AMD Ryzen 7 3700X、Ryzen 9 3900X、X570 晶片組主機板實測,Zen 2 微架構的首場戰役

T客邦242019-10-09 10:33
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終於到了 7 月 7 日 AMD 第三代 Ryzen 桌上型處理器系列的解禁時間,這次不僅透過 chiplet 設計將主流市場核心數量上推至十二核心,單執行緒 IPC 效能追上 INTEL Coffee Lake,配套 X570 晶片組更連帶升級至 PCIe 4.0,頻寬翻倍!

chiplet 彈性調配

AMD Zen/Zen+ 世代主流市場處理器採用 SoC 設計,到了這一代 Zen 2 改採 chiplet 設計,主流市場產品採用 1 個主要負責輸入/輸出以及包含記憶體控制器的 IOD(I/O Die),搭配 1 個或是 2 個 CCD(Core Chiplet Die),IOD 已確定採用 GlobalFoundries 12nm 製程,CCD 則是選擇 TSMC 7nm。

1 個 CCD 內部包含 2 個 CCX 和 die-to-die Infinity Fabric,1 個 CCX 為實體四核心八執行緒設計,單一 CCD L3 快取共有 32MB。根據 AMD 釋出的資料,IOD 晶粒面積約為 125mm2,內含 20 億 9 千萬個電晶體;CCD 晶粒面積約為 74mm2,內含 39 億個電晶體。

▲ AMD 第三代 Ryzen 桌上型處理器系列,AM4 腳位封裝內部各晶粒的功能方塊圖。AMD 第三代 Ryzen 桌上型處理器系列,AM4 腳位封裝內部各晶粒的功能方塊圖。

AMD 第三代 Ryzen 桌上型處理器系列型號與規格對照表AMD 第三代 Ryzen 桌上型處理器系列型號與規格對照表。

製程進化到 7nm,處理器微架構也進化到 Zen 2。簡而言之,Zen 2 前端分支預測變更為 TAGE 設計、µOp 微運算快取增至 4096 個條目、2 組浮點運算 Mul 和 Add 單元寬度翻倍至 256bit……等,造就更高 IPC 性能。若是讀者對 Zen 2 微架構有著濃厚的興趣,想了解與 Zen/Zen+ 的異同,可以參考電腦王先前的專題報導

▲ Zen 2 微架構較高層次的功能方塊圖。Zen 2 微架構較高層次的功能方塊圖。

另外一個重點,就是每個 CCD 最高可以擁有 32MB L3 快取,縱使此代依舊是 victim 架構,從 L2 排除的指令或是資料才進入 L3 快取,但能夠有效解決 chiplet 設計和 Infinity Fabric 記憶體存取延遲。AMD 表示此類大型快取設計將以「Game Cache」進行市場行銷,遊戲效能提升程度甚至比記憶體頻率來得有效。


▲AMD GameCache 宣傳影片。

▲ 第三代 Ryzen 桌上型處理器系列 Ryzen 7 以下採用與過去相同的包裝形式,Ryzen 9 則有新版包裝。第三代 Ryzen 桌上型處理器系列 Ryzen 7 以下採用與過去相同的包裝形式,Ryzen 9 則有新版包裝。

▲ Ryzen 9 3900X 採用硬質紙盒,內容物沒有變動,包含 1 顆處理器、Ryzen 貼紙、說明書,以及 1 個 Wraith Prism 散熱器。Ryzen 9 3900X 採用硬質紙盒,內容物沒有變動,包含 1 顆處理器、Ryzen 貼紙、說明書,以及 1 個 Wraith Prism 散熱器。

▲ Wraith Prism 散熱器側邊仍舊保留 L 低轉速與 H 高轉速指撥開關,亦可透過 +12V、G、R、B 或是 USB 連接方式同步控制發光效果;散熱器採用 4 根 6mm 熱導管直觸設計,並預先塗上散熱膏。Wraith Prism 散熱器側邊仍舊保留 L 低轉速與 H 高轉速指撥開關,亦可透過 +12V、G、R、B 或是 USB 連接方式同步控制發光效果;散熱器採用 4 根 6mm 熱導管直觸設計,並預先塗上散熱膏。

