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AMD Ryzen 5 1600X處理器評測:銳龍主力殺到

全新的Zen架構讓消費者重新認識了AMD的處理器,再也不是以前那種性能弱小的產品,首批上市的Ryzen 7是目前性價比最好的八核處理器,受到了玩家大量的好評,市場的反應也相當火,三款產品賣得都相當好,然而它們畢竟都是高端產品價格最低的Ryzen 7 1700也得2499元,對Intel的刺激有限,然而今天發佈的Ryzen 5系列處理器影響就大了,售價從1299元到1999元,正好覆蓋頂級Core i3與Core i5全系列的價格範圍。

AMD Ryzen 5處理器在今天4月11日全球發售,該系列產品有四款包括6核12執行緒的Ryzen 5 1600X、Ryzen 5 1600,4核8執行緒的Ryzen 5 1500X、Ryzen 5 1400,不論6核還是4核都是原生8核遮罩核心而來的,具體規格請看下表:

Ryzen 5系列處理器規格一覽

早前已發佈的Ryzen 7系列處理器規格

有一點與我們之前推測不同的是這些Ryzen 5處理器都包括兩組CCX,也就是說Ryzen 5 1400的8MB L3緩存不是通過把整組CCX遮罩而來的,而是把每組CCX內的3L緩存遮罩一半而來的,另外Ryzen 5系列所搭配的原裝散熱器也是各不相同的,Ryzen 5 1600X是沒有原裝散熱器的,Ryzen 5 1600與Ryzen 5 1500X則搭配Wraith Spire散熱器,而Ryzen 5 1400則搭配Wraith Stealth散熱器,如果你不認識這三個散熱器的話可看下圖:

AMD為Ryzen處理器所準備的三款原裝散熱器

沒配散熱器的Ryzen 5 1600X會用左邊的包裝盒,而其他三個則用右邊的

不帶散熱器的包裝盒明顯薄很多

實際上我們之前曾經用

Ryzen 7 1700

模擬Ryzen 5/Ryzen 3處理器的性能

,但是類比終究是模擬,與真正拿在手上的CPU是不同的,今天我們就要測試Ryzen 5家族裡面最頂級的Ryzen 5 1600X處理器。

Ryzen 5 1600X處理器與國行貼紙

先來複習下AMD Zen架構

銳龍 AMD Ryzen就是在這樣的架構、工藝雙重升級下具備了更高的性能、更低的能耗,Zen處理器主要架構改進如下:

·SMT多執行緒,每個核心可支援2個執行緒

·單個

CPU Complex

配備8MB L3緩存

·容量更大、更統一的L2緩存

·微操作緩存(Micro-op Cache)

·具備2個AES加密單元

·高能效FinFET工藝

此外,包括桌上出版銳龍 AMD Ryzen處理器與第七代APU在內,AMD處理器都會統一到AM4插槽,新一代晶片組會支援領先的USB、 圖形、資料及其他I/O技術。

銳龍 AMD Ryzen所用的Zen架構對於舊的模組化架構的“Bulldozer”推土機架構有了很大的改變,首先是制程重原來FX處理器的32nm,APU的28nm直接跳到了14nm FinFET工藝,更先進的工藝不僅推動性能增長,更重要的是大幅降低了功耗。

性能方面也有質的飛躍,首批上市的銳龍 AMD Ryzen全部都是8核16執行緒器,採用AM4介面,支援雙通道DDR4記憶體,內建PCI-E 3.0控制器,有24條PCI-E line,而且CPU內部還有還有SATA、NVMe、USB 3.0控制器,VRM供電模組也在CPU內部,整合度相當的高。

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,共用8MB L3緩存,每個核心都可以選擇性的附加SMT超執行緒,另外CCX內部的核心是可以單獨關閉的。

基於Zen架構的產品中可以存在多餘一個CCX,其中首批上市的銳龍 AMD Ryzen 7處理器就有兩個CCX,都是8核16執行緒器,CCX之間使用高速Infinity Fabric進行通信,這種模組化設計允許AMD根據需求擴展核心、執行緒和緩存數量,針對消費客戶,伺服器和HPC市場推出不同的產品。

