敌方已团灭!锐龙 9 5900X、锐龙 7 5800X首测
前言
10月9日 , AMD正式发布Zen 3架构锐龙5000系列处理器 , 核心代号Vermeer 。 AMD将其称为''世界上最好的游戏处理器'' , 继''多核心翻盘''后 , AMD又一次瞄准了单核心性能 , 并补上Zen 2架构的最后一个短板 , 大幅度提升游戏性能表现 。
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Zen 2到Zen 3架构的升级 , 我更愿意用''一处的不同 , 是处处不同''来形容它 。 表面上看 , Zen 3架构最重要的升级是CCX部分的设计 , 从每CCX 4个核心升级到每CCX 8个核心 , 此为''一处的不同'' 。 而实际上CCX结构的改变 , 带来的好处是每核心可访问三级缓存容量翻倍的提升 , 同时降低核心访问缓存数据的流水操作数和延迟 , 提高每时钟周期流水线的效率 。 除了CCX结构和缓存结构的改变 , Zen 3架构还带来了执行引擎、前端设计以及加载/读写单元的架构改良 , AMD表示这带来了19%的IPC性能提升 , 这是''处处的不同'' 。
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百分之19的IPC性能提升并非部分玩家以为的同频下的单核性能提升 , IPC指的是 Instructions Per Clock(每时钟周期执行指令数) , 可以理解为每个时钟周期 , 处理器能执行更多的指令或处理器能处理更复杂、更多的工作 。 它并不直接等于性能的提升 , 但在一些合适的工作负载中 , 性能提升可能会远超19% 。 Zen2架构相比前代Zen +架构的IPC提升是15% , 而Zen 3架构是19% , 也就是说 , 在Zen 3架构上 , 我们将迎来比Zen 2架构更可观的性能提升 。
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Zen 3架构细节
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【敌方已团灭!锐龙 9 5900X、锐龙 7 5800X首测】这是Zen 3与Zen 2架构的概览图 , AMD在Zen 2架构已经十分完善的基础上 , 对前端、分支预测、预取、解码、执行引擎、整数执行单元、浮点执行单元、读取储存单元以及缓存流水线进行了再度整合和优化 , 形成了效率更高的Zen 3架构 。 19%的IPC提升来自于架构的方方面面 , 这也是我们说的''处处不同'' 。
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前端部分 , AMD在Zen 2架构中采用了全新的TAGE分支预测器 , 强化了分支预测功能 。 在Zen 3架构中 , AMD对分支预测功能再度强化 , 重新分配了BTBs(分支目标缓冲器) , L1 BTB从原本的512条目指令提升至1024个条目指令 , L2 BTB则从7K略降至6.5K , 再度加大了ITA(间接目标阵列) , 从1K提升至1.5K , 同时优化了32KB一级缓存和缓存流水线 , 降低了误预判率以及误判后退回上一级流水线的延迟 , 提高Op-cache(操作缓存)预测流水线效率和在Op-cache(操作缓存)和I-cache(指令缓存)流水线之间的切换效率 。
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整数执行单元是Zen 3架构改进较大的地方 , 整数单元每个时钟周期可以接收6个微操作 , 这些操作被输入Integer Rename(重命名寄存器) , Integer Rename(重命名寄存器)旁边应该还有一个Reorder Buffer(重排序缓冲区) , 用于对指令流水线的排序和重排序 , Reorder Buffer(重排序缓冲区)从原本的224个条目指令升级至256个条目指令 , 然后进入4组24条指令的ALU/AGU调度器 , 调度器由原本的92条指令升级至96条指令 , 分配好的指令队列进入通用寄存器 , 通用寄存器可接收的指令也从原本的180条升级到192条目指令 , 最后是4个ALU(算数逻辑单元)和3个AGU(地址生成单元) , 和Zen 2保持了一致 , 但额外增加了1个专用分支单元和2个St-Data数据接收单元 , 每个时钟周期可执行10次输出 。
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