游戏性能无人能敌！AMD锐龙7 9800X3D处理器首发测评

怎样让游戏运行得更流畅？毫无疑问，首先你得有一块不错的显卡，性能越强越好，其次你就需要一颗游戏性能强大的处理器。与普通处理器不同，所谓游戏性能强大的处理器，不是那些在CPU-Z、GeekBench基准测试软件中，成绩位居前列，在渲染、转码应用中耗时最少的产品，而是的确可以大幅提升游戏运行帧率，让游戏运行得更流畅的处理器。简而言之，就是专为游戏设计的处理器。

目前在市场上，这样的处理器暂时只有一种，那就是AMD的X3D系列，包括基于Zen 3处理器架构的锐龙5000X3D系列，基于Zen 4处理器架构的锐龙7000X3D系列。而在今天基于新一代Zen 5处理器架构的锐龙9000X3D系列处理器也终于登上舞台，并迎来它的的首位成员：锐龙7 9800X3D。那么它的游戏性能是否真的更厉害呢？为此，我们特别采用上一代X3D处理器：锐龙7 7800X3D，以及当今的高规格旗舰处理器酷睿i9-149000K、酷睿Ultra 9 285K与它在游戏性能上进行了对比测试。

处理器核心架构、内部结构全部升级

锐龙7 9800X3D解析

▲X3D处理器在2022年问世，在市场上大受欢迎，这三年时间保持了一年更新一代的节奏。

要提升处理器的游戏性能，除了升级处理器的内核架构，生产工艺之外，最简单，最容易实现的方式就是提升处理器的缓存容量。这是因为只要有容量够大、速度足够快的缓存，那么处理器就有较大的概率在自己的缓存中找到需要处理的数据，而无须再到传输速度只有三级缓存约十分之一的内存中“慢吞吞”地查找数据，也就能够大幅提高处理器的计算效率。所以加强缓存的容量、传输速度也是提升处理器游戏性能的一个有力武器。

因此从基于Zen 3架构的锐龙7 5800X3D处理器开始，AMD就通过3D堆叠技术为处理器堆叠了额外的64MB三级缓存。在锐龙7 7800X3D上，它的主要变化则是换用基于Zen 4架构的处理器核心，提升了IPC性能，生产工艺从锐龙7 5800X3D的TSMC 7nm进化到5nm，并提高了3D堆叠缓存的传输带宽、处理器工作频率、二级缓存容量。同时从锐龙7 7800X3D开始，这类处理器只支持DDR5内存。而本次上市的新一代锐龙7 9800X3D也延续了这一基本的升级步骤。

▲锐龙9000系列处理器采用的AMD Zen 5架构相对于Zen 4提升了16%

首先，它换用了基于Zen 5架构的处理器核心，通过8宽度解码器，提升分支预测性能、更大的一级数据缓存、规模更大的执行单元，更高的缓存与浮点单元带宽，再加上TSMC 4nm生产工艺的助力，让Zen 5微架构的IPC性能相对前一代Zen 4提升了16%。此外Zen 5架构还带来了新的48KB L1 12-way数据缓存，延迟为4周期，L1缓存总容量达到了每核心80KB，而Zen 4架构处理器每颗核心的L1数据缓存容量只有32KB，且只采用8-way设计，L1缓存总容量只有64KB。

同时Zen 5架构下的L1缓存带宽翻倍，浮点单元带宽翻倍（对应浮点执行部分的调整），数据预取性能也得到了加强。与英特尔消费级处理器相比，Zen 5处理器还有一个巨大的优势，那就是支持AVX-512指令集，它内置了一个SIMD 512bit单元，队列深度为384，拥有6个2周期延迟的FADD单元，在运行相关支持AVX-512指令集的运算中，速度要快很多。

