AMD锐龙7 5800X3D评测:全新96M三级缓存架构 重挫12900K?

在ComputeX 2021的台北电脑展上,AMD首次向大家展示了基于3D V-Cache打造的一颗魔改版锐龙9 5900X。为了提升处理器的三级缓存,AMD在这颗锐龙9 5900X的每个CCD中(该处理器拥有2个CCD)各加入了64MB的三级缓存。使得锐龙9 5900X的三级缓存达到了惊人的2*96MB=192MB(每个CCD原本有32MB缓存)。

时隔近1年的时间,AMD终于在近期正式发布了首个基于3D V-Cache打造的量产型处理器——AMD 锐龙7 5800X3D。与锐龙9 5900X和锐龙9 5950X不同,该处理器基于锐龙7 5800X改进而来,因此这是一颗仅有一个CCD的 Zen3架构处理器。

那么,这颗锐龙7 5800X3D处理器又会给我们带来怎样的惊喜?它玩游戏的表现又如何?就让我们一起来看一下吧!

需要注意的是,这颗5800X3D处理器仍然属于AMD 锐龙7系列。

因此,本次评测中我们会加入它的前身——AMD 锐龙7 5800X以及它的哥哥AMD锐龙9 5900X还有竞品Intel Core i9-12900K这三款处理器作为对比。

整体测试分别为基准测试与游戏性能两个部分,不过由于这颗锐龙7 5800X3D主要面向的是游戏性能优化,所以测试会以游戏为主。

产品架构解析:

在开始讨论5800X3D之前,我们需要弄清楚这颗处理器较以往的锐龙7 5000系列处理器有了怎样的改变?

直观的讲就是增加了三级缓存的大小,由原本锐龙7 5800X的32MB L3缓存。提升到了96MB L3缓存。

为什么是三级缓存的变化?

要知道,作为CPU与内存之间沟通的桥梁,缓存非常重要的作用,无疑,缓存容量的提升可以让处理器的性能大幅提升的。

目前处理器的缓存分为L1、L2和L3三种,不过三种缓存在处理器的位置并不相同。其中L1和L2缓存位于CPU核心的内部,属于每个核心独享的缓存。L3缓存则位于核心的外部,属于多个核心共享的缓存。

显然,相比在核心内部动刀,在核心外部做出调整相对来讲会容易一些。

所以,AMD就是通过增加三级缓存的方式,在锐龙7 5800处理器架构的基础上做出了改进。诞生了本文的主角锐龙7 5800X3D。

对此,我们列出了一个表格,以便大家对这款处理器以及“哥哥”和“弟弟”之间的参数区别有一个大致的了解。

需要指出的是,锐龙7 5800X3D的价格在2999元,由于缓存的提升,AMD的锐龙处理器算是第二次加价了。

首次是在锐龙5 5600X,当时锐龙5 3600X的三级缓存为16MB*2。AMD在进入Zen3架构时由于将一个CCD里边2个CCX整合到了一起(5000系列单CCD内只有1个CCX了)。所以5600X的三级缓存则是32MB(16MB*2和32MB之间的关系是核心之间能否共享L3缓存)。由此处理器的价格进行了提升。

而这次5800X3D则是由原本的32MB直接升级成了96MB,所以价格也相应的提升了许多。

两款处理器最直观的感受就是三级缓存大小的提升,由32MB升级成96MB,此外则是频率方面上的变化。

锐龙7 5800X3D基础频率3.4GHz、最大频率4.5GHz。

锐龙7 5800X基础频率3.8GHz、最大频率4.7GHz。

相比之下,锐龙7 5800X3D基础频率较锐龙7 5800X降低了0.4GHz、最大频率降低了0.2GHz。

在讲锐龙7 5800X3D之前,我们需要弄懂现在的锐龙7 5800X是怎样的?