多種功能強化

自動頻率調節部分,第三代 Ryzen 桌上型處理器系列繼承 Precision Boost 2 和 XFR 2 特色,Precision Boost 2 可根據目前執行緒數量以及運算吃重程度,自動調整各核心的運作頻率,讓單執行緒、雙執行緒、3 執行緒~多執行緒運作狀況均可擁有最佳的效能表現。XFR 2 則是型號尾綴 X 的專屬功能,若是玩家採用較強的散熱器,則能夠自動超頻至比原廠規格更高的時脈(以 25MHz 為最小調整單位)。(註:第三代 Ryzen 桌上型處理器系列無 tCtl 溫度偏移值設定。)

Precision Boost Overdrive 則以主機板處理器供電轉換輸出能力有關,主機板可回報供電轉換區最大輸出功率,若是供電轉換可提供更多的電流,處理器核心同樣也可以自動超頻至更高的運作時脈(最高 +200MHz)。AMD 最新資訊指出,第三代 Ryzen 桌上型處理器(Ryzen 5 以上)Precision Boost Overdrive 不僅止於 X570 晶片組,先前已發售 300 系列或是 400 系列晶片組主機板,只要完成 UEFI BIOS 更新能夠安裝新款處理器,自然擁有 Precision Boost Overdrive 功能。


▲AMD 資深技術行銷經理 Robert Hallock 說明第三代 Ryzen 桌上型處理器系列 Precision Boost Overdrive 與主機板 VRM 供電能力關係式。

第二代 Ryzen 與 Ryzen Threadripper 處理器,官方記憶體支援性提升至 DDR4-2933,倘若是玩家自行挑戰更高的記憶體時脈,則因處理器 Infinity Fabric fclk 時脈與 DDR4 memclk 等效時脈相互掛勾,造成 DDR4 記憶體超頻性不佳。

第三代 Ryzen 桌上型系列處理器官方支援記憶體頻率,一舉提升至 JEDEC DDR4-3200 規格,在 4 條 DIMM 均插滿記憶體的情況下,single rank 模組可達 DDR4-2933、dual rank 模組可達 DDR4-2667。ECC 類型記憶體模組仍然在處理器支援列表當中,但交由主機板製造商決定是否加入。

▲ 第三代 Ryzen 桌上型系列處理器記憶體頻率對照表。第三代 Ryzen 桌上型系列處理器記憶體頻率對照表。

為了增加 DDR4 記憶體時脈超頻支援性,當記憶體等效時脈調整成超過 DDR4-3733、DDR4-3866 以上時,Infinity Fabric fclk 時脈與 DDR4 時脈自動改採 1:2 除頻比例。第三代 Ryzen 桌上型系列處理器可藉由 1:2 獲得更好的 DDR4 時脈支援性,但此時 Infinity Fabric 運作時脈下降,不見得可以擁有更好的記憶體讀寫效能。

▲ 當 DDR4 記憶體等效時脈達 DDR4-3866 以上,Infinity Fabric 運作時脈將只有記憶體等效時脈一半,雖然因此獲得更高的記憶體頻率,但整體效能不見得線性成長。當 DDR4 記憶體等效時脈達 DDR4-3866 以上,Infinity Fabric 運作時脈將只有記憶體時脈一半,雖然因此獲得更高的記憶體頻率,但整體效能不見得線性成長。

與此同時,已知 Micron 和 Samsung 開始大量出貨原生 JEDEC DDR4-3200 記憶體顆粒,由於 Samsung 原廠記憶體模組並未在台販售,因此使用者可以期待接下來幾個月,Micron/Crucial 與其它記憶體模組廠陸續推出原生 JEDEC DDR4-3200 記憶體模組。

AMD 同時趁此機會,將第三代 Ryzen 桌上型處理器系列 PCIe 規格升級為 4.0,傳輸介面採用 16GT/s 速率,單通道單向頻寬約為 1969MB/s,為前一代 PCIe 3.0 的 2 倍。只是顯示卡採用 PCIe 3.0 x16 相較 PCIe 2.0 x16 效能進步幅度不大,PCIe 4.0 x16 預計也不會有所變化。

▲ GIGABYTE AORUS NVMe Gen4 SSD 2TB 在 PCIe 4.0 和 PCIe 3.0 規格的速度差異。GIGABYTE AORUS NVMe Gen4 SSD 2TB 在 PCIe 4.0 和 PCIe 3.0 規格的速度差異。

▲ 首批支援 PCIe 4.0 x4 的 SSD 均採用 Phison PS5016-E16 控制器,GIGABYTE AORUS NVMe Gen4 SSD 額外附加 1 組純銅散熱器。首批支援 PCIe 4.0 x4 的 SSD 均採用 Phison PS5016-E16 控制器,GIGABYTE AORUS NVMe Gen4 SSD 額外附加 1 組純銅散熱器。

