怎樣讓游戲運行得更流暢？毫無疑問，首先你得有一塊不錯的顯卡，性能越強越好，其次你就需要一顆游戲性能強大的處理器。與普通處理器不同，所謂游戲性能強大的處理器，不是那些在CPU-Z、GeekBench基準測試軟件中，成績位居前列，在渲染、轉(zhuǎn)碼應(yīng)用中耗時最少的產(chǎn)品，而是的確可以大幅提升游戲運行幀率，讓游戲運行得更流暢的處理器。簡而言之，就是專為游戲設(shè)計的處理器。

目前在市場上，這樣的處理器暫時只有一種，那就是AMD的X3D系列，包括基于Zen 3處理器架構(gòu)的銳龍5000X3D系列，基于Zen 4處理器架構(gòu)的銳龍7000X3D系列。而在今天基于新一代Zen 5處理器架構(gòu)的銳龍9000X3D系列處理器也終于登上舞臺，并迎來它的的首位成員：銳龍7 9800X3D。那么它的游戲性能是否真的更厲害呢？為此，我們特別采用上一代X3D處理器：銳龍7 7800X3D，以及當今的高規(guī)格旗艦處理器酷睿i9-149000K、酷睿Ultra 9 285K與它在游戲性能上進行了對比測試。

處理器核心架構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)全部升級

銳龍7 9800X3D解析

▲X3D處理器在2022年問世，在市場上大受歡迎，這三年時間保持了一年更新一代的節(jié)奏。

要提升處理器的游戲性能，除了升級處理器的內(nèi)核架構(gòu)，生產(chǎn)工藝之外，最簡單，最容易實現(xiàn)的方式就是提升處理器的緩存容量。這是因為只要有容量夠大、速度足夠快的緩存，那么處理器就有較大的概率在自己的緩存中找到需要處理的數(shù)據(jù)，而無須再到傳輸速度只有三級緩存約十分之一的內(nèi)存中“慢吞吞”地查找數(shù)據(jù)，也就能夠大幅提高處理器的計算效率。所以加強緩存的容量、傳輸速度也是提升處理器游戲性能的一個有力武器。

因此從基于Zen 3架構(gòu)的銳龍7 5800X3D處理器開始，AMD就通過3D堆疊技術(shù)為處理器堆疊了額外的64MB三級緩存。在銳龍7 7800X3D上，它的主要變化則是換用基于Zen 4架構(gòu)的處理器核心，提升了IPC性能，生產(chǎn)工藝從銳龍7 5800X3D的TSMC 7nm進化到5nm，并提高了3D堆疊緩存的傳輸帶寬、處理器工作頻率、二級緩存容量。同時從銳龍7 7800X3D開始，這類處理器只支持DDR5內(nèi)存。而本次上市的新一代銳龍7 9800X3D也延續(xù)了這一基本的升級步驟。

▲銳龍9000系列處理器采用的AMD Zen 5架構(gòu)相對于Zen 4提升了16%

首先，它換用了基于Zen 5架構(gòu)的處理器核心，通過8寬度解碼器，提升分支預(yù)測性能、更大的一級數(shù)據(jù)緩存、規(guī)模更大的執(zhí)行單元，更高的緩存與浮點單元帶寬，再加上TSMC 4nm生產(chǎn)工藝的助力，讓Zen 5微架構(gòu)的IPC性能相對前一代Zen 4提升了16%。此外Zen 5架構(gòu)還帶來了新的48KB L1 12-way數(shù)據(jù)緩存，延遲為4周期，L1緩存總?cè)萘窟_到了每核心80KB，而Zen 4架構(gòu)處理器每顆核心的L1數(shù)據(jù)緩存容量只有32KB，且只采用8-way設(shè)計，L1緩存總?cè)萘恐挥?4KB。

同時Zen 5架構(gòu)下的L1緩存帶寬翻倍，浮點單元帶寬翻倍（對應(yīng)浮點執(zhí)行部分的調(diào)整），數(shù)據(jù)預(yù)取性能也得到了加強。與英特爾消費級處理器相比，Zen 5處理器還有一個巨大的優(yōu)勢，那就是支持AVX-512指令集，它內(nèi)置了一個SIMD 512bit單元，隊列深度為384，擁有6個2周期延遲的FADD單元，在運行相關(guān)支持AVX-512指令集的運算中，速度要快很多。

