AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
AMD Ryzen 9 7900X 處理器(左)與 AMD Ryzen 7 7700X 處理器(右)

AMD 在 8 月底的活動中正式宣布推出新一代的 Ryzen 7000 系列處理器,企圖透過更快的核心時脈與設計,讓玩家或是內容創作者能夠擁有更高效能的運算工具,而陳拔也在 9 月中旬收到了 AMD 寄來的測試品,包括 Ryzen 9 7900X 處理器、Ryzen 7 7700X 處理器各一顆,以及搭配測試的 X670E 晶片組 AM5 平台主機板、支援 EXPO 超頻設定檔的 DDR5 記憶體,至於在 PCIe Gen 5 的 SSD 部分,由於目前廠商並未推出效能穩定的產品,所以就沒有包括在內。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
這次 AMD 官方所提供測試的品項,包括 ROG CROSSHAIR X670E HERO 主機板、Ryzen 7 7700X 處理器一顆、Ryzen 9 7900X 處理器一顆,記憶體部分則是芝奇的 Trident Z5 Neo DDR6000-CL30 32GB 記憶體套組。

不過畢竟這次 Ryzen 7000 系列可說從核心設計、內部配置、到主機板連接插槽、晶片組架構,甚至是搭配的記憶體都大幅更新,在核心效能、主機板設定上都有很大的不同,AMD 也在測試前對編輯舉辦了多場的說明會,闡述了這次 Ryzen 7000 處理器在架構上的改變,所以在看開箱測試前,這次陳拔先帶來 AMD Ryzen 7000 處理器的架構說明。

如果不想看架構說明的同學,也可以直接看效能測試報告,連結在這裡:

Ryzen 9 7900X 處理器開箱實測:AMD Ryzen 9 7900X 處理器開箱實測 時脈大幅提升造就的性能飛躍

Ryzen 7 7700X 處理器開箱實測:AMD Ryzen 7 7700X 處理器開箱實測 遊戲效能與旗艦比肩的性能之作

Ryzen 9 7950X 處理器開箱實測:AMD Ryzen 9 7950X 處理器開箱實測 以多核心高時脈稱王的旗艦效能

AMD Ryzen 7000 處理器核心架構

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
在這次 Zen 4 架構的設計目標部分,主要分成三大項,包括擁有兩倍數的 IPC 效能以及時脈提升、透過加大 L2 快取以及快取效率來降低整體系統延遲,並且增加功耗效率。AMD 簡報時表示這次 Ryzen 7000 系列處理器在執行 1080P 解析度的遊戲時,平均有 20% 的效能提升,至於在內容創作的部分,則是有 45% 的效能提升。另外在 IPC 效能部分,也有 13% 的提升幅度,進步相當顯著。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
這次在雙 CCD 配置處理器的內部主要架構圖。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
所以這次 Ryzen 7000 系列主要透過新的 Zen 4 核心、新的 6 奈米製程 I/O Die 以及平台的改進來達到這些目標。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
這次 Zen 4 架構在微架構的部分也大幅度的翻新。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨

首先在微架構部分,透過更新的分支預測設計,讓 Ryzen 7000 系列處理器在前端性能部分有所提升,每周期的處理頻率提升為兩倍,並且將 Op-Cache 緩衝記憶體的容納量提升了 68%,使得每週期的 Marco-op MOP 可由 Zen 3 架構的 6 ops 提升至 9 ops。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
另外執行引擎部分,更大的 Instrcution Retire Queue 以及 Int/FP 註冊檔減少資料等待的速度。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
在暫存部分的容量也加大,並且透過更新設計來減少資料快取的衝突。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
另外在快取設計部分,Zen 4 架構採用較快的每核心獨立 1MB L2 快取的設計,並且在 L3 快取的容量部分也進一步的提升,透過整體設計提高快取記憶體的資料的命中率。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
另外在 AVX-512 指令集的支援部分,Zen 4 架構採用較小的 256 bit 頻寬來執行,關於這點 AMD 在媒體簡報後的問答時間有回答比起競爭對手的 512 bit 頻寬要少的問題,AMD 官方表示,雖然說相比完整的 512 bit 通道,Zen 4 架構 256 bit 的設計會慢一點,但整體來說的效能不會有太大的差別,而且還可以節省成本並且減少晶片面積。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
而在 AVX-512 指令集的執行效能上,Ryzen 7000 也比 Ryzen 5000 系列在效能上有 1.3 至 2.47 倍不等的提升。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
在 IPC 效能部分,以固定 4 GHz 時脈以及開啟 8 核心狀態進行測試下,Ryzen 7000 平均有 13% 的效能提升。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
從 AMD 的簡報中,可以看出這次 Zen 4 處理器在 IPC 效能提升的部分,主要透過上面幾個新設計來達成。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
AMD 也整理了 Zen 3 架構與 Zen 4 架構在微架構部分的效能差異比較。

