AMD第三代锐龙真旗舰平台评测,远不止7nm与12核这么简单

2019-09-24 17:26:09 37点赞 69收藏 34评论
  • AMD全面崛起,新Ryzen携手新Radeon降临

 差不多一个月以前,我们三易生活有幸受邀参与了AMD在洛杉矶举办的“NEXT HORIZON GAMING”活动,在那场为期数天的盛会中,我们有幸成为了全世界第一批与全新的AMD第三代Ryzen桌面处理器、Radeon RX5700系列显卡亲密接触的媒体之一。在那个时候,我们怀着激动的心情为大家奉上了第三代Ryzen桌面处理器、 Radeon RX5700系列显卡的技术详解,既让不少期待着2019年AMD全新“大杀器”组合的朋友们着实兴奋了一把,也令很多人第一次知晓了AMD这些年是如何顶住压力,是如何坚持自身研发路线一直努力下来的。

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当然,作为一家老牌IT厂商,AMD的奋斗之路已然是一个横跨半世纪的传奇故事。但对于消费者来说,更关心的显然是全新一的平台是否真能如此前种种曝光的消息那样性能和功耗均令人兴奋。好在,这一次我们三易生活同样没有令人失望:全新的AMD X570主板、第三代Ryzen桌面处理器、全新架构的Radeon RX5700系列显卡、还有PCIE 4.0加持的NVME SSD……这一次,我们奉上的不是一款CPU、一款显卡的性能评测,而是足足两套AMD全新平台的综合体验,相信能让关心它们的朋友看个过瘾。

  • 全新的X570平台:AMD亲自操刀,PCIE4.0是最大亮点

由于本次测试同时涉及到主板、CPU、显卡、SSD甚至是内存等多方面的换代升级,再加上两套不同定位的平台测试量巨大,为了能够让读者朋友们更顺利地找到自己想要的信息,本次我们会将具体的评测拆分为三个篇章。具体来说,分别是对新平台的技术剖析、3900X+5700XT高端平台的性能实测,以及3700X+5700甜品级平台的性能实测三部分。

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首先,相信不少朋友已经知道,本次的第三代锐龙桌面平台理所当然地升级了全新的X570芯片组。和过往的X370、X470相比,X570这一次最大的不同在于它不再由和硕研发和代工,而是Ryzen系列第一块由AMD自主开发的全新芯片组。

 

为什么AMD要重新接手X570的开发?从目前有限的信息来看,最大的可能性在于新芯片组加入了不少最新的技术特性,这使得它的复杂度相比前两代来说是大大提升了。

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比如说,X570全球首发了全新的PCIE 4.0规范,其理论带宽可达31.5Gbps,是上一代PCIE 3.0的两倍。可不要小看这一改变,要知道,在PCIE4.0规范商用之前,主流级的台式机平台一般只能给显卡留出×16的PCIE3.0带宽余量,这意味着虽然理论上主流平台也可以使用双卡配置,但那样一来,每块显卡所分得的数据带宽就只剩下越8Gbps,已然构成了性能瓶颈。而升级到PCIE 4.0之后,就算是拆分成两条,每条PCIE 4.0 ×8的有效带宽依然相当于原来的满速PCIE 3.0×16——主流平台的双卡性能瓶颈问题就迎刃而解了。当然,就算不使用双卡,PCIE 4.0也能给未来的4K 120Hz甚至是8K渲染留出足够的带宽冗余,同时有助于万兆网卡、NVME RAID卡等带宽大户在家用级平台上的快速普及。事实上,我们这一次所测试的两款X570主板就已经齐齐标配了2.5Gbps有线网卡和2.4Gbps的无线网卡——在它们的背后,更大的PCIE带宽当然功不可没。

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我们收到的基于群联E16主控的PCIE 4.0 NVME SSD

 

除了更强的板卡扩展能力, X570芯片组这一次在存储配置上也可以说是大幅跃进:首先,它成为了世界首款支持PCIE 4.0 SSD的主板芯片组。这意味着X570理论上无需SSD阵列就能达到接近5000MB/s的SSD磁盘性能,无论是对于狂热的游戏玩家还是对于重负载创作者来说,这都将大大缩减载入等待时间。其次,X570原生支持多达12个SATA3接口和多达10个原生USB 3.1Gen2(10Gbps)接口——只要主板厂商愿意,X570主板上的所有USB接口都可以是10Gbps的SuperSpeed+规格的。

