01.22 Ryzen 9 3950X:鱼与熊掌皆要得

历经两个月的抢购,CHIP终于拿到了AMD消费级的Ryzen顶级型号Ryzen 9 3950X,等待值得么?

早在2019年6月的Computex上,Ryzen 9 3950X就已经正式宣布了,但作为Zen2架构的主流桌面级旗舰型号,却并没有在发布会上用来做性能展示,中间还经历了一次上市延迟。时隔5个月,Ryzen 9 3950X终于正式揭开了神秘的面纱:16核/32线程的规格将桌面主流产品线的规格上限再度抬升,进一步巩固了AMD在核心数量方面的优势,更令人意外的是,在如此夸张的规模之下,Ryzen 9 3950X却并没有牺牲掉太多的频率,甚至相比老对手英特尔同等核心规模的CPU,首次在频率上处于优势。

Ryzen 9 3950X:鱼与熊掌皆要得

惊人的纸面规格,堪称良心的首发价格,再加上Zen2架构半年来积攒的口碑,都让Ryzen 9 3950X变得一颗难求。CHIP也是苦等2月之久,才最终拿到了市售版本的Ryzen 9 3950X。

同定位稍低的Ryzen 9 3900X一样,Ryzen 9 3950X也采用了抽盒式包装,只是后者的包装体积大幅"缩水"——因为不再标配散热器。考虑到Ryzen 9 3950X所面向的大多数消费群体不太可能满足于只使用风冷散热器,如此缩水并不会有太大影响。

Ryzen 9 3950X:鱼与熊掌皆要得

依旧采用Socket AM4接口的Ryzen 9 3950X内部包含2个CCD模块和1个I/O Die,通过MCM方式(就是坊间所谓的'胶水'技术)封装在一块基板上。其中每个CCD包含2个CCX,而每个CCX由4个Zen2架构的Core组成。Zen2架构中,每一个Core对应512KB的二级缓存,一个CCX模块对应16MB共享三级缓存,由此构成了Ryzen 9 3950X 16核心/32线程、8MB 二级缓存、64MB 三级缓存的夸张规格。

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尽管增加核心数量是目前提升CPU性能的最有效办法,但实际上当核心数量超过8个以后,在目前的应用环境下,继续增加核心的效费比也会开始下降。为了让Ryzen 9 3950X的16个物理核心能够更好的工作,AMD联合微软推出了Windows 10 1909专用的KB4524570补丁,再次优化了CPPC调用效率。因此本次CHIP实验室将测试平台的操作系统从1903升级为1909以尽可能真实完整的测试Ryzen 9 3950X的性能。

硬件平台方面依旧使用微星 MEG X570 GODLIKE主板,并将BIOS升级至最新的7C34V17。散热器使用Enermax 幻彩冰凌360mm一体水冷散热器。内存方面,所有测试平台统一使用64GB 3200MHz CL16规格。

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在对比产品的选择上,Ryzen 9 3950X几乎无法找到合适的对手:从MSDT平台旗舰型号这个定位来说,与之对应的应该是Core i9-9900KS,但后者的核心数量只有前者的一半,这显然使绝大多数多线程测试项目失去了意义;如果要找核心数量差不多的产品,就只能是英特尔HEDT平台最顶级的Core i9-10980XE——但它的国行价格2倍于Ryzen 9 3950X。

基准性能测试

Zen2架构中,CPU内核访问内存是需要通过Infinity Fabric总线连接到I/O Die的内存控制器,由此而导致的内存延迟相比Core i9-9900KS所使用的RingBus总线要高出很多。但与Mesh架构的Core i9-10980XE相比,Ryzen 9 3950X在延迟上的劣势就缩小了不少。当然Core i9-10980XE支持4通道内存,因此在内存带宽上大幅领先。

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曾几何时,Cinebench系列堪称英特尔御用Benchmark,但是在Zen架构出来之后,AMD就更喜欢用这个对并发线程优化非常好的测试程序来吊打老对手。Zen2架构在这上面表现更为出色,同频同核效率都已经胜过英特尔。从测试数据来看,Ryzen 9 3950X凭借着多一倍的核心数量碾压Core i9-9900KS自是理所当然,但对于核心更多的Core i9-10980XE还能胜出就显得意义非凡了。

Ryzen 9 3950X:鱼与熊掌皆要得

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这其中很重要的一个原因是Cinebench是调用AVX指令集进行计算的,因此Core i9-10980XE会降频到2.8GHz,而Ryzen 9 3950X则是工作在4GHz,频率带来的优势显然超过了核心数量的差距。

当然Ryzen 9 3950X并没有在CG渲染类软件中取得完全一边倒的优势,在POV-Ray和V-Ray两款渲染软件中,Core i9-10980XE会表现得更出色一些。

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在较低计算负载的应用模式下,更考验CPU应对突发计算的反应速度,而非暴力计算性能,通常情况下,英特尔平台会在这样的测试中占据优势。在使用PCMark 10测试3款CPU的Office性能,以及使用WebXPRT 3模拟的网页应用环境测试中,Core i9-9900KS一直独秀自然是意料之中,但Ryzen 9 3950X战胜Core i9-10980XE,且成绩非常接近Core i9-9900KS还是让人有些意外,这意味着Ryzen 9 3950X这样的超多核心CPU也能够提供相当出色的日常操作体验了。

生产力测试

在多媒体操作中,我们原本以为Ryzen 9 3950X会展现出巨大的优势,然而结果却并不尽如人意:在以往的测试中,Zen2架构的CPU在Lightroom Classic照片预览项目中都表现的非常高效(Ryzen 7 3800X在这个项目中甚至可以赢过Core i9-9900KS),然而Ryzen 9 3950X不仅输给了Core i9-10980X,甚至连曾经测试过的Ryzen 9 3900X都不如。