▲第一代3D堆叠缓存技术架构图，将64MB缓存安放在CCD上方是其主要特点。

3D堆叠缓存方面，首批上市的锐龙7 9800X3D仍然是堆叠了一块额外的64MB三级缓存，不过缓存的安放位置却有了根本性的变化，从堆叠在处理器CCD的正上方移到了处理器CCD的下方。一个CCD由一个CCX与一个INFINITY FABRIC双向通信模块组成。而CCX则是由8颗Zen 5处理器运算核心组成，CCX即CPU Complex（CPU集群）的缩写。从处理器内部来看，发热量最大的显然还是处理器计算核心。按以前将3D堆叠缓存安放在计算核心上方显然会带来一个很明显的问题，原本计算核心应该通过IHS散热顶盖与处理器散热器直接接触形成高效散热，但现在中间被插入了一块缓存芯片，热量必须经过缓存芯片、IHS散热顶盖才能传导到散热器，显然X3D处理器的散热能力会不如普通处理器，这也导致以前的X3D处理器默认工作频率低，且都无法调节处理器的倍频进行超频。

▲AMD的混合键合技术可以有效提高芯片的互联密度与能效比，将封装凸点间距控制在只有9微米，优于其他封装方式。

从AMD给出的第一代3D堆叠结构可以看到，在锐龙5000X3D、锐龙7000X3D上是直接点对点铜焊技术、混合键合技术、TSV硅穿孔技术，让64MB 3D三级缓存芯片与CCD紧密连接，并实现了互联密度极高的物理连接，以及足够的数据传输带宽，无须通过提升工作频率来增加3D堆叠缓存芯片的传输带宽，从而有效降低芯片的功耗。由于3D堆叠缓存的芯片面积比CCD小，CCD左右两侧上方就出现了空缺，因此AMD还在空缺处设计了两块硅绝缘片，一方面可以用于保证处理器有坚固、充实的封装结构，一方面这两块硅绝缘片还能用于给处理器核心辅助散热。

▲在基于Zen 5架构的锐龙9000X3D系列处理器上，AMD将64MB 3D堆叠缓存安放在了CCD下方，并带来了诸多进步。

▲与图左的第一代3D堆叠缓存技术相比，图右的锐龙9000X3D系列处理器不仅将3D堆叠缓存放在了下方，而且大小也被设计为了与CCD相同，因此不再需要在CCD左右两侧设计硅绝缘片。

▲在外观上锐龙7 9800X3D处理器与以前的Zen 5、Zen 4产品相比没有不同，仍采用LGA AM5封装，配备八爪鱼外形的IHS散热顶盖，底部触点数量为1718个。

在基于Zen 5架构的锐龙9000X3D系列处理器上，AMD则采用了第二代AMD 3D V-Cache（3D堆叠缓存）技术，将64MB 3D堆叠缓存安放在了CCD下方。这64MB缓存仍然通过点对点铜焊技术、TSV硅穿孔技术与CCD实现物理连接与数据传输，这样的设计让计算核心重新回到通过IHS散热顶盖就能与散热器接触进行散热的模式，有效降低了热阻值与处理器的工作温度。当然，缓存被放在CCD下方后，缓存的温度可能会更高，但AMD工程师向我们解释到，缓存的发热量远没有处理器计算核心大，所以这并不会带来困扰。此外，AMD还将这64MB 3D堆叠缓存设计成了与CCD一样的大小，这样就不需要为处理器再加上硅绝缘片。正是由于工作温度可以得到有效控制，锐龙7 9800X3D的最高加速频率从锐龙7 7800X3D的5.0GHz提升到了5.2GHz，基准频率则从4.2GHz大幅提升500MHz到4.7GHz。

其标称TDP热设计功耗与锐龙7 7800X3D相同，均为120W。而且AMD还为它开放了倍频超频能力，第一次让X3D处理器拥有了完全的超频能力。再加上处理器的8MB二级缓存、CCD上的32MB三级缓存、64MB 3D堆叠缓存，锐龙7 9800X3D总计拥有多达104MB二、三级缓存，结合其较高的工作频率，可谓是一款技术规格非常强劲的产品。当然在锐龙9000X3D系列处理器中，锐龙7 9800X3D的定位并不是顶级产品，与锐龙7000X3D的产品阵容类似，AMD也确认在明年CES展会上还会发布16核心、32线程的锐龙9 9950X3D旗舰级产品。接下来就让我们通过实战测试来看看看它与上一代锐龙7 7800X3D相比是否有明显进步，在游戏性能上是否能超过当前规格高得多的旗舰处理器。