話雖如此,升級至 PCIe 4.0,可使用一半通道數量達成與 PCIe 3.0 相同的介面頻寬,因此對於 PCIe 通道數量較少的介面卡、SSD 而言,PCIe 4.0 依舊有其意義。另一層級的考量,第三代 Ryzen 桌上型處理器系列能夠將預計予顯示卡使用的 PCIe 4.0 x16 通道,往下拆分成 4 組 PCIe 4.0 x4 分給 SSD 使用,藉此達成原先只能在 HEDT 平台出現的高速儲存應用。

▲ 在 GIGABYTE X570 Master 的 UEFI 介面當中,可將處理器 PCIe 4.0 x16 通道拆分成 4 組 PCIe 4.0 x4。在 GIGABYTE X570 MASTER 主機板的 UEFI 介面當中,可將處理器 PCIe 4.0 x16 通道拆分成 4 組 PCIe 4.0 x4。

AM4 平台預計使用至 2020 年,AMD 也信守承諾維持此平台相容性,過去 300 系列晶片組(A320 除外)、400 系列晶片組可以安裝第三代 Ryzen 桌上型處理器系列,但僅提供 PCIe 3.0 規格。X570 晶片組主機板也能夠相容至第二代 Ryzen 桌上型系列處理器,但因處理器與 X570 之間採用 PCIe 3.0 連結,即便 X570 晶片組仍舊可以透過 PCIe 4.0 連結週邊裝置或是 SSD,但頻寬會被侷限於 PCIe 3.0 x4。

▲ AMD Ryzen 桌上型處理器系列與 300 系列、400 系列、X570 晶片組的相容性列表。AMD Ryzen 桌上型處理器系列與 300 系列、400 系列、X570 晶片組的相容性列表。

Ryzen Master 進化

第三代 Ryzen 桌上型處理器系列 AM4 內部分成 1 個 IOD 晶粒與 1 個或是 2 個 CCD 晶粒,以及些許的功能變動,在 Windows 作業系統負責超頻工作的 Ryzen Master 軟體也隨之改版。

處理器核心超頻部分,Ryzen Master 依照 CCD>CCX>實體核心方式排列,使用者亦可自由選擇各核心、各 CCX、各 CCD 超頻時是否連動。若是內含 2 個 CCD 的處理器型號,同樣有著 Creator Mode 核心數量全開,或者 Game Mode 僅開啟單一 CCD 享有全部 TDP 餘裕。

▲ 主機板 UEFI BIOS 可調整超頻選項,Ryzen Master 幾乎全部包下,並隨著第三代 Ryzen 桌上型處理器系列略為修改畫面排版。主機板 UEFI BIOS 可調整超頻選項,Ryzen Master 幾乎全部包下,並隨著第三代 Ryzen 桌上型處理器系列略為修改畫面排版。

▲ Ryzen Master Control Mode 分為 Default、Precision Boost Overdrive、Auto Overclocking、Manual 等 4 種。Ryzen Master Control Mode 分為 Default、Precision Boost Overdrive、Auto Overclocking、Manual 等 4 種。

▲ 最具超頻淺力的核心依舊採用金星、銀星方式標註,玩家亦可選擇核心、CCX、CCD 超頻頻率是否連動調整。最具超頻潛力的核心依舊採用金星、銀星方式標註,玩家亦可選擇核心、CCX、CCD 超頻頻率是否連動調整。

▲ Memory Control 提供連動開關選項,Coupled Mode:ON 表示 Infinity Fabric 時脈跟隨記憶體等效時脈,Coupled Mode:OFF 表示採用 1:2 比例。Memory Control 提供連動開關選項,Coupled Mode:ON 表示 Infinity Fabric 時脈跟隨記憶體等效時脈,Coupled Mode:OFF 表示採用各自獨立。

更貼心的軟體變化,在於第三代 Ryzen 桌上型處理器系列上市之前,AMD 即與 Microsoft 合作,Windows 10 May 2019 1903 版本能夠針對處理器的核心拓樸結構,調整工作排程器的行為。UEFI 導入的 CPPC2 ACPI 電源管理介面,能夠讓處理器自行依據工作負載量選擇運作時脈,相對於透過作業系統 pState 選擇方式,將調整延遲從約 30ms 下降至 1ms~2ms。

(下一頁:X570 晶片組主機板設計)