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最后,可能有的朋友已经知道了,本次AMD在更新X570主板时,并没有更换CPU接口。这似乎“明示”着新平台与老处理器或老平台与新处理器之间的兼容性。但是,从AMD官网所透露的信息来看,X570平台是不能支持初代Ryzen桌面版处理器(也就是1000系,比如1700、1800X等)的,也不支持初代Ryzen APU(2200G、2400G等)。但它可以向下兼容第二代的Ryzen桌面版处理器(比如2700X)、也当然可以使用最新发布的第二代Ryzen APU(3600G、3400G)。

 

与此对应的是,目前已经有一部分X470、B450主板通过BIOS升级支持了第三代Ryzen桌面版处理器,但需要提醒的是,将新CPU用在400系主板上,将会导致PCIE 4.0带宽不可用。且从X570当前已发布的主板设计来看,新一代的CPU对于主板供电的要求较高,普遍需要8+4pin甚至双8pin CPU供电,因此如果打算用老平台直接换新U的朋友,我们三易生活不建议使用定位太低的400系主板、也提醒大家关注自己所使用的电源的CPU供电能力。

  • 关于第三代Ryzen:除了制程之外,你还应该知道这些

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相比起新芯片组、新主板来说,第三代Ryzen处理器显然是要更“吸睛”一些的,毕竟,很多人都已经知道了它们是当前首发的桌面7nm处理器,更带来了非工作站级别PC上首个12核与16核处理器。

 

说实在的,关于第三代Ryzen,我们三易生活在此前的AMD“NEXT HORIZON GAMING”活动之后,已经给出过相当详尽的技术解析。但实际拿到CPU实物并进行测试之后,我们发现还是有一些需要向大家补充说明的信息。

 

比如说,很多朋友可能先入为主地认为,新一代Ryzen处理器的性能提升主要得益于更先进的制程和更高的主频——这种观点其实并不太对。事实上,无论是此前活动中披露的详细技术特征,还是此次我们测试所得的结果都显示,AMD全新设计的Zen 2架构才是性能提升的主要功臣。

和之前两代相比,全新的Zen 2架构最大的改变,就是将CPU的计算核心模块(CCD)和包含内存控制器、PCIE通道控制器、CPU模块间互联控制器等在内的IO模块(cIOD)进行了彻底的分割。

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我们可以用这张今年CES上苏姿丰博士展示的,没有顶盖的三代Ryzen处理器来给大家解释:在基板上,大家可以看到,这款Ryzen处理器拥有两个Die。其中比较小的那一个,就是内含两个CCX、或者说内含八个CPU内核的CCD模块,它采用台积电7nm工艺打造;而比较大的那一个,则是IO模块,它用的是GF的12nm工艺。

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这样做的好处是什么呢?它的首要好处是降低成本:毕竟CPU的IO模块不需要运行在很高的频率下,它们对于制程其实没有那么高要求,分割来用更成熟的制程制造可以有效提升CPU的可靠性。与此同时,这也使得去掉了IO部分的CCD模块结构更为简化,使用最新的7nm制造时核心面积更小,良品率更高——如此一来,工作频率和性价比不就更高了么~

 

当然,敏锐的朋友们可能意识到了,这样一来,CPU核心和内存控制器之间的物理距离必然延长。要知道前两代Ryzen的内存延迟就一直令部分用户介怀,新设计的第三代Ryzen采用“外置”内存控制器,延迟问题要如何解决呢?