首先,锐龙7 5800X处理器只有一个CCD(核心Die)和一个I/O Die。该CCD里边共有8颗处理器核心,8个核心分别独享自己的L1和L2缓存,共享32MB的L3缓存。

而AMD的锐龙7 5800X3D在缓存方面同样采用了台积电的7nm工艺,经由改进过后的缓存方案,在原本32MB的基础上额外拥有了64MB的容量扩展。

同时,AMD优化了结构性的调整,现在的5800X3D用结构硅片来支撑核心和缓存的堆叠。

让核心与缓存都能够得到更好的散热性能。

通过上边图片可以看出来现在的结构,核心在底部,缓存则是在中间,为了填补里边的空隙。

5800X3D在缓存的左右两边填充了结构硅片。除了增加整体结构稳定性之外,还可以起到辅助散热的作用。

测试处理器外观及测试设置:


锐龙7 5800X3D

AMD锐龙7 5800X3D处理器,属于AMD锐龙7 5000系列。


左:锐龙7 5800X3D 右:锐龙7 5800X

此次锐龙7 5800X3D不仅仅是增加L3缓存这一点,AMD对内部结构也进行了优化,所以,锐龙7 5800X3D整体的核心Die在高度方面没有任何变化,封装与锐龙7 5800X一样。


左:锐龙7 5800X3D 右:锐龙7 5800X

两款处理器的背面。

BIOS设置介绍:

在三款AMD处理器的BIOS设置方面,我们统一将OC Explore Mode设置为Expert模式。

内存A-XMP开启,频率设置为DDR4-4000MHz,时序为16-19-19-39。

同时,FCLK频率设置为2000MHz,设置UCLK=MEMCLK模式(即1:1模式)。

AMD则是开启PBO2,三款处理器的PBO2设置如上图所示。

而在Intel方面,散热器设置为水冷模式,内存开启X.M.P.(DDR5-5200MHz 40-40-40-79)。其它均不做任何调整。

测试平台及测试项目介绍:

整体测试平台如上图所示,在测试时AMD和Intel分别使用两套平台,测试系统均手动更新至最新,NVIDIA驱动版本为512.59WHQL。

测试项目分为基准测试和游戏性能测试两个方面,不过由于该处理器定位游戏,所以我们测试仍以游戏为主。

两套平台内存设置如上图所示,AMD内存频率为DDR4-4000MHz,物理频率2000MHz开启1:1模式。

Intel内存频率为DDR5-5200MHz,开启Gear2模式。

测试使用的显卡为七彩虹的iGame GeForce RTX 3090 Ti Neptune OC 24G又叫水神。

该卡支持一键超频功能,一键可超频至boost频率1905MHz。

在供电方面,显卡采用了标准的18+3相供电设计,核心供电18相、显存3相。显卡自带一个240mm的一体式水冷散热器,能够为核心部件带来更好的散热环境。

测试使用的硬盘是来自Kingston FURY的Renegade PCIe 4.0 NVMe M.2 SSD(又称叛逆者),这是一款容量为4TB,支持PCIe Gen4协议的NVMe M.2固态硬盘,采用了3D TLC NAND颗粒及Phison E18主控,其连续写入速度可达7300MB/s,连续写入速度则是6000MB/s。算是目前最大容量的M.2固态硬盘了,其质保时长为5年或4.0PBW。

由于使用了高性能的RTX 3090 Ti水神显卡,为了保证整体平台的供电稳定性,本次测试我们使用了德商德静界的PURE POWER FM 1000W这款额定功率为1000W的80Plus金牌电源,该电源支持双路12V输出,其中主要为主板及CPU供电的接口为12V1——46A,主要为显卡供电的接口为12V1——42A,该电源能够为系统提供更加纯净,充足的供电性能。

由于测试主要是CPU的性能对比,为了保证散热效能让CPU有一个稳定运行的环境,我们使用了德商德静界的be quiet PURE LOOP 360一体式水冷,该水冷为双层包裹水泵设计,可以使水泵的运行更加的静音,同时搭配专门配备的3个120mm水波纹风扇,可以在提高风量的同时,极大降低风阻。

CPU基准性能测试:


《CPU-Z》17.01.64版本Benchmark 单线程测试结果


《CPU-Z》17.01.64版本Benchmark多线程测试结果


SuperPI Mod 1M单线程计算用时(越小越好)


wPrime单线程32M计算用时(越小越好)


wPrime多线程1024M计算用时(越小越好)