新式主機板設計

隨著第三代 Ryzen 桌上型處理器系列上市,所搭配的 X570 晶片組主機板也有多種變化,其中最大的亮點依舊在 PCIe 4.0 標準,為此必須強化相關料件選用與佈線設計,其中之一為電路板材質。過去經常使用的 FR4 介電常數已不符合高速訊號傳遞需求,必須變更為 mid-loss 或是 low-loss 材質,此材質不僅墊高成本,相對透光率也較差,過去可以在主機板背部安置 LED,並以不塗佈防焊漆強調接地層隔離的作法,未來也會消失。

▲ 過去音效處理區類比接地與數位接地之間,不塗佈防焊漆並焊上 LED 強調接地層隔離的作法,因應 PCIe 4.0 而採用介電常數較低的電路板材質較不透明,未來將會消失。過去音效處理區類比接地與數位接地之間,不塗佈防焊漆並焊上 LED 強調接地層隔離的作法,因應 PCIe 4.0 而採用介電常數較低的電路板材質較不透明,未來將會消失。

另一方面,改用 mid-loss 或是 low-loss 材質電路板,記憶體訊號完整性間接受惠,加上第三代 Ryzen 桌上型處理器賣點之一為記憶體超頻性,多款主機板記憶體 DIMM 插槽佈線轉換至 Daisy Chain 而非 T-Topology,目前已有非極限超頻狀態,空冷即可支援 DDR4-5000 以上的數據傳出。

▲ 第三代 Ryzen 桌上型處理器將記憶體頻率支援性列為改進重點之一,多款 X570 晶片組主機板記憶體 DIMM 插槽佈線採用 Daisy Chain。第三代 Ryzen 桌上型處理器將記憶體頻率支援性列為改進重點之一,多款 X570 晶片組主機板記憶體 DIMM 插槽佈線採用 Daisy Chain。

另一方面,因應 PCIe 4.0 而更換電路板材質還不夠,引導 PCIe 通道至不同插槽的快速切換器須改用支援 16GT/s 以上的版本,並且視各插槽最終量測到的訊號完整性狀況,可能還必須加上 Redriver 加強訊號品質。當然,多個晶片也就多一分成本,因此 X570 晶片組主機板相對過去 X470 時代,價格自然有所成長。

▲ 負責切換 PCIe 通道至不同插槽的快速切換器,須採用支援 16GT/s 以上的型號版本,甚至還要加上 Redriver 加強訊號品質。負責切換 PCIe 通道至不同插槽的快速切換器,須採用支援 16GT/s 以上的型號版本,甚至還要加上 Redriver 加強訊號品質。

供電轉換規模升級

因應即將於 9 月推出的實體十六核心 Ryzen 9 3950X 處理器,並提供超頻餘裕,無論 X570 晶片組主機板的市場定位或高或低,處理器供電轉換規模再次得到加強,可能是 PWM 控制器輸出 6/7 相再透過倍相器升級成 12/14 相、或是直接採用並聯 2/3 個 MOSFET 加強單相電流輸出能力。

▲ ASRock X570 Taichi 主機板處理器核心供電轉換,由 Renesas ISL69147 輸出 6 相 PWM 訊號于 6 個 ISL6617A 倍相器,再擴展成 12 相規模,單相由 1 個最高支援 50A 電流的 Vishay SiC634 負責。ASRock X570 Taichi 主機板處理器核心供電轉換,由 Renesas ISL69147 輸出 6 相 PWM 訊號于 6 個 ISL6617A 倍相器,再擴展成 12 相規模,單相由 1 個最高支援 50A 電流的 Vishay SiC634 負責。

說到處理器核心供電轉換,最為兇猛的設計當屬 GIGABYTE X570 AORUS XTREME 和 X570 AORUS Master,採用今年 Infineon 剛推出不久,目標伺服器市場的 XDPE132G5C 數位 PWM 控制器,最多能夠直接輸出 16 相 PWM 訊號,避免以往多相電源轉換需經過倍相器,造成訊號延遲惡化暫態反應速度。

▲ Infineon XDPE132G5C 數位 PWM 控制器原本的目標為伺服器市場,GIGABYTE 取其作為 X570 AORUS XTREME 和 X570 AORUS Master 主機板的處理器供電 PWM 控制器。Infineon XDPE132G5C 數位 PWM 控制器原本的目標為伺服器市場,GIGABYTE 取其作為 X570 AORUS XTREME 和 X570 AORUS Master 主機板的處理器供電 PWM 控制器。