與此同時Infinity Fabric是一個相當靈活的介面/匯流排,這使得AMD能夠快速有效的把複雜的IP產品集成到一個晶片中,利用Infinity Fabric讓CPU核心與系統記憶體和整合在處理器內的記憶體控制器、I/O控制器進行資料交換,並且Infinity Fabric還為Zen架構提供了強大的命令和控制功能,建立了一個敏感的反饋回路,允許即時估計和調整核心電壓、溫度、功耗、時鐘速度等,這個會在下文的AMD SenseMI技術裡面進行詳細解析。

Zen架構改進之性能:單執行緒性能大幅提升

作為AMD重返伺服器市場的籌碼,Zen架構設計的第一個重點就是性能提升,為此AMD針對Zen內核做了如下改動:

·增強了分支預測單元選擇正確指令的能力

·為了提高操作發射效率,增加了微操作緩存

·指令調度視窗增加了75%

·發射頻寬及執行單元資源提升50%

最終的結果就是指令級並行設計大幅提升了單執行緒性能。

其實AMD一直在對推土機架構進行改進,然而每次升級提升都不大,全新的Zen架構是一大進步,原本預計Zen處理器的IPC(每運算速度)相比Excavator挖掘機架構提升40%

然而實際上AMD十分賣力,不僅僅是完成目標,而且Zen核心以52%每時鐘週期指令數提升超越了預期目標。

Zen架構改進之吞吐率:SMT多執行緒回歸

為了提高處理器的吞吐率(生產能力),AMD做了如下改進:

·支持SMT多執行緒

AMD的推土機採用的是物理多核模組化設計,雖然理念很好,但是現實很殘酷,最終性能表現不盡如人意,因此在Zen架構上AMD回歸了傳統的SMT同步多執行緒架構,每個核心支持2個執行緒,類似Intel的HT超執行緒技術,但雙方的實現方式肯定不一樣。

·高頻寬、低延遲緩存系統

緩存系統重新設計,AMD顯著增強了預讀器性能,L2緩存容量提升到512KB,8-Way陣列,L1指令緩存64KB,4-Way陣列,L1數據緩存32KB,8-Way陣列,另外還有8MB L3緩存,最終每個核心的緩存頻寬是之前的5倍,大大提高了吞吐率。

緩存結構

Zen處理器架構改進之能效:

AMD SenseMI技術

Pure Power精確功耗控制

利用Infinity Fabric匯流排,銳龍 AMD Ryzen處理器內部和主機板上有超過100個嵌入式感測器,可以即時監控系統運行狀態,包括環境溫度,頻率和電壓等,即時快速回饋各部位的,實現精細微調控。

Zen架構內的VRM調壓模組名為“Low Drop-Out Lineat”簡稱LDO,其實作用和Intel在Haswell處理器內部整合FIVR模組類似,配合感測器它可以讓每個內核的供電管理會更佳精細化,直接好處就是電壓波紋更低,能效更高,並且讓主機板上的供電電路要求大大降低,而且AMD的LDO比Intel的FIVE小巧並簡單得多,發熱與自身損耗也更小,LDO的平均轉換效率是95%而FIVE的轉換效率則是90%。

控制器根據資料即時動態調節電壓和頻率,在滿足性能需求的同時,保持最小能耗運行。

Precision Boost精准頻率提升

有了眾多的感測器與LDO調壓模組,就能做到精確功耗控制的操控系統串列工作,從而優化性能,能做到在運行中即時調節頻率,無停頓與延時。

以每25MHz為增量的高精度頻率調節,每秒最高達千次

Extended Frequency Range XFR自我調整動態擴頻

XFR是那些帶X後續的銳龍 AMD Ryzen處理器獨有的技術,它其實就像現在顯卡上的Boost功能,讓CPU的頻率最大值能隨散熱方案進行自動調整,散熱方案越好最大值最高,無論是風冷,水冷還是液氮均能自動感應,無需手動操作。

Neural Net Prediction神經網路預測

每個銳龍 AMD Ryzen處理器內部都是一個真正的人工智慧網路,它能夠像人腦一樣工作,自動記錄並模仿使用者過往應用的使用習慣與軟體代碼執行規律,在執行應用之前就進行應用提前做好準備,並選擇最佳的處理路徑,降低運算延遲,提升運算速度。

