Ryzen 7 3700X與Core i9-9900K同頻測試：英特爾要成追隨者了？

其實從AMD的第二代銳龍和第三代銳龍處理器的評測就能看出，AMD這幾年來處理器的單線程和多線程性能都有所提升，從Zen到Zen 再到Zen 2，AMD在不斷的對內核和緩存進行優化提升性能，新的工藝也讓銳龍處理器的頻率節節攀升，特別是使用台積電7nm工藝的銳龍3000系列處理器在能耗比方面遠超Intel同檔產品。

不過銳龍7 3700X首發評測時有一樣東西是沒做的，就是同頻測試，估計大家應該很想現在Intel和AMD處理器在同核心同頻率情況下誰更強一些，今天我們要做的就是這個測試。

這幾年來Intel與AMD處理器架構變化

AMD方面

在2017年Zen架構出來之前，推土機架構那個慘我就不想再提了，Zen架構讓AMD有了翻身的資本，它與與以往的推土機架構相比進化相當的大，14nm FinFET工藝、SMT多線程、全新的緩存設計、大幅提升的IPC、SenseMI技術等讓其與以往的推土機架構表現完全不同，IPC與挖掘機架構相比提示了52%之多。

Zen架構核心圖

銳龍處理器內部都有兩個CCX單元，這是Zen架構的最小CPU Complex（CCX），內有四個x86核心，每個核心都有獨立的L1與L2緩存，共享8MB L3緩存，每個核心都可以選擇性的附加SMT超線程，CCX內部的核心是可以單獨關閉的，CCX之間使用高速Infinity Fabric進行通信，這種模塊化設計允許AMD根據需求擴展核心、線程和緩存數量，針對消費客戶，伺服器和HPC市場推出不同的產品。

2018第二代銳龍處理器的Zen 架構其實只是小修小改，採用從14nm工藝改良而來的12nm工藝，頻率明顯比上代更高了，功耗也有所降低，內存和緩存的延遲也有所 降低，使得IPC有少量提升了3%，第二代精準頻率提升技術和XFR2的引入允許更多線程同時提升到更高的頻率，不同線程的負載可以把頻率提升到不同水平，不像第一代那樣一刀切只能提升兩個線程。

而今年的Zen 2架構改動就大了，最大的變化就是CPU從單個核心變成了MCM多晶元封裝，它由1到2個CCD核心和1個I/O核心所組成，把原來整合在CPU裡面的內存/PCI-E/USB/SATA控制器等又獨立出去了，這樣的設計更為靈活讓AMD可以拿出16核的AM4處理器，而且可以用最新的7nm工藝生產CCD核心，而對性能沒那麼敏感的I/O核心則使用原來的12nm工藝，對降低成本和提高良品率都有一定幫助。

Zen 2架構的內核經過了一系列的優化 ，翻倍了浮點單元位寬，從2x128bit提升到2x256bit，大幅提升執行AVX-256指令的效率，使它在運行創作類應用時性能大幅提升，其他修改包括採用全新的TAGE分支預測器、改善指令解碼系統、整數調度器從84增加到92、改進讀取與存儲系統。

緩存設計也有所修改，為了對應內存控制器外置後的延遲提升，Zen 2架構的L3緩存直接翻了一倍，L1數據緩存位寬也翻了倍，L1與L2緩存的預讀機制都有所改善。

Zen 2架構的IPC提升了15%之多，再加上7nm工藝帶來的頻率提升，單線程性能比上代提升了21%之多，處理器的功耗也因為採用新製程也大幅降低，此外它也是首款支持PCI-E 4.0的處理器。

Intel方面

反觀Intel這幾年，由於10nm工藝的一再延期，導致新架構處理器的更新也一再延期，其實當年Intel是打算10nm的Cannon Lake和14nm Coffee Lake處理器一同推出的，然後再下一年全部都換成10nm 的Ice Lake，結局大家都看得到了，Cannon Lake只有一款產品並且只是少量出貨，桌面市場繼續用14nm的Coffee Lake支撐著，下一代桌面處理器依然是用14nm工藝，採用全新Sunny Cove架構的Ice Lake雖然發布了，但只面向移動市場，桌面市場什麼時候有還是未知數。

其實Intel的桌面處理器架構從2015年的Skylake開始就沒變過，當年的Skylake可以說是自Sandy Bridge以來Intel最給力的一次升級了，CPU同時升級架構、工藝及核顯，內存同時支持DDR3與DDR4，採用了更為先進的14nm工藝使得Skylake在頻率提升、性能增強的同時功耗有了明顯降低，而FIVR電壓控制模塊則被取消了，電壓的控制也重新回到主板上，然而誰知道這架構一用舊這麼多年。

