AMD 3D V-Cache 技术请求再战!AMD Ryzen 7 5800X3D 测试结果出炉/更大的L3,加量不加价

AMD 对于「最强游戏处理器」的执念有多深?我想你看了「Ryzen 7 5800X3D」的测试就知道答案。AMD 首款采用3D V-Cache 堆叠的桌上型处理器,在同样8C16T 核心规格下给予4MB L2 缓存、32MB 2D L3 缓存与64MB 3D V-Cache,那高达96MB 的L3 缓存,能让1080p 游戏有着15% 的效能提升,更可与i9-12900KS 对决谁才是最强游戏处理器!

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加大96MB L3 缓存不加价

究竟AMD 是真的这么在意最强游戏处理器之名,亦或者是做为3D 封装技术的先驱者,就这时间点来看Ryzen 7 5800X3D 处理器,笔者认为两者皆是,而且这技术也有可能在下一代Zen 4 中采用,这也让下半年的处理器大战格外有趣。

AMD Ryzen 7 5800X3D 处理器,其规格与Ryzen 7 5800X 并无太大的差异,同样是7nm 制程、Zen 3 架构的8 核心、16 线程处理器,不过5800X3D 通过垂直堆叠技术,让L3 缓存达到96MB 的大容量。

但是5800X3D 预设时脉降为3.4GHz、Boost 4.5GHz,相较于5800X 的3.8GHz / 4.7GHz 来看确实降低不少,此外5800X3D 不提供「超频」功能,处理器锁定时脉与核心电压,玩家只能针对内存、Infinity Fabric 进行超频。

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↑ AMD Ryzen 5000 系列处理器规格表。
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↑ 盒装有标示着AMD 3D V-CACHE 技术。

有趣的是AMD 在定价上5800X3D 与5800X 同价美金$449 元.

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↑ AMD Ryzen 7 5800X3D。

AMD 3D V-Cache / Hybrid Bond 打造96MB L3 缓存处理器

虽说规格一样,但是Ryzen 7 5800X3D 的制程可是大改,首先将7nm 制程Zen 3 架构的CCD 裸晶的高度(Z-Hight)降低,并通过AMD 3D V-Cache 技术在上方堆叠同样7nm 制程的64MB L3 缓存L3Die,最终晶片高度与原先的Ryzen 处理器相同,因此处理器的散热顶盖与散热器都可沿用。

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↑ CPU-Z 显示96MB L3 缓存。
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↑ AMD 3D V-Cache 堆叠架构。

AMD 在81mm2 面积的CCD 晶片上堆叠41mm2 面积的L3Die 晶片,并通过Hybrid Bond 技术,以直接Copper-to-Copper Bound 连接上下两颗晶片,更藉由TSV 矽穿孔技术,让晶片与晶片之间可直接传输讯号与供电。

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↑ CCD 与L3Die 资料
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↑ 直接copper-to-copper bound。

AMD 所采用的3D V-Cache Hybrid Bond 技术,有着更高的9u bump pitch 内接密度,比起C4 130u 或Micro Bump 50u 高出许多,这意味着晶片与缓存之间有着更高的传输频宽,以及更低的功耗表现。

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↑ 晶片内接bump 密度比较。
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↑ AMD 3D 堆叠可让不同面积的晶片藉由Hybrid Bond 进行连接。

测试平台与设置Ryzen 7 5800X3D

AMD 相当看重Ryzen 7 5800X3D 在1080p 解析度的游戏效能,倘若想要成为最强游戏处理器,那势必要与Intel Core i9-12900KS 相比,当然也加入Ryzen 5900X 与5800X 来进行对比,比较5800X3D 在各方面的效能表现;测试平台为ROG Crosshair VIII Dark Hero、DDR4 8GBx2 3600MHz 与RTX 3080 Ti。

由于5800X3D 不支持PBO 与手动超频,设置上为主板预设Auto、套用XMP 3600 内存参数,以及在Windows 电源管理上设置为平衡,其余AMD 处理器也套用相同设置;至于i9-12900KS 则是预设开启TVB 与ABT。