Smart Prefetch智慧資料預讀

基於神經網路預測,智慧預測未來的資料訪問應用程式碼的位置,通過複雜的學習演算法模型,跟蹤軟體的行為,從而預測應用的要求,預取重要資料到本地緩存,以便於隨時調用,提高計算效率。

測試平臺與說明

我們給Ryzen 5 1600X找來的對比物件是同樣是六核的Core i7-6800K,另外還有Core i7-7700K作為參照物,如果多人想看六核十二執行緒的Ryzen 5 1600X欺負四核四執行緒的Core i5-7600K的話我們會考慮一下。

Ryzen 5 1600X使用微星X370 XPOWER GAMING TITANIUM主機板,而Intel Core i7-6800K則使用微星MSI X99 GAMING PRO CARBON主機板,使用四條8GB的芝奇TRIDENTZ DDR4-3200記憶體,頻率設置為2400MHz,時序14-14-14-35,Intel的X99平臺自然會使用四通道。

顯卡是微星GTX 1080 GAMING X 8G,固態硬碟是閃迪Extreme Pro 240GB與饑餓鯊VX500A 512GB,散熱器是九州風神船長240EX一體式水冷,電源是海韻白金1200W,系統使用Windows 10 build 1607,顯卡驅動是NVIDIA GeForce 378.92。

測試專案包括CPU基礎性能測試、實際應用測試與遊戲性能測試,CPU性能測試用的都是基礎性能測試軟體,實際應用測試是使用PCMark 8的應用程式測試,還有就是Adobe Lightroom批量匯出照片,而遊戲測試包括3DMark Fire Strike/Time Spy基準測試與《文明6》、《GTA 5》、《全境封鎖》、《殺手》四個遊戲,此外還有功耗與溫度的測試,這次就不做同頻測試了,想看Zen同頻對Broadwell-E的話可以翻閱之前的

Ryzen 7 1800X首發評測

性能測試:單核性能居然比Core i7-6800K強

基礎性能測試

其實之前測試Ryzen處理器時它的單核性能是一直不如Intel的,不過Ryzen 5 1600X的單執行緒性能反而比Core i7-6800K強,而多執行緒性能測試則落敗了,其中的奧秘在他的頻率上。

Ryzen 5 1600X在運行單執行緒測試時頻率大多數都會維持在4.1GHz,運氣好的話還可以看到4.17GHz,但是時不時會降到3.7GHz,調用兩個物理核心測試時也可以保持短時間雙核運行4.1GHz,不過絕大多數是一個4.1GHz另一個3.7GHz,更有時兩個都只有3.7GHz,4核心以上的負載時就基本都穩定在3.7GHz不會變動。

也就是說運行單執行緒測試Ryzen 5 1600X是以4.1GHz甚至4.17GHz的頻率對3.8GHz的Core i7-6800K的,兩者的頻率差距太大所以就有了這個結果,到了多執行緒測試時Ryzen 5 1600X只有3.7GHz而Core i7-6800K則是3.5GHz,頻率差距縮小再加上部分多執行緒測試對記憶體頻寬有一定要求,所以這時Ryzen 5 1600X就會處於下風。

對比Core i7-7700K的話,它的主頻實在是太高了,所以單執行緒性能領先相當多,多執行緒能力則和Ryzen 5 1600X差不多。

辦公應用測試

辦公應用方面Office三件套Ryzen 5 1600X的表現都不如Core i7-6800K,Photoshop的測試也落敗了,不過After Effects與Lightroom的表現則比Core i7-6800K強一些,具體的測試方面比較占篇幅這裡就不說了,有興趣瞭解的朋友可以翻閱之前的

評測

遊戲性能測試

遊戲測試上Ryzen就一直沒好過,主頻高的Core i7-7700K還那麼無敵,說到底是現在的遊戲對AMD的新處理器的優化不好,不過現在已經有不少遊戲打了補丁優化Ryzen處理器的表現了,期待它以後的發展吧。

溫度與功耗測試

溫度與功耗測負載分別是用Edge流覽器來播放線上1080p視頻和AIDA64穩定性測試裡面的FPU測試,散熱器是九州風神船長240EX一體式水冷,風扇設置成全速的1400RPM。