2017年年初推出的Kaby Lake其實就是工藝升級到14nm 的Skylake，能耗比有所提升，最明顯感覺是頻率更好超了。

2017年10月推出的Coffee Lake工藝升級到14nm ，能耗比進一步提升，內核增加了兩個，IPC無提升，但多核性能有了質的飛越。

去年推出的第九代酷睿處理器依然是Coffee Lake架構，Intel進一步把核心數量增加到8個，而且內部導熱材料從硅脂換回了無釺劑焊，散熱能力會有大幅提升。

自從2015年14nm工藝投產以來Intel一直在改進工藝，在不提升功耗的情況不斷提升性能，14nm 工藝比初代14nm工藝性在同樣電壓下頻率能提升26%，或者在同樣頻下功耗降低52%，在同世代的工藝裡面算是相當不錯的了，但是10nm因為最初的標準定得太高的問題導致良品率一直不高，拖了很久才能投產。

其實這麼多年來Intel並不是沒有對內核進行過優化，HEDT平台上的Skylake-X架構雖然內核依然是Skylake，但是緩存經過修改，縮小L3增大L2以此來提升IPC，另外用網狀匯流排代替了環形匯流排，並且增加了AVX-512指令集，然而這些修改都沒有普及到主流平台處理器上。

Ice Lake處理器所用的Sunny Cove微架構是這幾年來Intel最大的一次內核升級了，只是不知道桌面平台什麼時候能用得上。

測試平台與說明

這次測試其實就是把首發的測試項目再重跑一次，平台也是差不多的，測試對象包括同是8核16線程的Ryzen 7 3700X、Ryzen 7 2700X和Core i9-9900K，處理器的頻率全部鎖到4GHz，電壓AUTO就可以了，不過AMD平台上AUTO電壓的話都普遍偏高，手動設置的話又沒啥代表性，所以功耗就不測了。

PCMark 10整機性能測試

基準性能測試

創作能力測試

遊戲性能測試

測試成績匯總

根據上面的測試數據我們可以統計得出這三個CPU的綜合性能表現：

Zen 2架構的Ryzen 7 3700X與上代Zen 架構的Ryzen 7 2700X相比，在同頻情況下單線程性能提升了11.7%，而多線程性能提升18%，Zen 2架構優化帶來的效能提升是相當之明顯的，只用了一年時間就讓性能提升這麼多，AMD這效率真讓人驚嘆。

而且我們可以看到的是Ryzen 7 3700X的單線程性能在同頻情況下就已經比Core i9-9900K高出3%，多線程性能更是高出9%，這說明Intel以往微架構上的優勢已經不復存在了，現在IPC是AMD的Zen 2比較強，而且Zen架構多核互聯的效率更高，多線程的性能提升比率Zen架構都要比Intel現在基於Skylake的Coffee Lake要更高，當年的Skylake微架構確實不錯，然而原地踏步四年的話是必然會被超越的，現在Intel剩下的也只是他們的14nm 工藝能把頻率拉到很高來掩飾他們處理器效能的不足，然而能耗比早就被用7nm的Zen 2遠遠拋離。

隨著Zen 2架構的單線程效能的提升，Ryzen 7 3700X的遊戲性能也比Ryzen 7 2700X有了明顯的改善，同頻率下提升了10%左右，遊戲性能的增幅並沒有CPU性能增幅那麼大，這多是內存控制器外置到I/O核心後導致內存延遲增大的鍋，Ryzen 7 3700X與同頻Core i9-9900K的差距已經縮小到93.8%，和上代的Zen 有了不小的進步。

AMD Zen 2同頻效能已經超越了Intel的Coffee Lake，AMD這幾年在CPU市場發力，推出了三代Zen架構處理器，處理器效能一代比一代好，反觀Intel這幾年，雖然CPU架構也換了三代，然而本質上還是Skylake，IPC從2015年開始就沒變過，只是在不斷的往裡面堆核心並提升頻率，雖然說Intel手上還有使用Sunny Cove的10nm Ice Lake處理器，然而明年也未必能在桌面市場看到它的身影，而AMD明年應該可以如期拿出採用7nm EUV工藝的Zen 3，目前全球各地零售市場都出現了AMD處理器的出貨佔有率增長甚至超越Intel處理器的情況，Intel再不重視桌面市場就真會被AMD搶過去了。

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