▲第一代3D堆疊緩存技術(shù)架構(gòu)圖，將64MB緩存安放在CCD上方是其主要特點。

3D堆疊緩存方面，首批上市的銳龍7 9800X3D仍然是堆疊了一塊額外的64MB三級緩存，不過緩存的安放位置卻有了根本性的變化，從堆疊在處理器CCD的正上方移到了處理器CCD的下方。一個CCD由一個CCX與一個INFINITY FABRIC雙向通信模塊組成。而CCX則是由8顆Zen 5處理器運算核心組成，CCX即CPU Complex（CPU集群）的縮寫。從處理器內(nèi)部來看，發(fā)熱量最大的顯然還是處理器計算核心。按以前將3D堆疊緩存安放在計算核心上方顯然會帶來一個很明顯的問題，原本計算核心應(yīng)該通過IHS散熱頂蓋與處理器散熱器直接接觸形成高效散熱，但現(xiàn)在中間被 插入了一塊緩存芯片，熱量必須經(jīng)過緩存芯片、IHS散熱頂蓋才能傳導(dǎo)到散熱器，顯然X3D處理器的散熱能力會不如普通處理器，這也導(dǎo)致以前的X3D處理器默認工作頻率低，且都無法調(diào)節(jié)處理器的倍頻進行超頻。

▲AMD的混合鍵合技術(shù)可以有效提高芯片的互聯(lián)密度與能效比，將封裝凸點間距控制在只有9微米，優(yōu)于其他封裝方式。

從AMD給出的第一代3D堆疊結(jié)構(gòu)可以看到，在銳龍5000X3D、銳龍7000X3D上是直接點對點銅焊技術(shù)、混合鍵合技術(shù)、TSV硅穿孔技術(shù)，讓64MB 3D三級緩存芯片與CCD緊密連接，并實現(xiàn)了互聯(lián)密度極高的物理連接，以及足夠的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，無須通過提升工作頻率來增加3D堆疊緩存芯片的傳輸帶寬，從而有效降低芯片的功耗。由于3D堆疊緩存的芯片面積比CCD小，CCD左右兩側(cè)上方就出現(xiàn)了空缺，因此AMD還在空缺處設(shè)計了兩塊硅絕緣片，一方面可以用于保證處理器有堅固、充實的封裝結(jié)構(gòu)，一方面這兩塊硅絕緣片還能用于給處理器核心輔助散熱。

▲在基于Zen 5架構(gòu)的銳龍9000X3D系列處理器上，AMD將64MB 3D堆疊緩存安放在了CCD下方，并帶來了諸多進步。

▲與圖左的第一代3D堆疊緩存技術(shù)相比，圖右的銳龍9000X3D系列處理器不僅將3D堆疊緩存放在了下方，而且大小也被設(shè)計為了與CCD相同，因此不再需要在CCD左右兩側(cè)設(shè)計硅絕緣片。

▲在外觀上銳龍7 9800X3D處理器與以前的Zen 5、Zen 4產(chǎn)品相比沒有不同，仍采用LGA AM5封裝，配備八爪魚外形的IHS散熱頂蓋，底部觸點數(shù)量為1718個。

在基于Zen 5架構(gòu)的銳龍9000X3D系列處理器上，AMD則采用了第二代AMD 3D V-Cache（3D堆疊緩存）技術(shù)，將64MB 3D堆疊緩存安放在了CCD下方。這64MB緩存仍然通過點對點銅焊技術(shù)、TSV硅穿孔技術(shù)與CCD實現(xiàn)物理連接與數(shù)據(jù)傳輸，這樣的設(shè)計讓計算核心重新回到通過IHS散熱頂蓋就能與散熱器接觸進行散熱的模式，有效降低了熱阻值與處理器的工作溫度。當然，緩存被放在CCD下方后，緩存的溫度可能會更高，但AMD工程師向我們解釋到，緩存的發(fā)熱量遠沒有處理器計算核心大，所以這并不會帶來困擾。此外，AMD還將這64MB 3D堆疊緩存設(shè)計成了與CCD一樣的大小，這樣就不需要為處理器再加上硅絕緣片。正是由于工作溫度可以得到有效控制，銳龍7 9800X3D的最高加速頻率從銳龍7 7800X3D的5.0GHz提升到了5.2GHz，基準頻率則從4.2GHz大幅提升500MHz到4.7GHz。

其標稱TDP熱設(shè)計功耗與銳龍7 7800X3D相同，均為120W。而且AMD還為它開放了倍頻超頻能力，第一次讓X3D處理器擁有了完全的超頻能力。再加上處理器的8MB二級緩存、CCD上的32MB三級緩存、64MB 3D堆疊緩存，銳龍7 9800X3D總計擁有多達104MB二、三級緩存，結(jié)合其較高的工作頻率，可謂是一款技術(shù)規(guī)格非常強勁的產(chǎn)品。當然在銳龍9000X3D系列處理器中，銳龍7 9800X3D的定位并不是頂級產(chǎn)品，與銳龍7000X3D的產(chǎn)品陣容類似，AMD也確認在明年CES展會上還會發(fā)布16核心、32線程的銳龍9 9950X3D旗艦級產(chǎn)品。接下來就讓我們通過實戰(zhàn)測試來看看看它與上一代銳龍7 7800X3D相比是否有明顯進步，在游戲性能上是否能超過當前規(guī)格高得多的旗艦處理器。

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