测试平台

  • 内存:G.Skill DDR4 8GBx2 3600MHz
  • 显卡:NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti
  • 系统碟:Samsung NVMe SSD 960 PRO M.2
  • 散热器:ASUS ROG STRIX LC II 280mm
  • 电源供应器:be quiet! DARK POWER 12 750W
  • 作业系统:Windows 11 Pro 21H2

处理器:Intel Core i9-12900KS
主板:ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO 1304
内存:海盗船 DOMINATOR PLATINUM RGB DDR5 32GBx2 5200MHz

9+2 款3A 电竞游戏对处理器性能测试

这次我们调整下顺序先来测试9 款AAA 游戏与2 款电竞游戏的效能。

9 款AAA 游戏效能测试,有着《F1 2021》、《古墓奇兵:暗影》、《全境封锁2》、《地平线:期待黎明》,以及吃重效能的《边缘禁地3》、《刺客教条:维京纪元》、《电驭叛客2077》、《碧血狂杀2》和《极地战壕6》等。

测试都以1080p 解析度与游戏最高预设设置进行In Game Benchmark 测试。

这次测试的9 款游戏,5800X3D 达到172.2 FPS 的效能,赢过i9-12900KS 的170.1 FPS 可说是在游戏表现上小赢,并且与5900X 的155.3 FPS 相比游戏效能提升达11% 之多。

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↑ 9 款游戏平均FPS,越高越好。
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↑ 游戏平均FPS,越高越好。

2 款电竞类游戏则使用《Counter-Strike: Global Offensive》(CS:GO)与《Tom Clancy' s Rainbow Six: Siege》(R6),设置以1080p 解析度、游戏预设最高特效下进行测试;而这类游戏由于不重画质、特效,因此主流的电脑都能获得相当高的效能,更能反应出CPU 对于游戏FPS 的差异。

只不过CS:GO 与R6 这两款游戏相对还是吃重高时脉,5800X3D 在CS:GO 平均665.97 FPS、R6 平均616 FPS,相对效能都输给i9-12900KS,但是这两项游戏5800X3D 效能相较于5900X 还有着提升。

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↑ 电竞类游戏平均FPS,越高越好。

游戏小结: AMD Ryzen 7 5800X3D 通过3D V-Cache 加大96MB L3 缓存后,确实能在1080p 解析度下,获得不小的游戏效能提升,测试的游戏仅只有《刺客教条:维京纪元》与《边缘禁地3》的提升幅度较小,整体来看有着11% 的游戏效能提升。

3DMark CPU 效能与FS、TS 跑分测试

电脑绘图游戏效能测试工具3DMark,主流的Direct X11 测试Fire Strike 与Direct X12 的Time Spy 测试。

从成绩来看5800X3D 在Fire Strike 夺下39371 分的总成绩,但是物理分数仅30448 小输5800X;至于Time Spy 测试上,5800X3D 达到17953 分的成绩、CPU 分数达11874 分。

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↑ 3DMark,分数越高越好。

3DMark CPU测试,主要测试CPU 的物理运算与自订模拟两种工作,并分别测试处理器的1、2、4、8、16 与最大线程的效能,而16 线程以上的效能会属于3D 渲染、影音输出才会用到,一般Direct X12 游戏偏好8T 线程,而以下的线程则是旧游戏的偏好。

5800X3D 可通过较大的L3 缓存,让GPU 获得更多的资料加速游戏效能,但就CPU 物理、运算来看反而是5800X 效能较强。

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↑ 3DMark CPU,分数越高越好。

CPU-Z 处理器效能Cinebench、VRay 渲染测试

首先CPU-Z的CPU 效能测试,多线程测试下5800X3D 获得6512 分、单线程618.1 分的成绩,性能上小输给5800X,毕竟预设、Boost 时脉低了不少。

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↑ CPU-Z,效能越高越好。

CINEBENCH R20,由MAXON 基于Cinema 4D 所开发,可用来评估电脑处理器的3D 渲染性能,这也是目前可快速评比CPU 多核心运算性能的可靠测试软件。