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AMD当然很明白其中的利害关系,在第三代Ryzen上,有一大票基础设计改进都是专门针对IPC和内存延迟的。其中包括前几年才刚刚被学界提出的TAGE(TAgged GEometric history length)分支预测器、加倍的L1存取带宽、在L3缓存中划分一部分作为L2的受害者缓存(保存被L2逐出的数据以便重复利用,无需重新到内存中加载)等等。根据此前披露的官方数据,这些设计改进给第三代Ryzen处理器带来了15%的IPC(每时钟周期)性能增长,幅度远大于新制程导致的频率上升。

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除此之外,针对Ryzen处理器之前的内容兼容性和频率短板,全新的第三代Ryzen处理器也经由改进Infinity Fabric位宽(如今它已经是一个512bit的超宽总线)、重新设计内存控制器实现了对超过5000MHz的超高频DDR4内存的支持。要知道上一代的Ryzen处理器内存频率连能不能稳定在3200MHz,都还需要看主板的设计实力——相比之下,如今的进步真的可谓巨大。

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最后必须要提醒大家的是,在AMD和微软的共同努力下,最新的Windows 10 1903更新引入了被称为“拓补感知”的最新优化技术。它将会使得操作系统更倾向于先使用单一CCX内部的四个核心,当四核不够用时再将任务迁移到更多的CCX上(而不是像以往那样平均分配)。这样一来,可以减少CCX之间的核间通信,既能改善内存延迟、也能强化某些游戏应用的性能和兼容性。最值得点赞之处在于,“拓补感知”技术并非第三代Ryzen独享——只要更新了最新的BIOS(BIOS需要支持UEFI CPPC2接口),然后升级到1903或者以后版本的Win10系统,那么即便是前两代的Ryzen也能从新技术中得到性能改善!

  • 剖析Radeon RX5700家族:小身材大能量

如果说,新一代的Ryzen处理器是靠着爆发式的性能提升、12核(目前首发的最高端型号Ryzen 9 3900X)的多线程优势,力压竞争对手的旗舰产品的话。那么与之一同到来的Radeon RX5700显卡家族,就是凭借着深入优化的全新架构、更进一步丰富的驱动功能以及超高的性价比表现,再一次续写了AMD GPU“高能小核心”的传奇故事。

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是的,我们提到了小核心——如果读者们中有AMD老粉丝,可能就会想到Radeon 9500Pro、1950XTX、HD4860或是近年来口碑优秀的RX570D、RX590等经典产品。没有错,比起年初发布的Radeon VII,全新的RX5700家族并没有选择定位旗舰,但也正因为如此,这反而使得它吸引了更多玩家的注意。

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RX5700系列有多小呢?简单来说,在它那富有流动质感的涡轮散热器(仅限RX5700XT和RX5700XT五十周年纪念版)下方,是一个面积仅有251平方毫米的核心。这是什么概念?相比之下,AMD上代的旗舰Vega 64核心面积高达495平方毫米,几乎是RX5700的两倍。不仅如此,即便和本世代的竞争对手NVIDIA GeForce RTX2070(445平方毫米)相比,RX5700都要小了77%之多。

 

然而如果你小看了这颗小核心,那就要吃大亏了:根据AMD此前公布的数据显示,7nm制程、最大2560sp的RX5700系列显卡,绝对性能相比Vega 64却高出了15%,同时功耗下降了23%。而在我们的测试中,在某些极重负载(比如4K全特效)的工况下,这颗“小核心”甚至还能爆发出超过GTX1080Ti的游戏性能!

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RX5700是如何实现这样的“能效神话”的?关于这一点,我们三易生活在此前已经有过非常详细的解释。简单来说的话,首先,得益于7nm制程,RX5700系列这一次的流处理器工作频率得以大幅提升,最高1980Mhz(RX5700XT五十周年纪念版)的水准总算是终结了AMD显卡自GCN时代以来的频率劣势,甚至反超了竞争对手所有的非超频型号的频率上限。

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当然,和CPU的情况一样,制程在RX5700系列的性能提升中也并未占到主导地位,真正重要的因素还是AMD(其实是追溯到ATi时代)迄今为止全新设计的第五代“RDNA”基础图形架构。通过重塑标量单元和矢量单元的数量比,RX5700在64宽度运算下的理论IPC相比GCN时代大幅增长了300%;而全新的双计算单元结构也令它能够更灵活地兼顾游戏和运算两方面的需求。再加上缓存结构、色彩压缩方面的改进,一个最大仅有2560SP,但实际性能却远超同级的“甜品杀手”就这样被塑造了出来。

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对了,最后值得说一下的是,就在本篇评测发布前一天(2019年7月6日),AMD官宣将还处于预售阶段的RX5700系列显卡正式降价,降价幅度从300元到500元不等。在降价之后,RX5700系列的公版最低建议价格已经低于2700元——很显然,这使得它的性价比进一步提升,也吸引了更多目光的关注。

