一、前言:用100MB缓存夺回最强游戏处理器称号
“唯一能战胜整合内存控制器的武器是处理器缓存。”Intel前CEO奥特里尼语录!
当年,初代Athlon 64首次在处理器内部革命性地整合了内存控制器之后,极大地降低了内存延迟并提升了内存带宽。
对此,Intel唯一的应对办法就是拼死增加处理器缓存,以至于酷睿2 Q9550四核处理器史无前例地集成了12MB二级缓存。
时过境迁,如今Intel的12代酷睿i9-12900KS处理器毫无悬念的登上最强游戏处理器宝座,而AMD的应对举措也与当年的Intel如出一辙。
今晚解禁的AMD锐龙7 5800X3D,在原有4MB二级缓存、32MB三级缓存的基础上堆叠了64MB 3D V-Cache,拥有整整100MB的缓存,誓言要重新夺回最强游戏处理器的称号!
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那么缓存到底有什么作用呢?
从早期的SDR 133MHz到现在的DDR4 4000MHz,内存的带宽提升了25倍左右。而同期的处理器则从单核的奔腾3 700MHz发展到了16核的i9-12900K/KS,整体性能提升百倍以上。
如今内存的带宽以及延迟,已经远远无法满足处理器海量的数据吞吐需求,如果CPU直接从内存读取数据,将会有95%以上的时间处于等待状态。
于是在CPU和内存之间,高速缓存就起到了桥梁作用,依靠算法将CPU所需的数据提前从内存预读到缓存,这样CPU就可以直接从缓存里面读取数据。
但是缓存容量有限,不可能保存CPU所需的全部数据,因此想要提升CPU缓存命中率,最直接最粗暴的方法,就是增大缓存容量。
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其实大部分日常应用, L1+L2+L3(8MB)缓存的总命中率可以到达到95%以上,那么是什么应用需要用到96MB三级缓存呢?
简单地说就是游戏,场景越复杂的游戏,所需求的缓存容量越大。
特别是在电竞游戏中,在玩家人数非常多的复杂场景下,当数十上百玩家同时攻击BOSS,数据的运算量和传输量会数倍提升,此时8MB的三级缓存早已不堪重负,缓存命中率会急剧降低。
当缓存命中率降低到50%以下,由于内存延迟和带宽不到缓存1/10,如果有50%的数据要直接从内存读取,CPU的运算效率将会降低95%以上。这也就是为什么百人屠龙、或者大规模团战时会卡成幻灯片的最根本原因。
而锐龙7 5800X3D的诞生,将让你在这些极端复杂的场景下获得无与伦比的流畅运行帧率,别人1~2帧幻灯片,你60帧屠龙!
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如果按照往常的设计思路,加入更多的缓存需要重新设计处理器内核构架,需要付出巨大的时间成本和研发投入。
而天才的AMD攻城狮另辟蹊径,直接在8核Zen3 CCD之上堆叠了64MB3D V-Cache。
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3D V-Cahce的制造工艺也是台积电7nm,面积为41平方毫米,包括13层铜、1层铝堆叠而成,然后通过TSV硅穿孔、混合键合(Hybrid Bonding)、两个信号界面等渠道与三级缓存直接相连,通过RVDD、VDDM为其供电。
3D V-Cahce是分区块(slice)设计的,每块容量8MB,一共八块,总容量64MB。为了让所有CPU核心都能访问这些额外的缓存,三级缓存层面增加了一个共享的环形总线。
毕竟不是原生内置缓存,如何控制3D V-Cahce的读写延迟也是极具挑战的事情!
AMD的攻城狮在每个3D V-Cahce区块与每个CPU核心之间设计了1024个接触点,八块和CCX(CCD)里的八个核心分别相连,接触点总共多达8192个。
在全双工模式下,每个区块的带宽超过2TB/s,这就让3D V-Cache有了媲美原生三级缓存的高带宽,保证足够高的性能。
因此,完全不必担心64MB 3D V-Cahce的性能会比不上原生的32MB L3 Cache。
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当然,64MB 3D V-Cahce也不是完全没有缺陷!