除了核心架構,Ryzen 7000 處理器這次在 IO Die 的部分也重新設計,除了採用 6 奈米製程製造外,並且這次還整合了 RDNA 2 顯示核心,讓 Ryzen 7000 系列處理器成為 AMD 近年來少見高階處理器具備顯示核心的款式。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
Ryzen 7000 這次在 IO Die 部分也大幅更新,除了新增了 RDNA 2 顯示核心外,並且針對 Infinity Fabric 通道進行最佳化設計,記憶體部分則是預設支援 DDR5 JEDEC 5200 MHz、提供 28 條 PCIe Gen 5 通道以及導入了 Ryzen 6000 行動處理器的低功耗模式。不過在處理器 CCD 連接 IO Die 的部分則是維持原本的設計。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
首先來看這次新增的亮點:內建顯示核心,採用雙運算核心配置外,並且具備 AV1 解碼、H.264/ HEVC 編解碼、DisplayPort 2.0、 HDMI 2.1、 USB Type-C DisplayPort Alt 輸出等機能,具備輸出 4K 60p 解析度的的性能並且提供混合顯卡的支援。不過在 AV1 解碼的部分僅支援到 8 bit, VP9 解碼的部分則是 10bit。

AM5 平台架構

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨

在看完處理器部分架構後,接下來來看 AM5 平台的部分,這次除了將插槽改為 LGA 1718 規格外,在記憶體、PCIe 支援上也有很大的不同。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
首先先來一張 AM4 與 AM5 的比較表,可以看到除了處理器封裝尺寸相同外,其他規格幾乎都有更改。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
AMD 官方也說明了這次為何要更換處理器插槽的原因,主要是在處理器供電部分,新的插槽可以提供更高速以及更多重電源管理模式的變換,另外也能支援未來供電需求更高(230W)的新款處理器。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
在 AMD 官方提供的比較表格中,可以看到新的 LGA 1718 插槽能夠提供 230 W 的處理器供電需求。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
接著來看主機板晶片組的部分,在高階的 X670/X670E 晶片組部分,處理器本身提供 28 條 PCIe 5.0 通道( 16 條給顯示卡、8 條給 NVMe,4 條作為與主機板晶片組的連接通道),而 X670E 的晶片組則是提供更多的周邊連接設計,包括 12 條 PCIe Gen 4 通道、PCIe Gen 3 通道/SATA 連接埠、另外還有大量的 USB 連接埠。而在 X670E 晶片組主機板上會出現的雙晶片組設計,主要是透過更多晶片組提供更多 PCIe / SATA 周邊連接,需要注意的是 X670E 晶片組間的連接僅為 PCIe 4.0 x4 的配置,主要會透過分時處理的方式提供給更多連接周邊使用。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
在 X670E 晶片組主機板上可見到的雙晶片配置。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
而 B650E/ B650 晶片組就沒有下行晶片的配置,除了處理器提供的連接通道外,在主機板晶片組部份提供 8 條 PCIe 4.0 通道、以及 PCIe 3.0/SATA 通道的配置,USB 連接數目也比較少一點。

AMD EXPO DDR5 記憶體

至於這次 Ryzen 7000 處理器大家很關心的另一部分,就是 DDR5 記憶體的支援,AMD 這次推出自家的 EXPO(EXTENDED PROFILES FOR OVERCLOCKING)超頻設定檔,讓玩家也能在 AMD 平台上一鍵對記憶體進行超頻。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
AMD 表示 EXPO 技術除了能夠提供方便的記憶體超頻方式外,最高也能提供 11% 的 1080p 遊戲效能提升,並且對於記憶體廠商來說在調校跟測試部分都更為方便,重點是免費授權 XD。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
推出 EXPO 記憶體的廠商需要針對自家產品公布認證報告以及可以穩定操作的全時序表,讓消費者在使用時有所參考。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
而在過去 Zen 3 架構下,記憶體時脈受到 IO Die 控制器的影響,以 FCLK:UCLK:MCLK 最好是以 1:1:1 的方式設定,這也讓 Zen 3 架構處理器搭配的記憶體,以 DDR4-3600 規格為最好的搭配設置。但是在 Ryzen 7000 系列處理器對 IO Die 架構進行更新後。FCLK 頻率不再需要 1:1 的最佳頻率設定,IO Die 會依照所安裝的記憶體模組速度進行自動調整,AMD 官方表示整體來說 FCLK 在 1800 至 2000 Mhz 間都會是不錯的設定,而部份特殊體質的處理器可以至 2000 至 2200 Mhz,雖說這次 Ryzen 7000 系列處理器仍然有 DDR5-6000 的甜蜜點設定(FCLK 為 2000 MHz),但是 AMD 官方表示 FLCK 的微小差異對於效能影響並不會太大。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
而在套用 EXPO 設定檔後,AMD 官方所展示與 JEDEC DDR5-5200 設定時的遊戲效能題升幅度。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
另外在記憶體延遲部分也降低至 63 奈秒。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
目前首波推出 EXPO 記憶體的廠商,之後將會有更多產品推出。

