AMD鋭龍5000系列處理器解析：工藝不變+緩存大增

Zen架構的成功讓AMD回到正軌，Zen架構的不斷迭代，則讓處理器的IPC、綜合性能得到大幅提升。採用Zen 3架構的新一代鋭龍5000系列處理器在10月9日凌晨發佈，新處理器的IPC性能大漲19%、遊戲性能提升26%，超過同級別競品。那麼Zen 3架構有哪些改變，讓IPC性能得到大幅提升。 

  工藝節點

  台積電的7nm工藝共有三種，分別是第一代7nm(N7)、7nm+(N7P)和7nm+ EUV，三種7nm工藝的差別並不大。之所以推出3中7nm工藝，台積電方面是出於保證進度的考慮。7nm+是7nm工藝的增強版，兩者完全兼容，只是N7P提升7%的性能、降低10%功耗;使用EUV工藝的則是7nm+ EUV，引入EUV光刻機進一步提升性能和降低功耗。 

  AMD的鋭龍3000、鋭龍4000 APU均採用第一代7nm工藝。但新一代鋭龍5000系列的工藝製程表述並不明確，外界尚未清楚AMD究竟採用哪種7nm工藝，AMD是否真的如傳聞那樣在Zen 3架構上升級到增強版的N7+工藝？

  在早期流傳的路線圖上，Zen3上標註採用7nm+，傳聞還會使用EUV工藝。但2020年3月的財務分析師大會後，AMD官方修改相關工藝的細節，其中Zen3和將在10月28日發佈的RDNA2都變成7nm工藝。

  外媒向AMD求證，官方表示鋭龍5000系列處理器使用與鋭龍3000XT系列相同的工藝，並不是傳聞中的7nm+，而是更成熟的7nm。換句話説，AMD鋭龍5000和Zen3架構產品將採用進一步改良的7nm工藝，而非傳説中的7nm+工藝。

  對AMD來説，更成熟的7nm工藝能夠將現有資源最大化，畢竟N7P工藝的代工價格更高，在性能和功耗提升沒有達到預期的情況下，使用7nm會更穩妥。

  晶圓核心設計

  Zen3架構的鋭龍5000系列處理首發了四款產品，分別是16核心的鋭龍9 5950X、12核心的鋭龍9 5900X、8核心的鋭龍7 5800X、6核心的鋭龍5 5600X。鋭龍5000系列繼續採用chiplet小芯片設計，每顆CCD繼續包含8個物理核心。 

  鋭龍5000系列處理器內部均封裝一顆I/O Die(12nm工藝)，鋭龍9 5950X和鋭龍9 5900X則是兩顆CCD Die，後者屏蔽4個核心;鋭龍7 5800X和鋭龍5 5600X則是一顆CCD Die，後者屏蔽2個核心。

  隨着架構的升級，Zen 3核心的內部設計也被AMD重構。 

  Zen 2架構的每個CCD中均分為兩個CCX模塊，每個CCX模塊有4個對應16MB三級緩存的核心，兩個CCX模塊互相獨立，每四個核心只能對應16MB三級緩存，造成緩存的利用率偏低。

  從AMD公佈的鋭龍9 3900X的結構示意圖可以看到，8個核心完整的對應32MB三級緩存，每個核心均能訪問完整的32MB三級緩存，讓三級緩存的利用率和效率得到大幅提升。

  在核心屏蔽方面，Zen 3和Zen 2同樣存在不同。鋭龍9 3900X通過屏蔽每個CCX中的一個核心，得到擁有12核、64MB三級緩存的封裝，每3個核心共享16MB。 

  但鋭龍9 5900X就沒有那麼嚴格的需求，只要在整個CCD芯片裏屏蔽兩個核心，完全不影響各個核心共享32MB三級緩存。更重要的是，AMD無需再考慮核心性能和緩存平衡問題，只要將每個CCD裏兩個最差的核心屏蔽，從而得到性能、穩定性更出色的產品。

  通過重新設計，AMD讓Zen 3架構鋭龍5000系列的IPC理論性能提升19%。雖然鋭龍9 5900X的頻率從鋭龍9 3900X的3.8GHz調低至3.7GHz，但最高加速頻率從4.6GHz提高到4.8GHz。

  向下兼容主板 

  鋭龍5000系列處理器將繼續沿用AM4接口，但AMD並沒有公佈新主板系列，鋭龍5000還可以繼續搭配500系列芯片組使用，AMD已經承諾為500系列芯片組推送新版BIOS，2021年1月月還將為400系列芯片組提供5000系列CPU的支持。 

  寫在最後：隨着Zen 3架構和鋭龍5000系列處理器的發佈，AMD處理器單核性能孱弱的問題得到完美解決，但售價並不便宜，起碼首發階段的性價比並不算高。但AMD定價的彈性空間相當充足，在產能和出貨達到一定程度後，其性價比也將不斷提高。新處理器繼續兼容400系列、500系列芯片，能讓玩家享受到相對低廉的升級成本，也讓鋭龍5000擁有更高的性價比。