3D V-Cache缓存的安全电压范围是1.3-1.35V,也就是说锐龙7 5800X3D的核心电压也需要控制在这个范围之内。
而锐龙处理器超频时可以加到1.45-1.6V,远远超过了3D V-Cache的承受范围,因此AMD干脆就关闭了锐龙7 5800X3D处理器的超频功能。
由于电压所限,锐龙7 5800X3D无法像锐龙7 5800X、锐龙9 5900X那样达到5.0GHz的加速频率,AMD对它的频率以及功耗进行了严格的限制!
锐龙7 5800X3D的加速频率最高4.55GHz、全核频率4.45GHz、TDP 105W,实际运行功耗最高120W。
但在如此苛刻功耗以及频率限制下,锐龙7 5800X3D却爆发出了令人难以想象的强悍游戏性能。
好了,下面正式进入处理器测试环节!
二、锐龙7 5800X3D图赏:不带散热器
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传统的锐龙7包装盒,不同点是右上角标注了AMD 3D V-CACHE。
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近距离仔细看一下。
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盒子里面只有处理器,不带散热器,X系列都没有。
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外观与锐龙7 5800X几乎一模一样,只是名称上多了3D二个字。
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还是AM4接口,也是最后一代AM4了。
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安装进ROG STRIX X570-E GAMING主板中。
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三、测试平台介绍:座驾ROG STRIX X570-E GAMING WIFI II主板
测试平台简介:
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锐龙7 5800X3D测试平台所用的主板是ROG STRIX X570-E GAMING WIFI II
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芝奇皇家戟F4-4000C15D 8GBx4套装,不仅拥有4000MHz的频率,15-16-16-36的时序也是低的吓人,比绝大部分3000MHz频率的内存都要低,不过默认电压1.5V也算是比较高的了。
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希捷酷玩2TB SSD,目前最强的PCIe 4.0 SSD之一,顺序读写速度都能达到7000MB/s,AS SSD跑分轻松过12000。
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鑫谷昆仑KL-360 ARGB水冷散热器采用了独家的分离式水泵,并且在冷头部分嵌入了一个70mm PWM风扇,可以直接吹到主板的供电电路,相比传统水冷散热器能将VRM温度降低12度。
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华硕玩家国度PG27UQ ROG 27英寸IPS电竞显示器。
4K UHD(3840*2160)分辨率、4ms响应时间、144Hz刷新率、G-Sync 技术、IPS+量子点面板、10bit色彩、Display HDR1000认证。依旧是目前市面上顶级的电竞显示器。
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TT TOUGHPOWER PF1 1250W白金牌电源,全模块化设计,单路12V输出电流104A,12V输出功率达到了1248W。
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8个显卡8Pin、2个CPU/显卡8Pin、4个SATA 6PIN以及24Pin电源插口。
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四、12款高CPU需求游戏测试
1、Dota2(Vulkan)
Dota 2分别测试了Vulkan和DX11 API的性能表现,测试的时候采用的观战模式。
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在Vulkan模式下,锐龙7 5800X3D的帧率经常保持在300FPS以上,我们录取了1分钟数据,平均帧率为291FPS。
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Vulkan对于i9-12900K几乎没有帮助,平均帧率只有211FPS。
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在Vulkan模式下,锐龙7 5800X3D的表现非常炸裂,可以领先锐龙7 5800X 30%之多,而相对i9-12900K的领先幅度,则高达36%。
2、Dota2(DX11)
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回到DirectX 11下,锐龙7 5800X3D的帧率回落了不少,但依然能够领先i9-12900K 6%,领先锐龙 7 5800X 16%。
3、剑灵
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在风月城太尚门广场,开启最高画质,锐龙7 5800X3D的帧率可以稳定在100FPS左右。
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同样的场景下,i9-12900K的帧率只有85FPS。