AMD Ryzen 7000 系列處理器整體效能提升幅度與工作溫度

在總結上述的設計後,最後就來看 AMD 官方這次對於 Ryzen 7000 系列處理器的效能提升幅度報告,這次 AMD 首波推出 4 款處理器,包括旗艦與頂級的 Ryzen 9 7950/Ryzen 9 7900X、高階的 Ryzen 7 7700X 以及主流的 Ryzen 5 7600X。不過在先前 Ryzen 7 這個等級通常會是 X800X 處理器為首發,這次改為 Ryzen 7 7700X 首發,AMD 官方表示主要是考量到這幾代消費者的購買行為與偏好,改為與 Ryzen 9 差異更大的 Ryzen 7 7700X,讓消費者更有明顯的產品區隔可選擇。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
AMD 官方對四顆首發處理器與競爭對手的主要效能差異。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
另外在 TDP 與建議的散熱手段部分,AMD 表示在 Ryzen 9 7900X 以上就建議採用 240mm 以上的水冷散熱器了,雖然說這次 AMD 採用熱傳導係數更好的銦焊接技術,但是在製程微縮加上電晶體密度增加的狀況下,Ryzen 7000 系列處理器的熱度相對於 Ryzen 5000 系列有所提升。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
而溫度就會相對影響到時脈與效能表現,為了不要經常出現撞上溫度牆降頻的狀況,這次 AMD 在全核加速時脈部分做了較為保守的設定,以 16 核心 32 執行緒的 Ryzen 9 7950X 為例,可以看到雖然單核心的最大加速時脈可到 5.7 GHz,但是隨著啟用執行緒數目的增加,最大加速時脈會降低至 5.2 GHz 的水準。換句話說,在核心數較少的 Ryzen 7 與 Ryzen 5 處理器部分,反而會在高時脈設定運作較久的時間,對於遊戲玩家來說,這次追求高核心產品可能不見得會是優勢。

AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
AMD 這次提供的 Ryzen 7000 系列處理器與 Ryzen 5000 系列處理器的比較表,可以看到雖然溫度牆 TjMax 一樣設定在 95℃,但是在 Ryzen 7000 處理器電晶體數目比起 Ryzen 5000 要高出 1.5 倍,但 Die 尺寸略為縮小的狀況,溫度的提升是不可避免的。


AMD Ryzen 7000 桌上型處理器架構解析 從內部設計到周邊連接都大改變的新世代來臨
總結這次 Ryzen 7000 處理器的創新設計與性能提升部分,包括整體性能提升、新增 AVX-512 指令集支援、更新的 LGA1718 處理器插槽、具備顯示核心的 IO Die 以及支援 PCIe Gen 5 以及 DDR5 周邊規格等,可說提升的幅度相當多,但相對的在發熱溫度部分也是令人擔心的一塊,接著就來看陳拔對 Ryzen 9 7900X 與 Ryzen 7 7700X 這兩顆處理器的開箱測試囉。
陳拔的粉絲團:https://www.facebook.com/ChenPaGadget
Zen 4 每款型號在遊戲裡相差不大

R5-7600X 不負眾望打贏 R9-5950X

Zen 3 R7-5800X3D 在某些遊戲比 R9-7950X 還要強大

重點:R9-7950X 在某些運算海放 i9-12900KS 9000分起
pc8801
就不用比啊,3d見
water11039
R5 R7在遊戲性價比上吃香!那是一定要的,不用追求高階物品
陳拔 wrote:
不過在 AV1 解碼的部分僅支援到 8 bit, VP9 解碼的部分則是 10bit


倒數第二張圖不是寫 AV1 可以解碼 10bit 嗎
陳拔
這部分是 AMD 官方在媒體提問中回答的,我再確認一下,感謝
陳拔 wrote:
這次 AMD 首波推出 4 款處理器,包括旗艦與頂級的 Ryzen 9 7950/Ryzen 9 7900X、高階的 Ryzen 7 7700X 以及主流的 Ryzen 5 76000X


五位數欸
好像很厲害
01上面糟糕的傢伙越來越多了,害我愈來越提不起勁留言了......
陳拔
手誤,感謝提醒已經更正了
eclair_lave
手機是因為散熱能力有限所以大多持續功耗都被迫控制在10w上下,15w功耗通常只能撐一小陣子就降頻了,要看I/A低功耗版的話它們都另外有專屬的低功耗系列(比如AMD的u系列
eclair_lave
桌面級有比較寬裕的散熱能力,100~200W的持續功耗不是散不掉的熱量,更大顆的伺服器級還能上看400W以上,不同平台的CPU散熱限制與性能發揮不同不適合直接比較
AMD真好!
寶貝:)開心最重要!
PCI-e lanes 變多了,但是顯卡越來越厚,結果沒地方可以插 XD
http://kheresy.wordpress.com/
陳拔 wrote:
AMD Ryzen 9(恕刪)


遙想 AMD Athlon 3000 那個年代

雖然現在我跳槽INTEL了

但是目前看起來 CP值王者似乎還是AMD才是正解!
做什麼都好,但要懂得快樂!
pc8801
你這是在說反話嗎?
高規格的物品
很吸引買家
值得投資
採用ZEN4架構的 AMD Ryzen 7000 桌上型處理器內部設計完全翻新,同時支援DDR5 和 PCIe Gen5 介面,展現次世代嶄新電競體驗!
關閉廣告
文章分享
評分
複製連結

今日熱門文章 網友點擊推薦!