器不但IPC和频率大幅提升,同时消费级的AM4锐龙核心数量上限也从8提升到了16,线程撕裂者核心数量上限更是从32升级到了史无前例的64,在综合性能方面将对手远远甩在后面——这样的升级幅度,才叫做真正的硬核级"升级换代"。

不过,就算综合性能强大如ZEN2,在面对十代酷睿游戏性能的时候,依然不能做到全面胜利,毕竟后者靠牺牲功耗和发热堆出了超高频率,在游戏中的表现不可小觑。AMD也很清楚,ZEN3要实现全面反超,一味堆频率并不是一个好方案,毕竟提升频率的同时会带来功耗和发热的激增,很可能得不偿失(据说竞品下代产品为了再度提升频率,受制于功耗只能减少核心数量),必须要改进架构、在IPC方面有巨大突破才行。那么就让我们来看看ZEN3是怎么做到的。

架构进化,效率提升

ZEN3在微架构方面进行了改进,目标就是大幅提升执行效率

1.前端增强:

主要设计目标:提供更快的抓取,特别是针对分支代码和空间占用大的代码。

★L1分支目标缓冲区加倍到1024个条目,以便更好地预测延迟

★改进分支预测器带宽

★从错误预测中快速恢复

★"无气泡"预测功能使Back to Back预测更快,更好地处理分支代码

★更快的操作缓存取测序

★操作缓存区管道切换中的细粒度

2.执行引擎:

主要设计目标:减少延迟、扩大结构以提取更高的指令集并行性。

★新的专用分支和st-整数数据选择器,现在每周期10次(比ZEN2增加3次)

★更大的整数窗口,比ZEN2增加了32

★减少选择整数与浮点操作的延迟

★浮点带宽增加2,现在总共有带宽为6的调度与发布

★浮点FMAC现在快了一个周期

3.负载库:

主要设计目标:更大的结构和更好的预取以支持增强执行引擎带宽。

★总体上提供更高的带宽来满足更大/更快的执行资源需求

★更高的负载带宽,相比ZEN2增加1

★更高的存储带宽,相比ZEN2增加1

★更灵活的装载/存储操作

★改进了记忆依赖检测

★在TLB中增加了4 Table Walkers

这些专业说法可能对于一般玩家来讲看起来比较难懂,其实简单来说就是大幅提升了执行效率,同一时钟周期可以干更多的事情了,和ZEN2以及竞品相比就是同频性能大幅提升。

专为游戏而进化的SOC架构

ZEN3采用单CCX 8核心/共享32 MB三级缓存的设计,相比ZEN2数据延迟更低,对提升游戏性能帮助巨大

实测证明,CCD到整合型CCX的变化大幅降低了ZEN3内部的综合数据延迟

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