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曾经在《剑灵》中,Zen3曾大放异彩,锐龙7 5800X的帧率能秒杀同时代的i9-10900K,不过经过2代的进化,Intel的i9-12900K实现了反超,比锐龙7 5800X强了15%左右。
而今锐龙7 5800X3D的诞生,让AMD再次在这个游戏中获得了大幅度的领先优势,比起i9-12900K要快了14%。
4、孤岛惊魂5
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《孤岛惊魂5》一直是AMD处理器的弱势项目,不过锐龙7 5800X3D相对锐龙7 5800X获得了30%的性能提升,比起i9-12900K也有16%的领先优势。
5、GTA V
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《GTA V》此前同样也是AMD的弱势项目,现在锐龙7 5800X比起i9-12900K可以领先6%左右,相比锐龙7 5800X则提升了24%。
6、孤岛惊魂6
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在《孤岛惊魂6》中,锐龙7 5800X3D虽然获得了16%的性能提升,但是依然以1帧之差不敌i9-12900K。
7、古墓丽影:暗影
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《古墓丽影:暗影》中,锐龙7 5800X3D获得了14%的帧率提升,相比i9-12900K,约有8%的领先优势。
8、战争机器5
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在《战争机器5》中,锐龙7 5800X3D收获了14%的领先幅度,但是比起i9-12900K,仍然差了6%。
9、奇点灰烬
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《奇点灰烬》中,锐龙7 5800X3D以1帧的微弱优势领先于i9-12900K,相对锐龙7 5800X而言,则提升了12%。
10、中土世界:战争之影
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在《中土世界:战争之影》中,锐龙7 5800X3D获得了11%的性能提升,相对i9-12900K也有8%的领先优势。
11、绝地求生
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《绝地求生》中,锐龙7 5800X3D比起锐龙7 5800X有着4%的领先优势,比起i9-12900K同样也是领下了1%。
12、CS:GO
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《CS:GO》我们使用的是测试场景对于缓存要求并不高,反而更需求CPU频率,因此锐龙7 5800X3D的表面不及锐龙7 5800X以及i9-12900K
五、游戏性能测试二:9款3A游戏测试
1、地平线:零之曙光
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测试了数次,锐龙7 5800X3D的帧率基本等同于i9-12900K,比起锐龙7 5800X则提升了4%。
2、最终幻想15
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FF15的测试程序比较奇怪,每次测试的数据都不一样,而且变化还特别大,我们反复测试了数次之后,取了平均值来计算成绩。
3、帝国时代4
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《帝国时代4》中,锐龙7 5800X3D的获得了2%的性能提升,相比i9-12900K,落后了3%。
4、无主之地3
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5、极限竞速:地平线5
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6、刺客信条:奥德赛
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7、刺客信条:英灵殿
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8、赛博朋克2077
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9、德军总部:新血脉
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《德军总部:新血脉》是锐龙7 5800X3D唯一落后于锐龙7 5800X的游戏,这款游戏的测试程序可能更加吃频率一些。
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我们一共测试了21款游戏,其中《CS:GO》以及Dota2(Vulkan)2款游戏因为偏差较大,只作成绩展示,不会计入最终的性能百分比统计。
综合19款游戏的测试成绩而言,锐龙7 5800X3D相对锐龙7 5800X有着10%的性能提升,与Intel的i9-12900K相比,能够领先2.2%左右。
至于Intel特挑的大雕i9-12900KS,其游戏性能大致也能领先i9-12900K 2%左右,也就是说锐龙7 5800X3D的游戏性能同样也不弱于Intel最顶级的i9-12900KS。
六、理论性能测试:略弱于锐龙7 5800X
锐龙7 5800X3D是一款游戏处理器,在这里我们只是简单的展示一下它的常规性能。
1、CPU-Z
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锐龙7 5800X3D的单核分数610,多核分数6483,比起锐龙7 5800X分别差了8%和2.7%。
2、CineBench R20
