主题 : 单核性能超Core i7-6800K!AMD Ryzen 5 1600X处理器评测
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0 单核性能超Core i7-6800K!AMD Ryzen 5 1600X处理器评测

全新的Zen架构让消费者重新认识了AMD的处理器,再也不是以前那种性能弱小的产品,首批上市的Ryzen 7是目前性价比最好的八核处理器,受到了玩家大量的好评,市场的反应也相当火,三款产品卖得都相当好,然而它们毕竟都是高端产品价格最低的Ryzen 7 1700也得2499元,对Intel的刺激有限,然而今天发布的Ryzen 5系列处理器影响就大了,售价从1299元到1999元,正好覆盖顶级Core i3与Core i5全系列的价格范围。

AMD Ryzen 5处理器在今天4月11日全球发售,该系列产品有四款包括6核12线程的Ryzen 5 1600X、Ryzen 5 1600,4核8线程的Ryzen 5 1500X、Ryzen 5 1400,不论6核还是4核都是原生8核屏蔽核心而来的,具体规格请看下表:

Ryzen 5系列处理器规格一览

▲早前已发布的Ryzen 7系列处理器规格
有一点与我们之前推测不同的是这些Ryzen 5处理器都包括两组CCX,也就是说Ryzen 5 1400的8MB L3缓存不是通过把整组CCX屏蔽而来的,而是把每组CCX内的3L缓存屏蔽一半而来的,另外Ryzen 5系列所搭配的原装散热器也是各不相同的,Ryzen 5 1600X是没有原装散热器的,Ryzen 5 1600与Ryzen 5 1500X则搭配Wraith Spire散热器,而Ryzen 5 1400则搭配Wraith Stealth散热器,如果你不认识这三个散热器的话可看下图:

▲AMD为Ryzen处理器所准备的三款原装散热器

▲没配散热器的Ryzen 5 1600X会用左边的包装盒,而其他三个则用右边的

▲不带散热器的包装盒明显薄很多
实际上我们之前曾经用Ryzen 7 1700模拟Ryzen 5/Ryzen 3处理器的性能,但是模拟终究是模拟,与真正拿在手上的CPU是不同的,今天我们就要测试Ryzen 5家族里面最顶级的Ryzen 5 1600X处理器。

▲Ryzen 5 1600X处理器与国行贴纸
先来复习下AMD Zen架构

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。
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Zen架构改进之性能:单线程性能大幅提升

作为AMD重返服务器市场的筹码,Zen架构设计的第一个重点就是性能提升,为此AMD针对Zen内核做了如下改动:
·增强了分支预测单元选择正确指令的能力
·为了提高操作发射效率,增加了微操作缓存
·指令调度窗口增加了75%
·发射带宽及执行单元资源提升50%
最终的结果就是指令级并行设计大幅提升了单线程性能。

其实AMD一直在对推土机架构进行改进,然而每次升级提升都不大,全新的Zen架构是一大进步,原本预计Zen处理器的IPC(每指令周期)相比Excavator挖掘机架构提升40%

然而实际上AMD十分卖力,不仅仅是完成目标,而且Zen核心以52%每时钟周期指令数提升超越了预期目标。
Zen架构改进之吞吐率:SMT多线程回归
为了提高处理器的吞吐率(生产能力),AMD做了如下改进:
·支持SMT多线程

AMD的推土机采用的是物理多核模块化设计,虽然理念很好,但是现实很残酷,最终性能表现不尽如人意,因此在Zen架构上AMD回归了传统的SMT同步多线程架构,每个核心支持2个线程,类似Intel的HT超线程技术,但双方的实现方式肯定不一样。
·高带宽、低延迟缓存系统

缓存系统重新设计,AMD显著增强了预读器性能,L2缓存容量提升到512KB,8-Way阵列,L1指令缓存64KB,4-Way阵列,L1数据缓存32KB,8-Way阵列,另外还有8MB L3缓存,最终每个核心的缓存带宽是之前的5倍,大大提高了吞吐率。

缓存结构
Zen处理器架构改进之能效:AMD SenseMI技术
Pure Power精确功耗控制

利用Infinity Fabric总线,锐龙AMD Ryzen处理器内部和主板上有超过100个嵌入式传感器,可以实时监控系统运行状态,包括环境温度,频率和电压等,实时快速反馈各部位的,实现精细微调控。