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在Premiere Pro CC输出4K视频项目中,Ryzen 9 3950X的表现依然低迷,成绩大幅落后Core i9-10980X。不过这个项目是英特尔的传统优势项目,因此巨大的差距并不令人意外。但我们也在考虑是否更新下测试软件的版本会让Ryzen 9 3950X的表现有所改善。

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在专业软件的操作性能测试中,3款CPU的差距其实并不大。大众认知中往往将专业3D软件性能等同于渲染性能,这其实是一个误区。大多数专业软件在操作过程中实际上并发线程很少,更考验单或少数线程的计算性能以及突发计算性能,实际上与3D游戏更接近。因此在这个环节中,Core i9-9900KS凭借更高的频率成为表现最好的产品,而Ryzen 9 3950X则与Core i9-10980X互有胜负,但总体还是更胜一筹。

游戏测试

通常情况下消费者并不会买这么多核心的CPU来组建专门的游戏PC(5GHz的Core i5-9600KF它不香么?),但如果提供强大的工作性能之余还能够让人好好玩一把游戏,那至少并不是什么坏事。所以我们也针对Ryzen 9 3950X测试了它在游戏中的性能表现。

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凭借着更多核心(vs Core i9-9900KS)以及更高频率(vs Core i9-10980X)的优势,Ryzen 9 3950X在3DMark中再次表现出了一统江湖的气势。但实际上如果仔细观察得分,就能看出来其总成绩的优势主要源自Physics(物理计算)项目。因此3DMark的成绩看看就好,与实际游戏体验可以说是千差万别。

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从实际测试的几款游戏来看,Core i9-9900KS最佳游戏CPU的地位不可撼动,Ryzen 9 3950X则除去DOTA2以外,都胜过了Core i9-10980X。这个趋势同我们之前的测试基本保持了一致:Zen2处理器在DOTA2中的表现相对来说都不太理想。

温度测试

使用单烤FPU方式对Ryzen 9 3950X进行温度测试,测试时长15min,环境温度约为23℃。测试分两次进行,分别观察Ryzen 9 3950X在开关PBO模式下温度是否会有明显差异。

PBO是Precision Boost Overdrive的缩写,意为"精确增压超频",启用该技术后,CPU将会在安全的电压、温度范围内,尽可能提升增加功耗以实现更高的频率。

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在PBO关闭状态下烤机,Ryzen 9 3950X的频率会稳定在3.85GHz,此时满载稳定温度为72℃。而开启PBO后,频率可以提升至4±0.25GHz,此时满载稳定温度为89℃。考虑到Ryzen 9 3950X巨大的芯片规模,这样的温度控制水平已经很令人满意了。

没有AVX512会差多少?

Ryzen 9 3950X在价格只有对方一半的情况下, 与Core i9-10980X打的有来有回,甚至在大多数常用项目中取得了明显的领先。但Core i9-10980X还有一个杀手锏就并没有得到充分的发挥,那就是AVX512指令集。

AVX指令集和SSE系列指令集可以说是一脉相承,由英特尔在2008年3月份提出,2011年1月份发布的Sandy Bridge系列处理器上首次支持。同年6月份,英特尔发布AVX2(Ryzen 9 3950X只支持到AVX2)指令集,将整数操作从128bit扩展到256bit,并引入了FMA(融合乘加)指令集作为补充。2年后的Haswell系列处理器成为首批支持AVX2指令集的CPU产品。2013年,英特尔正式发布了AVX-512指令集,将指令宽度进一步扩展到了512bit,相比AVX2在数据寄存器宽度、数量以及FMA单元的宽度都增加了一倍。

与物理规格(比如核心/线程数量、主频)的提升会带来性能有立竿见影的变化不同,指令集对性能的贡献往往会拖后一段时间才能逐渐体现出来。因为在硬件就位之后,还需要软件本身对指令集进行充分利用和优化才行。目前还没有太多软件能够充分利用到AVX512,但有部分Benchmark已经能够进行相关的测试。

Ryzen 9 3950X:鱼与熊掌皆要得

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Sandra 2020 SP1已经对AVX512提供了支持。在处理器多媒体性能测试4个子项目中,Core i9-10980XE均大幅度领先Ryzen 9 3950X,其中最大优势达到了48.7%。在影像处理、加密/解密以及科学计算3个项目中,Ryzen 9 3950X也大幅度落后。考虑到两者的频率差异(2.8GHz vs 4GHz),可见AVX512确实具有相当大的威力。

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总体来说,Ryzen 9 3950X这颗CPU的表现符合人们对它的期望:与竞争对手HEDT平台旗舰级处理器互有胜负的生产力性能,同时具有更好的游戏性能和日常操作应用性能。特别是考虑到其售价只有对手的45%,这样的获胜就显得更为难能可贵。当然,在AVX512方面,天然的劣势无法弥补,不过考虑到目前AVX512指令集少得可怜的应用场景,缺少对它的支持似乎也并不太令人遗憾。

最重要的是,Ryzen 9 3950X在多核心策略上延续了自身的优势,使得英特尔在同价位上完全拿不出对等的产品,而从英特尔目前放出的Roadmap和Comet Lake-S,这一优势还可以维持相当长的一段时间。因此如果玩家想要用一台电脑,在应对高负载的内容创作需求的同时,还能提供相当不错的游戏性能,那么Ryzen 9 3950X可以说是目前最完美的解决方案。


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