X570 AORUS XTREME 主機板處理器核心供電規模達 14 相,次一階的 X570 AORUS Master 主機板核心供電規模則是 12 相,雙方處理器 SoC 供電均為雙相規模設計。X570 AORUS XTREME 單相交由 1 顆最大支援 70A 的 TDA21475,X570 AORUS Master 則是改採單顆最大支援 50A 的 IR3556。

▲ X570 AORUS Master 處理器供電轉換單相採用 1 顆 IR3556。X570 AORUS Master 處理器供電轉換單相採用 1 顆 IR3556。

MOSFET 散熱片設計,GIGABYTE 這 2 張主機板並未如同其它廠商以美觀優先,採用成本較高、散熱效果較好的鋁鰭焊接設計,內部安排 1 條 6mm 熱導管,採用直觸式設計透過 Laird 導熱墊直接擺在 MOSFET 上方。如此一來,即便玩家在處理器採用水冷散熱方式,也不用怕供電轉換過熱影響功率輸出。

▲ GIGABYTE 從 X570 AORUS XTREME 至 X570 AORUS PRO 為止,處理器供電轉換散熱器均為最大化表面積的鋁鰭焊接設計。GIGABYTE 從 X570 AORUS XTREME 至 X570 AORUS PRO 為止,處理器供電轉換散熱器均為最大化表面積的鋁鰭焊接設計。

X570 發熱量不小

X570 晶片組相對前一世代 400 系列而言,連接規格可謂大幅度躍升,不僅與處理器採用 PCIe 4.0 x4 規格相互連結,甚至連對外 PCIe 通道也升級成 PCIe 4.0 規格,遑論 USB 介面規格也是 USB 3.2 Gen 2,平台規格一舉超越 Intel。PCIe 通道數量和 SATA 介面數量更是改善重點,前一世代晶片組主機板可見到大量切換器晶片的盛況不再。

▲ X570 晶片組平台通道數量與規格示意圖。X570 晶片組平台通道數量與規格示意圖。

只是塞了這麼多高規格的介面通道,X570 晶片組 TDP 具聞也竄升至 15W,甚至比 Intel 小核心 Gemini Lake 設計 Pentium Silver J5005 的 10W 還多,因此絕大多數主機板廠商均替晶片組加裝 1 個薄型風扇,旗艦版本甚至還會有熱導管、水冷設計。當然,StoreMI 加速技術依舊可以繼續在 X570 晶片組主機板免費取得授權。

▲ AMD X570 晶片組規格與通道數量均有提升,採用被動散熱片不足以排除廢熱,多數廠商均會加上薄型風扇。AMD X570 晶片組規格與通道數量均有提升,採用被動散熱片不足以排除廢熱,多數廠商均會加上薄型風扇。

Multi-Gig 與 802.11ax

對價格敏感的消費市場而言,1 個新規格的普及,或許不在於能夠帶來多大的好處,而是導入成本可以多便宜。10Gbps 有線網路晶片價格仍然高企,積極推動 5Gbps/2.5Gbps 的 Aquantia 同樣如此,最終還是要靠台灣螃蟹 Realtek 幫忙。RTL8125 支援 2.5Gbps 有線網路,型號尾綴 AG 字樣表示提供 Dragon 網路傳輸優先權調整軟體,讓研發工程師更開心的是,RTL8125 只需 1 條 PCIe 2.0 通道即可,佈線相對容易。

▲ Realtek RTL8125/RTL8125AG 最高支援 2.5Gbps 有線網路,成本相較它廠更便宜。Realtek RTL8125/RTL8125AG 最高支援 2.5Gbps 有線網路,成本相較它廠更便宜。

適逢 Intel 推出便宜的 802.11ax 雙空間流 Wi-Fi 6 AX200 無線網路卡,多款 X570 主機板趁勢直接投入 802.11ax 標準的懷抱,5GHz/160MHz 可提供 2402Mbps 連線速度,藉此增加產品賣相。

▲ 由於 Intel Wi-Fi 6 AX200 無線網路卡報價對比前一代 Wireless-AC 9260 僅高出美金 1~2 元,若是廠商原本就要為主機板加裝無線網路卡,多數直接選擇升級至 Wi-Fi 6/802.11ax 世代。由於 Intel Wi-Fi 6 AX200 無線網路卡報價對比前一代 Wireless-AC 9260 僅高出美金 1~2 元,若是廠商原本就要為主機板加裝無線網路卡,多數直接選擇升級至 Wi-Fi 6/802.11ax 世代。

(下一頁:3700X、3900X、2920X、9900K 同場較勁)