那么,全新的AMD一整套平台究竟性能如何,在使用体验中又有哪些特别之处呢?下面~我们就先来为大家献上Ryzen 3900X+Radeon RX5700XT这套当今最高端的三代锐龙旗舰组合的详细测试。

  • 规则破坏者,降临

说到桌面PC平台,任何一名老玩家都知道,它很早就被人为地划分为了“两个世界”:位于顶端的是被称为HEDT(High-End Desktop)的顶级平台,它们往往使用着来自服务器级别的技术,追求多核心、多显卡互联、超大内存带宽与超强扩展性,基本上就是将所有最好的技术堆在了一起,提供最极致、也最“土豪”的游戏和计算体验。

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而在HEDT之下的,就是我们通常所说的“主流级别”:它们在整体性能定位上与HEDT往往相差甚远,不仅CPU核心数量落于下风,甚至就连主板的扩展性,对多卡互联的支持也不可同日而语。事实上就在前几年,当我们形容某“牙膏厂”新品CPU性能升级幅度总是太小时,指的其实就是这个级别的产品。

 

但是,关注过近两年来PC市场变化的朋友们就知道,自从2017年AMD推出初代Ryzen处理器之后,沉寂了多年的主流桌面平台就如同打了兴奋剂一般重新开始了激烈的市场竞争:四核普及、六核普及、八核CPU来到千元级……说实在的,如果没有AMD,我们实在是难以想象自己还要被迫忍受多久的“牙膏”。而也正是因此,即便是这两年选择了Intel处理器的消费者,只怕也会在心里默默地喊一句“AMD Yes!”

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然而对于AMD来说,他们的雄心壮志显然还不止于此。于是,在强势重返主流市场两年之后,全新的12核Ryzen 9 3900X处理器就此发布。重要的是,这一次它带来的还不仅仅是又多了50%的核心数量与性能,更直接模糊了主流平台与HEDT之间的界限。

  • 规格解析:Ryzen 9规格翻番,5700XT用了Vega FE供电

熟悉AMD这两年产品线的朋友都知道,Ryzen 9的名号最早出现在初代Ryzen对应的HEDT平台,也就是“线程撕裂者”系列中。在那个时候,它代表的是和主流平台Ryzen 7完全不同的设计、完全不同的接口、完全不同的生态系统。

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正如我们在一开始所说到的那样,这一次全新的Ryzen 9 3900X却“改换门庭”,成为了与新一代Ryzen 7、Ryzen 5共享X570主流级平台的旗舰产品。。

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这种变化是如何发生的?看过我们前一篇技术解析的朋友们都已经知道了:关键就在于第三代Ryzen使用的CCD模块设计——单CCD+cIOD,就是八核、六核的基础配置;而双CCD+cIOD,就能实现12核甚至16核的惊人规格了。

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和AMD以往的高端CPU一样,本次Ryzen 9 3900X也是附带了名为“Wraith Prism with RGB LED”的定制下压式散热器。散热器采用四热管直触配置,鳍片细密并预先涂装了硅脂——要提醒一下大家的是,原厂硅脂黏性非常之高,一旦安装上之后,想要拆下来可是有点难度。因此,我们建议如果是喜爱超频的玩家,不如一开始就擦干净换上自己习惯的硅脂,更便于后期折腾。

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看完了CPU,接下来就是本次AMD的另一大杀器:Radeon RX5700XT显卡了。不得不说,这一次AMD的显卡设计团队真的很懂得营造“仪式感”——上下分的展示盒设计、流体理念的金属散热器外壳精致十足。

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当然就像大家知道的那样,RX5700系列本不是高高在上的超旗舰,特别是在7nm制程与小核心设计的支撑下,它的能效比就更为突出。因此虽然我们看到AMD还是毫不吝啬地在公版散热器上,使用了石墨烯导热垫和均热板,甚至于还是沿用了此前Vega FE上的IR35217八相供电设计,但明眼人都看出得出这次RX5700XT的PCB上留下了相当大的余量——这是否在暗示着后续会有更为极致的非公版面世呢?或许发烧玩家们可以期待一下。