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R20的单核分数是579cb,多核分数5776cb,比起锐龙7 5800X分别差了7%和5%。
3、CineBench R23
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锐龙7 5800X3D的单核分数是1490cb,多核分数14902cb。
4、y-cruncher
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锐龙7 5800X3D单线程运行250million耗时56.7秒,多线程运行2.5Billion耗时109秒。
5、国际象棋
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锐龙7 5800X3D国际象棋性能倍数为81.76,每秒39245千步。
6、3DMark Fire Strike
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在3DMark Fire Strike Extreme测试中,锐龙7 5800X3D的物理分数为29514。
测试结果汇总如下:
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测试时,锐龙7 5800X开启了PBO,能够达到更高的频率。
就常规理论性能而言,锐龙7 5800X3D与锐龙7 5800X相比,不论是单核性能,还是多核性能,都有些许差距,毕竟频率降低了不少。
七、缓存带宽延迟以及功耗测试:缓存性能接近锐龙7 5800X、游戏功耗仅50W
1、AIDA64内存缓存测试
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锐龙7 5800X3D的内存可以稳定的运行在3800MHz FCLK同频状态下。
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非常尴尬的是,我们手上这块锐龙7 5800X现在无法工作在3800MHz FCLK同频的状态下了,退而求其次测了3733MHz 14-14-14-34 1866MHz的内存缓存数据。
对比二者的数据,锐龙7 5800X3D不论是内存性能,还是缓存带宽、延迟,都与锐龙7 5800X非常接近,并没有因为堆叠的64MB 3D V-Cache而影响缓存性能。
2、烤机测试
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全默认的状态下进行烤机,没有加压也没有降压,实测锐龙7 5800X3D的烤机功耗一直维持在120W左右,全核频率约为4.3GHz,烤机温度84度。
3、游戏功耗测试
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运行《Dota 2》时,即便帧率达到了300FPS以上,锐龙7 5800X3D的核心功耗也仅有41W,运行频率4450MHz。
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运行《剑灵》时,在将近100FPS帧率下,锐龙7 5800X3D的功耗仅有48W。
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《帝国时代4》中,帧率达到224FPS,锐龙7 5800X3D功耗也就仅仅只有53W。
八、总结:没有比它更好的游戏处理器了
以下是本次测试小结:
1、游戏性能
在64MB 3D V-Cache缓存的加持下,锐龙7 5800X3D在19款游戏测试中,平均领先锐龙7 5800X 10%左右,领先i9-12900K 2.2%左右。
至于Intel i9-12900KS,根据目前已知数据,它的游戏性能比i9-12900K强2%左右,也就是说,锐龙7 5800X3D的游戏性能并不弱于i9-12900KS。
需要注意的是,我们所测试的19款游戏,其中多款并不太需求处理器性能,如果剔除掉这些游戏,锐龙7 5800X3D相比锐龙7 5800X的实际领先幅度远远超过10%。
2、功耗
锐龙7 5800X3D就算是烤机,功耗最高也只有120W,不到i9-12900K的一半。
玩游戏的时候,锐龙7 5800X3D功耗一般在40W左右,只有12900K一半多一点。
低功耗能带来什么好处呢???
首先就是你完全不必要买价格昂贵的顶级堆料主板,一块500元的B550就能满足供电需求。
散热器的话,一个百元的风冷就能轻松压制锐龙7 5800X3D 120W的峰值功耗,完全用不到昂贵的水冷。
至于电源,即便是搭配RTX 3080 Ti这样的顶级显卡,一个额定功率600W的金牌电源就够。
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3、与i9-12900KS性价比对比
锐龙7 5800X3D售价3099元,i9-12900KS售价5699元,二者相差2600元。
购买i9-12900KS的同时,一块3000~4000元的高端Z690主板是少不了的,否则很多功能会受限,甚至无法发挥原有的性能。
而锐龙7 5800X3D仅需要一块500元B550主板就就够,毕竟不用超频,功耗也只有120W。
i9-12900KS功耗经常能跑到200W以上,360水冷器是标配、电源也是800W以上。而锐龙7 5800X百元风冷、600元金牌电源就够。在这里又节省了将近千元。
也就是说,在整机预算方面,i9-12900KS要比锐龙7 5800X3D贵了6000元左右。
这还没完,i9-12900KS的功耗以及发热,让你不得不考虑机箱散热问题,机箱风扇以及360水冷风扇带来的噪音无法忽视。而烤机120W、游戏仅40W的锐龙7 5800X3D则完全没有这些烦恼。
拥有与i9-12900KS同样顶级的游戏性能,但是功耗、温度、噪音远远低于对手、整体价格却要便宜6000多元,该如何形容锐龙7 5800X3D呢??
毫不谦虚地说,锐龙7 5800X3D就是当下最为优秀的游戏处理器,没有之一!




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