發熱不難解決

首先為讀者送上 Ryzen 7 3700X 和 Ryzen 9 3900X 耗電量與燒機溫度測試,搭配 GIGABYTE AORUS X570 Master 主機板、G.SKILL Trident Z Royal F4-3600C16D-16GTRG 8GB x 2 記憶體、NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition 顯示卡等零組件時,於室溫 25℃ 的 Windows 10 桌面待機溫度分別為 35℃ 和 43℃。(處理器散熱器為 MSI Core FROZR L)

AIDA 64 FPU 與 Blender Benchmark 燒機 10 分鐘,Ryzen 7 3700X 溫度分別是 75℃ 和 71℃,平台耗電量為 146W 和 148W;Ryzen 9 3900X 採用同樣的燒機方式,溫度分別為 88℃ 和 87℃,此時平台耗電量為 212W 和 221W。由於 Core FROZR L 只是中階等級處理器空冷散熱器,燒機時可將 Ryzen 9 3900X 壓制在 90℃ 以下,想必使用高階空冷或是入門水冷,將會有更好的溫度表現。

▲ Ryzen 7 3700X 和 Ryzen 9 3900X 的耗電量與燒機溫度數據。Ryzen 7 3700X 和 Ryzen 9 3900X 的耗電量與燒機溫度數據。(註:第三代 Ryzen 桌上型處理器系列無 tCtl 溫度偏移值設定。)

避免 1:2 時脈比例

ASRock 另外送來 UEFI 已經更新為 1.21 版的 X570 Taichi 主機板,內部預先針對 Trident Z Royal F4-3600C16D-16GTRG 記憶體模組調校,能夠直接套用 DDR4-4200 16-18-18-38 1.45V 設定檔,筆者就改用這款主機板,比較與 XMP DDR4-3600 16-16-16-36 1.35V 效能差異。

由下列圖片可以得知,DDR4-3866 以上 Infinity Fabric 運作時脈僅有記憶體時脈一半,即便 DDR4-4200 時脈較高、時序 16-18-18-38 也不差,但處理器展現出來的效能就是無法比 1:1 的 DDR4-3600 還要好。

▲ AMD 平台搭配測試的記憶體模組為 G.SKILL Trident Z Royal F4-3600C16D-16GTRG 8GB x 2。AMD 平台搭配測試的記憶體模組為 G.SKILL Trident Z Royal F4-3600C16D-16GTRG 8GB x 2。

▲ Ryzen 9 3900X 的 CPU-Z 測試項目,DDR4-3600 表現比 DDR4-4200 來得好。Ryzen 9 3900X 的 CPU-Z 測試項目,DDR4-3600 表現比 DDR4-4200 來得好。

▲ HWBOT x265 Benchmark 影片壓縮,Ryzen 9 3900X 同樣是以 Infinity Fabric 運作時脈較高的 DDR4-3600 勝過 DDR4-4200。HWBOT x265 Benchmark 影片壓縮,Ryzen 9 3900X 同樣是以 Infinity Fabric 運作時脈較高的 DDR4-3600 勝過 DDR4-4200。

▲ 3DMark Fire Strike 得出相同結論,Ryzen 9 3900X DDR4-3600 的 Infinity Fabric 時脈與記憶體等效時脈同步運作,效能比 1:2 比例 DDR4-4200 還要好。3DMark Fire Strike 得出相同結論,Ryzen 9 3900X DDR4-3600 的 Infinity Fabric 時脈與記憶體時脈同步運作,效能比 1:2 比例 DDR4-4200 還要好。

Hello There,9900K!

Ryzen 7 3700X 的假想敵為 Intel Core i7-9700K,Ryzen 9 3900X 的假想敵則是 Core i9-9900K,目前編輯部僅有 Core i9-9900K,因此下列效能比較僅出現 Ryzen 7 3700X、Ryzen 9 3900X、Core i9-9900K,並取後 2 者進行效能增幅比較。

需注意的是,記憶體等效頻率選用雙方能達到的最高 JEDEC 標準,Intel 陣營選擇 DDR4-2666,搭配測試 Asus ROG Maximus XI Extreme 主機板自動選擇 15-17-17-36 時序;AMD 陣營則是選擇 DDR4-3200,GIGABYTE AORUS X570 Master 主機板選擇 22-22-22-53 時序。