現在最新版本的AIDA 64已經能直接看到Ryzen處理器的核心溫度了,然而Ryzen 5 1600X的TDP是95W,根據我們的測試它與Ryzen 7 1800X與Ryzen 7 1700X一樣被AMD設置了+20℃的溫度偏移,所以用AIDA 64看到的溫度是虛高的,實際溫度要-20℃,而AMD的官方超頻軟體Ryzen Master在升級到V1.0.1版本後已經修復了這個問題,在那個軟體裡看到的是CPU內核的真實溫度。

溫度測試

Ryzen 5 1600X的待機頻率是2.1GHz電壓0.464V,待機頻率偏高不過電壓很低,此時溫度只有25℃和Core i7-6800K差不多;線上播放視頻時Ryzen 5 1600X的頻率在2.1GHz到4.1GHz之間波動,電壓也在0.8V到1.408V之間變動,CPU溫度升高到35℃,較Core i7-6800K高出不少,原因看下面的功耗測試就知道了,Ryz en 5 1600X播放線上視頻時的功耗增幅較Core i7-6800K大,而且25℃加溫到35℃所需的能量並不是很多,所以兩個CPU在播放線上視頻時溫度差了10℃;用AIDA64的FPU測試來負載的話Ryzen 5 1600X的頻率會固定在3.7GHz,電壓為1.224V,此時溫度為50℃,和Core i7-6800K一樣。

功耗測試

從測試Ryzen 7 1800X時我們就發現Ryzen的功耗表現相當優秀,Ryzen 5 1600X對比Core i7-6800K的功耗確實更低,無論在那種狀態下。

Ryzen 5 1600X超頻教程

根據我長時間的摸索,發現我們手頭上的這顆Ryzen 5 1600X是可以穩定超到4.1GHz的,只不過所需電壓相當高,要1.512V才可以穩定,這個電壓確實比較嚇人,不過CPU負載時的溫度還可以接受,運行AIDA 64 FPU測試10分鐘後核心溫度大約在85℃附近。

隨後我們把Ryzen 5 1600X的頻率從3.7GHz慢慢的提升到4.1GHz,並記錄下每個頻率所需的電壓以及此時的功耗溫度,注意這個電壓只能做個參考,畢竟每個CPU的體質不一樣,所用的主機板也會有影響。

我們這顆Ryzen 5 1600X在預設電壓設置下Boost到3.7GHz電壓是會到1.224V的,不過經過慢慢探索,其實電壓在1.128V就可以穩定3.7GHz,超到4.0GHz也只需加壓到1.328V,體質比之前的Ryzen 7 1700好不少,之前它超到4.0GHz要把電壓加到1.446V,不過Ryzen 5 1600X從4.0GHz超到4.1GHz就要加很多電壓了,功耗也立即增加了很多。

就我們手頭上這顆Ryzen 5 1600X來說長期穩定4.0GHz使用是沒問題的,電壓不算高,功耗也就加了40W,但是我們不清楚是否大多數Ryzen 5 1600X都能這樣做,不過可以肯定的是4.1GHz那個電壓是絕對無法長期用的。

Ryzen 5來了Intel還可以繼續淡定嗎?

就性能來說Ryzen 5 1600X對Core i7-6800K沒太大優勢,然而這並不是重點,只要前者的性能能貼近後者就是勝利,因為Ryzen 5 1600X的價格只需1999元,而Core i7-6800K的價格高達3399元,根本不是同一個價位的東西,以2/3的價格就能達到相近的性能,是一款性價比極高的六核處理器。

從Ryzen 5 1600X的價格來看競爭對手其實應該是Core i7-7700(2349元)和Core i5-7600K(1799元),對Core i7-7700來說Ryzen 5 1600X多它兩個物理核心,而對後者就不是單純多兩個核心這麼簡單了,是12執行緒對4執行緒,多執行緒性能肯定是壓倒性的優勢。

整個Ryzen 5系列對Intel這個Core i5家族的壓力是相當大的,那個不鎖頻的Core i5-7600K還能用超頻後極高的主頻進行抵抗,畢竟Intel處理器的超頻能力是現在AMD無法媲美的,但是下面那些鎖了倍頻的產品就很尷尬了,AMD發佈Ryzen 7後Intel絲毫未動,現在Ryzen 5來了他還可以這樣淡定嗎?

看完此篇評測有何感觸,不妨與小超哥weixn:9501417(長按複製)具體談談,還想瞭解其他性能資訊或需要測試其他哪方面請與我們小超哥提具體需求~