5800X3D 于多核心测试获得5810 PTS、单核581 PTS 的成绩。

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↑ CINEBENCH R20,越高越好。

CINEBENCH R23与R20 测试情境相同,采用新的编译器,并有着压力测试功能,玩家可自订Minimum Test Duration 时间,例如10 或30 分钟测试电脑的稳定性;不过R23 的成绩无法与R20 一起比较。

5800X3D 多核心达到15005 PTS、单核1489 PTS 的成绩。

Corona Benchmark则是相当容易操作的测试工具,采用Corona Renderer 1.3 渲染器进行测试,比较处理器的渲染速度与Rays/s 的效能,评分为计时以秒为单位。

5800X3D 以1 分23 秒的速度完成渲染,这段效能与5800X 相当快了1 秒。

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↑ Corona Benchmark,时间越短越好。

V-Ray Benchmark是由Chaos Group 所开发,V-Ray 是基于物理法则所设计的光线渲染软件,而此工具可针对CPU 进行光线追踪的渲染图像的运算效能测试,CPU 评分以vsamples 每秒计算数为单位。

5800X3D 获得11486 的运算效能。

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↑ V-Ray Benchmark,越快越好。

POV-Ray则是另一套免费的光线追踪3D 渲染工具,藉由多核心CPU 的运算能力,来计算光影与3D 影像的渲染。

5800X3D 多核心达到5254.12 PPS 的处理效能。

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↑ POV-Ray,越高越好。

Blender是跨平台、开放源码的3D 创作工具,支持着各种3D 作业:Modeling、Rigging、Animation、Simulation、Rendering、Compositing 与Motion Tracking 等。而测试,则以Blender Benchmark 3.1.0 进行Demo 专案的渲染工作测试。

测试结果为每分钟的Sample 数量、效能越高越好,5800X3D 相对运算效能较低。

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↑ Blender,效能越高越好。

PR 影像输出、LR 与PS 照片编修效能测试

针对Adobe Premiere Pro 2020 的转档输出测试,这次使用UL Procyon Video Editing Benchmark测试工具,测试情境为使用2160p 30/60 FPS 的影片,分别输出为H.264 – YouTube 1080p Full HD 与HEVC (H.265)–4K UHD 格式,并且比较单纯CPU 输出与加入GPU 加速的输出效能。

在使用相同RTX 3080 Ti 显卡的情况下,这成绩可明确反应出不同CPU 对于影音转档输出的效能,但是影音输出主流都是以CPU + GPU 的混合运算为主。

性能上5800X3D 达到6578 分但比起5800X 还是小输。

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↑ UL Procyon Video Editing Benchmark,分数越高越好。

Adobe Photoshop 与Lightroom Classic 则透过UL Procyon Photo Editing Benchmark测试工具;测试的两个工作情境,Image Retouching test 为使用Photoshop 进行照片的边修,并记录每个步骤的时间,而Batch Processing test 则是批次使用Lightroom 进行大量照片的调整与输出。

从总分来看,5800X3D 与5900X、5800X 效能相当10027 分的成绩。

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↑ UL Procyon Photo Editing Benchmark,分数越高越好。

AIDA64处理器内存、WinRAR、7-Zip 压缩测试

AIDA64 内存测试,5800X3D 读取51124 MB/s、写入28791 MB/s 的效能与5800X 相当,而内存延迟则在62.6ns。

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↑ 内存效能测试。
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↑ 内存延迟。

WinRAR广泛且便利的压缩软件,支持相当多的压缩档案与格式,这款以往在效能上偏好高时脉,但在Alder Lake 世代上,效能则是Ryzen 较有优势。

这项目反而是5800X3D 的强向,藉由较大的L3 缓存效能达到47527 KB/s 的速度,比起5800X 有着42% 的效能提升,也是这次测试中少数偏爱大容量缓存的应用。