▲ Ryzen 9 3900X 實體核心數量較多,SiSoftware Sandra 2018 SP4c 28.69 多項測試可贏過 Core i9-9900K 幅度達 25% 以上,但後者依舊在部分科學分析、影像處理項目佔有優勢。Ryzen 9 3900X 實體核心數量較多,SiSoftware Sandra 2018 SP4c 28.69 多項測試可贏過 Core i9-9900K 幅度達 25% 以上,但後者依舊在部分科學分析、影像處理項目佔有優勢。

▲ CPU-Z 內建測試,Ryzen 9 3900X 單執行緒相差 Core i9-9900K 約有 3.7%,多執行緒則依賴 24 執行緒勝過 50%。CPU-Z 內建測試,Ryzen 9 3900X 單執行緒相差 Core i9-9900K 約有 3.7%,多執行緒則依賴 24 執行緒勝過 50%。

AIDA 64 記憶體與快取頻寬測試出現有趣的現象,封裝內部僅有 1 個 CCD 的 Ryzen 7 3700X 出現記憶體寫入效能機近腰斬的數據,但是額外測試 Sandra 2018 SP4c 28.69 Memory Bandwidth 卻沒有太大的差異(Ryzen 7 3700X:31.85GB/s、Ryzen 9 3900X:34.82GB/s),有可能是 AIDA 64 無法針對第三代 Ryzen 桌上型處理器系列最佳化,抑或者是這一代處理器藏有些許眉角。

▲ L1、L2、L3 快取頻寬和記憶體頻寬,多由 Ryzen 7 3700X、Ryzen 9 3900X 取得上風,但記憶體存取延遲依舊是 Intel 單晶片架構和 ring bus 較為有利。L1、L2、L3 快取頻寬和記憶體頻寬,多由 Ryzen 7 3700X、Ryzen 9 3900X 取得上風,但記憶體存取延遲依舊是 Intel 單晶片架構和 ring bus 較為有利。

▲ 7-Zip 沒有太大的懸念,由 AMD 平台完全取勝。7-Zip 沒有太大的懸念,由 AMD 平台完全取勝。

▲ 影片壓縮測試,無論是 x264 或是 x265,Ryzen 9 3900X 表現均比 Core i9-9900K 為佳。影片壓縮測試,無論是 x264 或是 x265,Ryzen 9 3900X 表現均比 Core i9-9900K 為佳。

繪製渲染 3D 場景測試,Ryzen 9 3900X 同樣以更多的核心、執行緒數量技壓 Core i9-9900K。值得注意 Cinebench R15、Cinebench R20 這組測試結果,Ryzen 9 3900X 在此單執行緒效能有勝有負,更能夠善用當代處理器進階指令集的 Cinebench R20 表現較佳。

繪製渲染 3D 場景一直是 AMD Zen 架構多核心的強項。繪製渲染 3D 場景一直是 AMD Zen 架構多核心的強項。

評估電腦整體效能的 PCMark 10,Ryzen 7 3700X、Ryzen 9 3900X、Core i9-9900K 分數互有高低,總分依據上述排列逐漸增長,整體而言相差不多,均可提供不錯的日常應用體驗。在此項目當中,AMD 平台因應 PCIe 4.0 規格採用 GIGABYTE AORUS NVMe Gen4 SSD 2TB 做為系統碟,Intel 平台則是繼續搭配老朋友 Plextor M9Pe(G) 512GB。

▲ Ryzen 7 3700X、Ryzen 9 3900X、Core i9-9900K 3 款處理器平台於 PCMark 10 表現相近,表示使用者在日常應用當中,其實感受不到差異性。Ryzen 7 3700X、Ryzen 9 3900X、Core i9-9900K 3 款處理器平台於 PCMark 10 表現相近,表示使用者在日常應用當中,其實感受不到差異性。

各位讀者最關心的遊戲效能表現,選用 3DMark 進行比較。由於 Core i9-9900K 單執行緒 IPC 效能仍舊高出一些,因此 Cloud Gate 測試場景壓力不在顯示卡身上時,Core i9-9900K 在繪圖子項目可以拿到較高的分數。Ryzen 7 3700X 繪圖子項目分數比 Ryzen 9 3900X 更高,則又是另一個值得玩味的現象。

▲ Core i9-9900K 在 3DMark 依舊能夠稱霸,但 Ryzen 7 3700X 和 Ryzen 9 3900X 則緊追在後。Core i9-9900K 在 3DMark 依舊能夠稱霸,但 Ryzen 7 3700X 和 Ryzen 9 3900X 則緊追在後。