Zen架构内的VRM调压模块名为“Low Drop-Out Lineat”简称LDO,其实作用和Intel在Haswell处理器内部整合FIVR模块类似,配合传感器它可以让每个内核的供电管理会更佳精细化,直接好处就是电压波纹更低,能效更高,并且让主板上的供电电路要求大大降低,而且AMD的LDO比Intel的FIVE小巧并简单得多,发热与自身损耗也更小,LDO的平均转换效率是95%而FIVE的转换效率则是90%。

控制器根据数据实时动态调节电压和频率,在满足性能需求的同时,保持最小能耗运行。
Precision Boost精准频率提升

有了众多的传感器与LDO调压模块,就能做到精确功耗控制的操控系统串行工作,从而优化性能,能做到在运行中实时调节频率,无停顿与延时。

以每25MHz为增量的高精度频率调节,每秒最高达千次
Extended Frequency Range XFR自适应动态扩频

XFR是那些带X后续的锐龙AMD Ryzen处理器独有的技术,它其实就像现在显卡上的Boost功能,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。
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Neural Net Prediction神经网络预测

每个锐龙AMD Ryzen处理器内部都是一个真正的人工智能网络,它能够像人脑一样工作,自动记录并模仿用户过往应用的使用习惯与软件代码执行规律,在执行应用之前就进行应用提前做好准备,并选择最佳的处理路径,降低运算延迟,提升运算速度。
Smart Prefetch智能数据预读

基于神经网络预测,智能预测未来的数据访问应用程序代码的位置,通过复杂的学习算法模型,跟踪软件的行为,从而预测应用的要求,预取重要数据到本地缓存,以便于随时调用,提高计算效率。
测试平台与说明

我们给Ryzen 5 1600X找来的对比对象是同样是六核的Core i7-6800K,另外还有Core i7-7700K作为参照物,如果多人想看六核十二线程的Ryzen 5 1600X欺负四核四线程的Core i5-7600K的话我们会考虑一下。
Ryzen 5 1600X使用微星X370 XPOWER GAMING TITANIUM主板,而Intel Core i7-6800K则使用微星MSI X99 GAMING PRO CARBON主板,使用四条8GB的芝奇TRIDENTZ DDR4-3200内存,频率设置为2400MHz,时序14-14-14-35,Intel的X99平台自然会使用四通道。


显卡是微星GTX 1080 GAMING X 8G,固态硬盘是闪迪Extreme Pro 240GB与饥饿鲨VX500A 512GB,散热器是九州风神船长240EX一体式水冷,电源是海韵白金1200W,系统使用Windows 10戀甀椀氀搀 1607,显卡驱动是NVIDIA GeForce 378.92。
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,此外还有功耗与温度的测试,这次就不做同频测试了,想看Zen同频对Broadwell-E的话可以翻阅之前的Ryzen 7 1800X首发评测。
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性能测试:单核性能居然比Core i7-6800K强
基础性能测试

其实之前测试Ryzen处理器时它的单核性能是一直不如Intel的,不过Ryzen 5 1600X的单线程性能反而比Core i7-6800K强,而多线程性能测试则落败了,其中的奥秘在他的频率上。
Ryzen 5 1600X在运行单线程测试时频率大多数都会维持在4.1GHz,运气好的话还可以看到4.17GHz,但是时不时会降到3.7GHz,调用两个物理核心测试时也可以保持短时间双核运行4.1GHz,不过绝大多数是一个4.1GHz另一个3.7GHz,更有时两个都只有3.7GHz,4核心以上的负载时就基本都稳定在3.7GHz不会变动。
也就是说运行单线程测试Ryzen 5 1600X是以4.1GHz甚至4.17GHz的频率对3.8GHz的Core i7-6800K的,两者的频率差距太大所以就有了这个结果,到了多线程测试时Ryzen 5 1600X只有3.7GHz而Core i7-6800K则是3.5GHz,频率差距缩小再加上部分多线程测试对内存带宽有一定要求,所以这时Ryzen 5 1600X就会处于下风。
对比Core i7-7700K的话,它的主频实在是太高了,所以单线程性能领先相当多,多线程能力则和Ryzen 5 1600X差不多。
办公应用测试

办公应用方面Office三件套Ryzen 5 1600X的表现都不如Core i7-6800K,Photoshop的测试也落败了,不过After Effects与Lightroom的表现则比Core i7-6800K强一些,具体的测试方面比较占篇幅这里就不说了,有兴趣了解的朋友可以翻阅之前的评测。
游戏性能测试

游戏测试上Ryzen就一直没好过,主频高的Core i7-7700K还那么无敌,说到底是现在的游戏对AMD的新处理器的优化不好,不过现在已经有不少游戏打了补丁优化Ryzen处理器的表现了,期待它以后的发展吧。
温度与功耗测试
温度与功耗测负载分别是用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,散热器是九州风神船长240EX一体式水冷,风扇设置成全速的1400RPM。