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↑ WinRAR,性能越高越好。

7-Zip压缩测试相对偏好多核心的性能,5800X3D 无法藉由大容量L3 缓存换来较高的性能,压缩评比87.8 GIPS、解压缩118.2 GIPS。

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↑ 7-Zip,性能越高越好。

PCMark 10、CrossMark 与Office 电脑效能测试

电脑整体性能先以PCMark 10进行测试,可分别针对Essentials 基本电脑工作,如App 启动速度、视讯会议、网页浏览性能进行评分,而Productivity 生产力测试,则以试算表与文书工作为测试项目,至于Digital Content Creation 影像内容创作上,则是以相片/ 影片编辑、渲染与可视化进行测。

5800X3D 达到总分8169 分、基本电脑工作10845 分、生产力10291 分、创作13255 分的成绩。

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↑ PCMark 10,分数越高越好。

CrossMark跨平台的电脑效能测试工具,则是由BAPCo 所开发的免费测试工具,支持Windows、iOS/iPadOS、macOS 与Android 等平台,并针对电脑的生产力,如文字编辑、试算表、网页浏览,以及创作类的相片编辑、整理与影片编辑等工作,再加上电脑反应速度进行测试。

5800X3D 总分获得1699 分、生产力1643 分、创作1852 分与反应1448 分的成绩。

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↑ CrossMark,分数越高越好。

UL Procyon办公室生产力基准测试使用微软Word、Excel、PowerPoint 和Outlook 来测试Windows 电脑在日常工作中的实用、真实性能,并以常见的文书工作来设计测试情境,从文书开档、复制、输入,试算表的计算、排序、汇出,简报的添加文件、图档、影片与邮件收发等测试。

测试上5800X3D 获得6789 分的成绩、Word 7048 分、Excel 6537 分、PowerPoint 8018 分、Outlook 4874 分。

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↑ UL Procyon Office,分数越高越好。

Ryzen 7 5800X3D 处理器温度与功耗测试

从上述测试可以了解到Ryzen 7 5800X3D 藉由96MB L3 缓存,可在1080p 游戏中达到11% 的游戏效能领先更是小超i9-12900KS 的成绩,但是为何AMD 要降低5800X3D 的时脉,使得CPU 运算、渲染、电脑与创作效能上都小输给5800X 呢?

其实答案也相当明显,5800X3D 采3D V-Cache 技术在核心CCX 上堆叠L3Die,换句话说核心的散热需通过上层的L3Die 才会传到处理器顶盖,也因此AMD 藉由降低时脉让5800X3D 在使用上不会临界温度上限。

压力测试方面,测试都使用ROG STRIX LC II 280mm 水冷散热器,分别比较AIDA64 CPU、FPU 与Cinebench R23 10min 烧机;一般电脑使用,比较接近AIDA64 CPU 测试的温度表现,而FPU 测试则是最高负载与较高的耗电状况。

5800X3D 在AIDA64 CPU 压力测试时达到69°C 与5800X 相当,但是5800X3D 时脉4.55GHz 低于5800X 的4.66GHz;同样FPU 压力测试下5800X3D 压在90°C 的温度,但是时脉仅4.3GHz 相比5800X 的4.53GHz 要低。

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↑ CPU 温度测试。

CPU 功耗则以CPU Package Power 为主,5800X3D 在AIDA64 CPU 测试功耗达到85W、FPU 116W,毕竟时脉较低的情况下功耗也跟着降低,但即便多加L3Die 的前提下也不至于多增加太多功耗。

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↑ CPU 功耗测试。

总结

AMD Ryzen 7 5800X3D 是不是最强游戏处理器?从测试来看确实是,在9 款AAA 游戏中5800X3D 已平均172.2 FPS 的效能赢过i9-12900KS 的170.1 FPS,并比起5900X 有着11% 的游戏效能提升。

但是也有游戏偏爱时脉高,或者对于CPU 的效能差异较不明显,因此根据测试的游戏多寡与类型,这结果或许略有不同。

单就游戏效能提升来看,5800X3D 的3D V-Cache 确实强悍,若是1080p 的游戏玩家,单论游戏效能性价确实5800X3D 较为出色,倘若价格与5800X 同价。

这1080p 游戏性能提升确实不错,但相对必须牺牲时脉与超频可玩性。

只不过,让笔者比较有兴趣的是下半年Zen 4 与新平台的登场,届时处理器大战才会更加热闹。

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