上打自家 2920X

第三代 Ryzen 桌上型處理器系列 Ryzen 9 3900X、Ryzen 9 3950X 提供實體十二核心與十六核心規格,再次刷新主流市場處理器核心數量紀錄,各位讀者應該也會好奇,Ryzen 9 3900X 與實體十二核心 Ryzen Threadripper 2920X 相比有何差異。

以實測結果探討,Ryzen 9 3900X 歷經微架構升級以及提升時脈,絕大多數的運算表現均比 Ryzen Threadripper 2920X 來得優秀,但也別忘了 HEDT 平台有其不可取代的部分,譬如更多記憶體插槽、更多 PCIe 通道,端看玩家比較在乎運算能力,或是記憶體容量與 PCIe 通道數量。

渲染 3D 場景效能一致倒向 Ryzen 7 3700X,Ryzen Threadripper 2920X 毫無招架之力。渲染 3D 場景效能一致倒向 Ryzen 9 3900X,Ryzen Threadripper 2920X 毫無招架之力。

▲ Ryzen Threadripper 2920X 擁有四通道記憶體擴充能力,因此記憶體讀寫頻寬勝過 Ryzen 7 3700X。Ryzen Threadripper 2920X 擁有四通道記憶體擴充能力,因此記憶體讀寫頻寬勝過 Ryzen 9 3900X。

IPC 逼近、核心數超車

經過以上的介紹與效能測試,採用 Zen 2 微架構的第三代 Ryzen 桌上型處理器系列能夠理出幾個方向。整體而言,該產品單執行緒 IPC 效能已經相當接近 Intel Coffee Lake 微架構,部分測試則因雙方內部設計不同產生較大的差距。而核心數量一直都是 AMD 的殺手鐧,多工應用或是單一運算工作能夠拆成多個較不相互依賴的執行緒,Ryzen 9 3900X 的效能就相當突出。

正式解禁之前,台灣通路已出現 Ryzen 7 3700X 和 Ryzen 9 3900X 零售報價,分別約為新台幣 12,000 元和 18,000 元左右,前者相較 Core i7-9700K 便宜約 1,500元~2,000 元,後者相較 Core i9-9900K 多出 1,500 元。這次零售通路沒有神奇匯率的問題,反倒是 X570 晶片組主機板導入 PCIe 4.0 所增加的成本,有可能推升整台電腦的組裝價格。

由於 AM4 的相容性,玩家也可以選擇 400 系列晶片組主機板搭配第三代 Ryzen 桌上型處理器系列,此時能夠獲得 Zen 2 微架構的運算能力,週邊通道連結性則會降至 PCIe 3.0 以及 PCIe 2.0,玩家們可要好好衡量。隨著第三代 Ryzen 桌上型處理器系列正式上市,AMD 同時也會舉辦促銷活動,隨產品附贈 3 個月 Xbox Game Pass for PC。

產品資訊

AMD Ryzen 7 3700X

AMD Ryzen 9 3900X

延伸閱讀

測試平台

  • AMD PC1
  • 處理器:AMD Ryzen 7 3700X、AMD Ryzen 9 3900X
  • 散熱器:MSI Core FROZR L
  • 主機板:GIGABYTE AORUS X570 Master
  • 記憶體:G.SKILL Trident Z Royal F4-3600C16D-16GTRG 8GB x 2 @DDR4-3200
  • 系統碟:GIGABYTE AORUS NVMe Gen4 SSD 2TB
  • 電源供應器:Seasonic Platinum SS-1000XP
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1903
  • AMD PC2
  • 處理器:AMD Ryzen Threadripper 2920X
  • 散熱器:Enermax LIQTECH TR4 240
  • 主機板:MSI MEG X399 Creation
  • 記憶體:G.SKILL Sniper X F4-3400C16D-16GSXW 8GB x 2 @DDR4-2933、G.SKILL Flare X F4-3200C14D-16GFX 8GB x 2 @DDR4-2933
  • 系統碟:Plextor M9 M9PeY 512GB
  • 電源供應器:Seasonic Platinum SS-1000XP
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1903
  • Intel
  • 處理器:Intel Core i9-9900K
  • 散熱器:Cooler Master X6
  • 主機板:Asus ROG Maximus XI Extreme
  • 記憶體:Team Group T-FORCE NIGHT HAWK Legend RGB DDR4-3200 8GB x 2 @DDR4-2666
  • 系統碟:Plextor M9 M9Pe(G) 512GB
  • 電源供應器:Seasonic Platinum SS-1000XP
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1903

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