现在最新版本的AIDA 64已经能直接看到Ryzen处理器的核心温度了,然而Ryzen 5 1600X的TDP是95W,根据我们的测试它与Ryzen 7 1800X与Ryzen 7 1700X一样被AMD设置了+20℃的温度偏移,所以用AIDA 64看到的温度是虚高的,实际温度要-20℃,而AMD的官方超频软件Ryzen Master在升级到V1.0.1版本后已经修复了这个问题,在那个软件里看到的是CPU内核的真实温度。
温度测试

Ryzen 5 1600X的待机频率是2.1GHz电压0.464V,待机频率偏高不过电压很低,此时温度只有25℃和Core i7-6800K差不多;在线播放视频时Ryzen 5 1600X的频率在2.1GHz到4.1GHz之间波动,电压也在0.8V到1.408V之间变动,CPU温度升高到35℃,较Core i7-6800K高出不少,原因看下面的功耗测试就知道了,Ryzen 5 1600X播放在线视频时的功耗增幅较Core i7-6800K大,而且25℃加温到35℃所需的能量并是很多,所以两个CPU在播放在线视频时温度差了10℃;用AIDA64的FPU测试来负载的话Ryzen 5 1600X的频率会固定在3.7GHz,电压为1.224V,此时温度为50℃,和Core i7-6800K一样。
功耗测试

从测试Ryzen 7 1800X时我们就发现Ryzen的功耗表现相当优秀,Ryzen 5 1600X对比Core i7-6800K的功耗确实更低,无论在那种状态下。
Ryzen 5 1600X超频教程

根据我长时间的摸索,发现我们手头上的这颗Ryzen 5 1600X是可以稳定超到4.1GHz的,只不过所需电压相当高,要1.512V才可以稳定,这个电压确实比较吓人,不过CPU负载时的温度还可以接受,运行AIDA 64 FPU测试10分钟后核心温度大约在85℃附近。
随后我们把Ryzen 5 1600X的频率从3.7GHz慢慢的提升到4.1GHz,并记录下每个频率所需的电压以及此时的功耗温度,注意这个电压只能做个参考,毕竟每个CPU的体质不一样,所用的主板也会有影响。

我们这颗Ryzen 5 1600X在默认电压设置下Boost到3.7GHz电压是会到1.224V的,不过经过慢慢探索,其实电压在1.128V就可以稳定3.7GHz,超到4.0GHz也只需加压到1.328V,体质比之前的Ryzen 7 1700好不少,之前它超到4.0GHz要把电压加到1.446V,不过Ryzen 5 1600X从4.0GHz超到4.1GHz就要加很多电压了,功耗也立即增加了很多。

就我们手头上这颗Ryzen 5 1600X来说长期稳定4.0GHz使用是没问题的,电压不算高,功耗也就加了40W,但是我们不清楚是否大多数Ryzen 5 1600X都能这样做,不过可以肯定的是4.1GHz那个电压是绝对无法长期用的。
Ryzen 5来了Intel还可以继续淡定吗?
就性能来说Ryzen 5 1600X对Core i7-6800K没太大优势,然而这并不是重点,只要前者的性能能贴近后者就是胜利,因为Ryzen 5 1600X的价格只需1999元,而Core i7-6800K的价格高达3399元,根本不是同一个价位的东西,以2/3的价格就能达到相近的性能,是一款性价比极高的六核处理器。

从Ryzen 5 1600X的价格来看竞争对手其实应该是Core i7-7700(2349元)和Core i5-7600K(1799元),对Core i7-7700来说Ryzen 5 1600X多它两个物理核心,而对后者就不是单纯多两个核心这么简单了,是12线程对4线程,多线程性能肯定是压倒性的优势。
整个Ryzen 5系列对Intel这个Core i5家族的压力是相当大的,那个不锁频的Core i5-7600K还能用超频后极高的主频进行抵抗,毕竟Intel处理器的超频能力是现在AMD无法媲美的,但是下面那些锁了倍频的产品就很尴尬了,AMD发布Ryzen 7后Intel丝毫未动,现在Ryzen 5来了他还可以这样淡定吗?
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谢谢分享,了解一下
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AMD的市场份额越来越小
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后来者居上
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AMD的市场份额越来越小,我也从A改Intel。
笑看风云淡,坐对云起时。
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谢谢楼主分享,谢谢楼主分享。
匆匆一过客
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这个可以看看,了解一下。
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