  • CPU测试:多核与内存性能均提升,单核光追几近翻番

正式进入测试环节,首先,让我们用最基础的CPU-Z和GPU-Z为平台“验明正身”:

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需要说明的是,我们使用的是开放式的测试平台,散热器为CPU原包装中附带的公版散热器,系统Win 10 1903五月更新版,在室温约24度的室内,启用AMD驱动中自带的电源管理策略后,CPU空载频率在3.800GHz到4.225GHz之间来回变动。

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此时,使用CPU-Z自带的简易性能测试程序,可以看到Ryzen 9 3900X的单核性能已经超越了Intel和AMD两家上一代的HEDT超旗舰,12核心的多核性能甚至也没有落后对手们18核、16核太多。

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分别用CINEBENCH R15与R20测试CPU的多核性能,可以看出这一代大幅提升的单核性能带来的神奇效果:12核的Ryzen 9 3900X性能已经达到了两代前8核Ryzen 7 1700X的两倍,甚至小胜16核的1950X“线程撕裂者”。特别是综合比对3900X、1950X与1700X的得分,我们似乎还能得出另外一个结论:全新的CCD核间互联的效率,相比此前线程撕裂者时代使用的CCX更有着长足的进步。

 

曾经使用过前两代Ryzen平台作为重负载工作用机的朋友可能都还记得,在前两代的Ryzen桌面平台上,内存频率和内存延迟一直是个挺大的槽点。特别是考虑到多核心平台原本就常被用于进行多媒体编辑一类的工作,可此类应用往往又对内存性能十分敏感……因此说内存控制器的表现拖累了前两代Ryzen的实际性能发挥,一点也不为过。

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那么,全新的第三代Ryzen桌面平台在这一点上表现如何呢?为了“考验”Ryzen 9 3900X的内存控制器,我们使用了当前人气很高的芝奇3600“皇家戟”套装,看全新的Ryzen是否能够令它稳定运作。

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可以看到,Ryzen 9 3900X完美地兼容了等效频率高达3600MHz的这套奢华内存,不仅如此,它的内存延迟相比上一代Ryzen 7 2700X(73.1ns)和上上一代Ryzen 7 1800X(83.5ns)更是分别降低了7.9%和23.3%之多,这样连续三代的进步,足可见AMD确实是有正视问题,而且拿出了大量的资源来努力解决它。

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那么,在内存的性能瓶颈得到突破之后,全新一代Ryzen的浮点性能又得到了怎样的助益呢?使用AIDA64的FPU测试,我们可以计算出,排除多核心的因素之后,Ryzen 9 3900X的Sinjulia浮点测试性能相比Ryzen 7 2700X上升了4%,光线追踪性则大涨了89%……很显然,对于那些希望用更实惠的价钱组建图形工作站或高性能游戏平台的用户来说,新一代的Ryzen 9将会是他们的一大福音。

  • GPU测试:2K打平RTX2070,4K下甚至更加高能

相比Ryzen 9 3900X,严格意义上来讲本次的Radeon RX5700XT在市场定位上其实没有那么高——特别是在发布之前刚刚又经历了一轮官降之后,其“超高性价比”的形象就显得更为突出。不过,在此前的发布会上,AMD也曾经强调过全新的Radeon RX5700系列在体验上是基于Vega旗舰的再升级,并将其称之为“最佳2K分辨率游戏显卡”。究竟这种说法是否靠谱?我们用实际测试来说话。

 

首先,让我们先用最基础的3DMARK看看RX5700XT的“硬实力”——正好标准的Time Spy(DX12)和Fire Strike Extreme(DX11)都是基于1440P(2560×1440,也就是2K)分辨率的。

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如果大家在此前有关注过RX5700相关的信息,或许会记得在之前的一些泄露跑分中,RX5700XT的Time Spy得分大致在8500分左右,和RTX2070FE版不相上下。但从我们的实测来看,只能说早期泄露的成绩还不足以反映RX5700XT“全力全开”的水准:9046分的Time Spy最终成绩超过了公版RTX2070,而11647的Fire Strike Extreme得分也意味着RX2700XT的DX11性能同样刚好力压RTX2070——要知道,这一次5700XT的核心面积和售价可是仅有对手的56%和79%呢!