Cinebench R23单线程渲染性能得分


Cinebench R23多线程渲染性能得分


《PCMark10》Extended综合性能得分

3DMark基准性能测试:


《3DMark》CPU Profile 单线程处理器性能得分


《3DMark》CPU Profile最大线程处理器性能得分


《3DMark》Time Spy Extreme DX12,4K CPU性能得分


《3DMark》Time Spy DX12,2K CPU性能得分


《3DMark》Fire Strike Ultra DX11,4K 物理性能得分


《3DMark》Fire Strike Extreme DX11,2K 物理性能得分

游戏性能测试对比(一):


《看门狗:军团》最高画质游戏性能测试结果对比


《刺客信条:英灵殿》极高画质游戏性能测试结果对比


《孤岛惊魂6》极高画质游戏性能测试结果对比


《全境封锁2》极高画质游戏性能测试结果对比


《彩虹六号:围攻》超高画质游戏性能测试结果对比

游戏性能测试对比(二):


《幽灵行动:断点》终极画质游戏性能测试结果对比


《古墓丽影:暗影》最高画质游戏性能测试结果对比


《地平线:零之曙光》终极质量画质游戏性能测试结果对比


《中土世界:战争之影》极高画质游戏性能测试结果对比


《无主之地3》恶棍画质游戏性能测试结果对比

游戏性能测试对比(三):


《奇异小队》超级画质游戏性能测试结果对比


《荒野大镖客:救赎2》注重质量画质游戏性能测试结果对比


《神陨》史诗画质游戏性能测试结果对比


《光明记忆:无限》极高画质Benchmark性能测试结果对比


《边境》Benchmark 极端画质性能测试结果对比

工况测试及总结:

在最后,我们还是使用AIDA64单烤FPU的方式对这款处理器进行了工况测试。

测试时间在70分钟左右,此时CPU的主频变成了4.15GHz左右,CPU的温度来到了90摄氏度。此时CPU的功耗为110.83W,整体平台功耗为218.7W(仅CPU满载)。

我们同样对前边的游戏成绩做了一份表格,以便大家对这款处理器的游戏性能有个直观的认识。并且我们以锐龙7 5800X3D处理器看做100%性能,其它处理器与该产品的差距可以直观地感受出来。

由于测试均采用Benchmark程序对比的结果,所以可复测性还是比较大的。

通过结果来看,这款处理器的虽然在基准测试方面并不算太过突出。但是在游戏性能上的提升还是蛮大的。

可以看到,即使是与Intel的酷睿i9-12900K相比,这款处理器在15款游戏中,比对方也高了近5%左右。

严格意义上讲,这次的锐龙7 5800X3D处理器算是AMD对3D V-Cache的一次全新尝试,是AMD首次尝试在原有的基础上对三级缓存进行扩容、提升。是处理器与内存交互的吞吐量变得更大,更效率。

在这项技术成熟之后,可以预见的,AMD会对自家的处理器进行进一步的调整。使其未来推出的产品都会配备大容量三级缓存,以此来提升处理器的游戏性能。

最后,我们同样列出了AMD及Intel主要硬件的价格对比表,由于AMD锐龙75800X3D处理器并没有集成显卡,所以Intel方面对比的是同样不带核显的酷睿i9-12900KF处理器(价格均参考京东商城)。

在不考虑超频的情况下,AMD平台方面仅选择B550芯片组即可,整套下来搭配DDR4内存只要5137元。而在Intel方面,由于处理器选择了i9-12900KF这样顶级产品,我们还是推荐使用DDR5的内存,好在内存的价格已经降下来了,但是由于Intel需要选择价格较高的Z690芯片组原因,全套下来需要8378元,两者差价3241元。

可以看到,如果选择现在装机,且定位是游戏的话,在高端处理器中做出选择,无论在游戏性能、DDR4更为成熟还是价格方面,锐龙7 5800X3D都要比友商的酷睿i9-12900KF更有优势。而如果并不着急攒机的话,我反而更加期待3D V-Cache在后期AMD新处理器上边的表现。

毕竟Zen4架构也要来了,全新平台的升级,AMD肯定会带来更多的“黑科技”,届时新一代处理器又会给大家带来怎样的表现?让我们拭目以待吧!

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