在过去的20年里,AMD扩展Ryzen的速度比任何其他CPU都要快

2020-10-11 16:17:50

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注意:本文假设Zen3将提供它承诺的超过Zen2/Ryzen 3000 CPU系列的1.19xIPC改进。AMD的禅宗披露一直都足够准确,我可以放心地做出这样的假设。

当AMD在11月5日发布Zen3时,它将不仅仅是该公司CPU系列的又一次迭代。从数学上讲,它将打破-或者至少是追平-它自己的一项近15年来没有挑战过的纪录。据统计,2017年3月2日至2020年11月5日期间提供的累计改善数量是自2000年以来AMD提供的最高、扩展最快的时间点-包括Athlon 64/Athlon 64 X2时代。

Athlon 64 3200+于2003年9月23日以2 GHz(单核)发射,Athlon 64 X2 6000+于2007年2月20日以3 GHz发射。在1246天内交付的核心时钟提高了1.5倍,核心计数提高了2倍。在此期间,架构变化对IPC的改进非常小;大部分收益来自于转向双核,通过插座939使用双通道内存,而不是单通道插座754,并增加了CPU时钟。

Ryzen 7 1800X于2017年3月2日发布,而Ryzen 9 5950X于2020年11月5日发布。Ryzen 71800X在负载下倾向于工作在3.7 GHz左右。我们不知道Ryzen 9 5950X在负载下将如何计时,但3950X满载时的典型频率是~3.8 GHz,所以让我们假设100-200 MHz的改进非常温和。

在1344天的时间里,AMD将再次将其高端CPU核心数量翻了一番,并将有效的IPC(也就是说,IPC+保持更高的时钟)提高了约1.51x。如果AMD已经将Ryzen 9 5950X的全核提升提升了100-200 MHz,那就进一步提高了2.6-5.2%,这将累积达到或超过AMD在其历史上竞争最激烈的时期提供的理论扩展性能。如果说有什么不同的话,我预计现代的伸缩性会比我们在Athlon64/Athlon64X2上看到的更好,原因很简单,因为与那时相比,现在更多的软件是多线程的。如果AMD能多挤出一点时钟--比如4.2-4.4 GHz--它就会干净利落地超过前一段时间。Cinebench R20基准的丽莎·苏(Lisa Su)表明,AMD可能已经做到了这一点。

AMD在Zen 3发布期间展示的基准测试显示,单线程CB20的得分为631,5950X的得分为640。早在2017年,禅宗1在同一基准中得了381分。

Cinebench R20是一个测试,这些都是AMD提供的数字,如果你觉得有必要的话,可以随意吃个盐瓶。但是,然后坐下来想一想,AMD在3.5年内将单线程性能提高了约1.68倍。相比之下,2017年,英特尔酷睿i7-7700K在CB20中的得分为446分。酷睿i9-10900K今天的得分是518。在相同的时间内,英特尔的单线程性能提高了1.16倍。AMD可能是从更远的地方起步的,但他们显然已经超过了英特尔。

当你考虑到2003-2007年间,AMD仍然可以利用Dennard Scaling的衰退期,这一成就甚至更令人印象深刻。从2017年到2020年,该公司没有这样的奢侈品。AMD已经赶上或超过了--我打赌是“超过”了--它20年来最快的性能增长。它这样做并不依赖时钟速度作为其提高性能的主要方法,尽管时钟增益起到了作用。

为了超越AMD声称将在2017年3月至2020年11月交付的累积伸缩率,你必须追溯到1999年,当时Dennard Scaling仍在推动所有推进器。

1999年6月23日,AMD推出了最初的Athlon,速度高达600 MHz。K7的到来预示着AMD与英特尔的竞争战翻开了新的篇章,这场战争被称为“千兆赫战争”。2000年6月5日,AMD推出了Athlon“雷鸟”1 GHz CPU。

从技术上讲,这并不是AMD的第一款1 GHz芯片,但它是第一款集成了全速二级缓存的芯片,使AMD在这方面与英特尔基于铜矿的奔腾3不相上下,所以我认为它比之前基于插槽的1 GHz芯片更能体现性能,其L2的CPU速度为1/3。

2000年6月5日,AMD可以宣称,在不到一年的时间里,时钟速度和全速二级缓存提高了1.66倍。最初对CPU的评论显示,AMD从老款基于老式老虎机的Athlon 600转移到基于Thunderbird的Athlon 1000,获得了1.3倍到1.5倍的增长。在有人发明新的后CMOS架构之前,这种激进的性能飞跃确实已经一去不复返了,所以我不会指望任何一家公司回到我们当时认为理所当然的令人兴奋的日子。

但AMD已经赶上或超过了它在第一个黄金时代提供的业绩增长,这一事实表明,与历史上任何时候的公司相比,今天的AMD公司的销量是多少。多年来,AMD一直以能够从胜利中夺取失败而臭名昭著,但如果你认为这句话在今天仍然是对该公司的描述,那你就没有注意到这一点。禅宗不是运气,禅宗2也不是侥幸。AMD年复一年地继续提供其承诺的CPU性能改进。

不用说,英特尔没有跟上AMD的猛烈抨击。与凯比相比,咖啡湖是一次出色的升级,酷睿i9-9900K等芯片暂时推迟了Zen+的发布,但考虑到AMD预计Zen 3将带来的巨大收益,英特尔的Rocket Lake必须是真正特别的产品,才能让这家较大的公司再次处于台式机领先地位。