 

当然,眼尖的朋友可能已经注意到了:根据3DMARK的分数体系,RX5700XT的单卡性能已经迈入了4K游戏PC的门槛。那就干脆来测一下它的4K成绩。

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同样是3DMARK,分辨率增长到4K之后,RX5700XT和竞争对手之间的性能对比依旧胶着:Time Spy的DX12 4K得分略低RTX2070的平均水准一点,但Fire Strike Ultra又胜过了一个头……

 

测试继续,这次换用渲染测试软件SUPERPOSITION,它最高支持到8K分辨率,不过考虑到实用性,我们只测试1080P最高画质以及4K两档。

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在这里,有趣的结果出现了——在1080P分辨率下,Radeon RX5700XT性能几乎等同于上一代的Vega64,相比对手仅仅只能和RTX2060持平;但一到了4K分辨率,新架构的效能就突然爆发,不仅远超上代,甚至直接秒杀RTX2070,追平GTX1080Ti,几乎快要相当于RTX2080的水准……

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当然,考虑到RX5700XT本身的定价区间来说,它的目标用户也确实并非那些4K、HDR的极致游戏烧友——能够提供比1080P更精细画质,同时在显示器成本上也更易让人接受的2K 3A大作才是它恰好得心应手的“黄金搭档”。当然~如果各位想要尝试用RX5700XT适配4K游戏和创作平台、甚至是尝试以这块性价比与潜力均极高的新卡组件多卡系统——那或许又会是另外一种有趣的体验吧!

  • 平台整体性能测试与总结:新一代“3A”大发威

讲真,看过我们此前的解析文章之后,大家对于这一代AMD平台的技术优势应该多少都有些了解了——特别是全新一代的PCIE 4.0规范,更是令X570在图形和存储扩展性上达到了同级别前所未有的高度。

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新接口到底有多快?目前来说,配合新一代群联E16主控的PCIE 4.0SSD是最早、也最明显的受益者。正如大家所见,它的单盘测试成绩就已经基本相当于此前两块旗舰级,或三到四块中端PCIE 3.0 NVME SSD阵列的速度了。更何况,单盘本身还有着可靠性上的优势。

 

于是乎,有了性能大幅提升的12核CPU,有了全新架构、潜力巨大的小核高能显卡,有了高频内存和读写速度大涨的SSD,我们手头的这套Ryzen 9 3900X+RX5700XT测试平台会带来怎样惊人的整体性能呢?

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我们使用PCMARK10测试了平台的整体性能,同时将它与PCMARK成绩库中的某台双卡旗舰HEDT平台进行了对比。仔细分析得分,不难看出PCIE 4.0 SSD的超高存储性能给整机生产力带来了极大的助益。特别是在小体积文件的读写、程序的启动速度方面,全新的X570平台配合最新的PCIE 4.0 SSD都实现了前所未有的生产力提升。

 

2007年,AMD提出了一个概念:“3A”平台,意指同时采用AMD CPU、主板与显卡的电脑可以获得更高的可靠性以及性能增益。但是,在那之后的十几年里,除了入门级的APU靠着混合交火功能确实能够在“3A”配置下获得增益之外,高端乃至旗舰级的3A平台反而一直不太被看好。而究其原因,无非就在于曾经的AMD CPU性能并不尽人意,而AMD的主板方案又没有太独特的功能以留住高端用户。

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但是随着如今的三代Ryzen桌面处理器、X570主板以及Radeon RX5700系列显卡登场,有着十几年历史的3A平台,终于迎来了彻底扬眉吐气的时刻:CPU方面,首发12核心的Ryzen 9 3900X已然秒杀对手的主流八核,力战工作站级别的16核、18核产品;主板方面,X570可能是第一个能够在未来的多卡应用中不会成为瓶颈的非发烧级平台,其性价比之高可想而知;而显卡方面,RX5700XT的确不是那种4K超旗舰,但它在2K分辨率下的游戏性能、在部分4K渲染场景中的强大潜力都使得这块小体积、低功耗的新品有着越级的竞争潜力。

 

最为重要的是,得益于全新的、首发的PCIE 4.0规范,如今3A平台在存储性能、重负载渲染能力上,甚至已经具备了无可替代的性能优势,而它那甚至“威胁”到自家老大哥的扩展性和先进技术潜力,更展现出了AMD当前强大的技术自信。


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