Ryzen9000处理器如何提升能效

当AMD上个月在Computex2024上正式发布Ryzen9000系列处理器时，我感到惊讶的并不是公告本身——AMD将推出新的台式机处理器已经是公开的秘密——而是它最早将于本月(7月)推出。比我们许多人预期的要早得多。

在最近于洛杉矶举行的Zen5科技日上，AMD与HardwareZone等指定媒体成员深入探讨了其即将推出的Zen5架构-这是AMD第五代ZenCPU架构，为其用于台式机、移动设备和服务器的下一代处理器提供支持，包括Ryzen9000系列和专注于移动领域的RyzenAI300处理器。

我亲眼见证了全新的Zen5架构，它有望带来重大飞跃。AMD首席技术官MarkPapermaster表示，Zen5是一次基础性转变，与最初的Zen架构非常相似。这不仅仅是营销噱头，背后确实存在一些实质性变化。

最突出的改进之一是具有双解码管道的新分支预测系统。AMD表示，这一增强功能提高了分支预测引擎的吞吐量，减少了延迟并提高了准确性。AMD还将调度和执行引擎的数量扩展到8个宽的设计，使处理器能够在每个时钟周期处理更多指令。

为了支持这一性能提升，AMD增加了整个处理器的带宽。L1缓存的最大带宽增加了一倍，包括每个内核中的FPU(浮点单元)。此外，内核现在拥有六个算术逻辑单元(ALU)，而之前只有四个。这些增强功能使每时钟指令数(IPC)增加了16%。对于我们这些深入研究CPU架构的人来说，这是令人兴奋的事情。

一个特别有趣的变化是AVX指令的新512位数据路径。以前，AMD通过两个256位路径支持AVX-512，但现在它被精简为单个512位路径。AMD和英特尔处理器之间正在进行的争论之一就是围绕AVX-512支持。通俗地说，这意味着更高效的处理能力。有趣的是，英特尔在其RaptorLake和MeteorLake处理器上明显省略了AVX-512，而且我们不太可能在即将推出的ArrowLake台式机上看到它。

说到英特尔：在为期两天的发布会上，AMD毫不避讳地展示了与英特尔第14代CPU的性能对比。例如，16核旗舰Ryzen99950X在CinebenchR23中比Ryzen97950X性能提升了15%，比英特尔酷睿i9-14900K性能提升了13%。AMD声称在CinebenchR24中，其性能比i9-14900K提升了21%。这些数字很有希望，但我将留待自己测试新CPU后再做最终判断。

再往下看，中端类别的6核Ryzen59600X引起了我的注意。AMD表示，与英特尔的同类产品Corei5-14600K相比，Handbrake的性能提升高达94%。这是非常大胆的说法，看看这款处理器在我们的基准测试中的表现会很有趣。AMD还表示，与i5-14600K相比，9600X在游戏中的性能提升范围从Hitman3中的5%到Horizo​​nZeroDawn中的29%。

即使是8核Ryzen79700X和12核Ryzen99900X也显示出显著的生产力提升，比英特尔同类产品快10%到20%。游戏性能改进也一直保持一致，尤其是在《地平线：零之曙光》等游戏中。

但可以说，Zen5处理器还有更令人印象深刻的地方：其能源效率。

AMD继续与台积电合作制造，但对于Zen5系列，他们从Zen4中使用的5nm和6nm工艺转向更新的3nm和4nm工艺。在Zen4中，CPU核心采用5nm工艺制造，而I/O(包括AMDRadeonIGP(集成显卡)、PCIExpress5.0控制器和内存控制器)则采用6nm工艺制造。在发布会上，AMD并未确认Zen5处理器核心是否将采用3nm工艺制造，I/O是否采用4nm工艺制造，但由于I/O架构保持不变，因此可以假设它将与Zen4的设置相似。毕竟，这也是一个经过尝试和验证的设计。

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