AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

2020年12月11日
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摘要

这代Ryzen 5000凭着Zen 3构架的更新与8 Core Complex的升级,不仅达到19% IPC提升更大幅降低核心间、核心缓存间的延迟,让5950X与5900X可有着更强悍的游戏性能,与上代相比有着12%游戏性能提升,更能在游戏表现上胜过i9-10900K。除了游戏性能提升,频率提升、延迟降低,也让5950X与5900X在PCMark、SYSmark等电脑性能测试中都能赢过频率更高的i9-10900K,这次Ryzen真的毫无悬念。

AMD倾尽心力都想夺得的“地表最强游戏处理器”美名,此次凭着Zen 3构架升级,AMD Ryzen 5000系列处理器再次挑战最快!全新Zen 3构架维持着7nm优化制程,通过核心构架升级、8 Core Complex设计大幅降低核心间延迟,更达到19% IPC的提升,这代Ryzen处理器能否在单核与游戏性能中夺得王冠,最终AMD能否全面获胜就让我们一边测试一边说明。

AMD代号Vermeer的Ryzen 5000系列处理器,这代CPU大架构不变下各单元再精进优化,这代架构升级的理念则是:提供更高的1T / IPC性能、统一核心与快取的8 core Complex设计降低延迟,领导PC市场的每瓦性能王者。

Zen 3大架构不变,同样有着SMT多执行绪,以及State-of- the-Art分支预测设计,具备着I-cache 32k, 8-way、Op-cache, 4K instructions、D-cache 32k, 8-way与L2 cache 512K, 8-way等快取设计,并有着4指令/周期解码或从Op-Cache处理8 ops解码,以及每周期调度6 ops指令给Int、FP单元。

执行能力上有着4 INT单元、专属分支与储存资料单元以及每周期3 address generations;而每周期可执行3 Memory ops操作、3 Loads per cycle或2 Store per cycle;TLB缓冲器则有着L1 64 entries I & D, all page sizes、L2 512 I, 2K D;并且可每周期处理两个256-bit FP乘积。

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

Zen 3主要改变之处在于,前端加大L1 BTB 1024 entries以及提升分支预测频宽,而在分支预测时不会产生气泡,并且能在预测错误时有着更快的回复速度,以及加速Op-Cache fetches排序与优化Op-cache pipes切换优化。

Int执行单元有专属branch与st-data pickers,如今可一个cycle处理10 issues,并且降低切换float与int ops指令延迟,FP单元则有着6-wide dispatch与issue能力,还有着更快的FMAC乘积累加运算。

Load / Store方面则升级存取频宽,每周期可进行3 loads或2 stores的操作,而且在指令操作上更有弹性,并增强内存Dependence Detection与TLB 6 table walkers等。

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

这代AMD改变以往Zen初始的4 Core Complex(CCX)核心设计,以Ryzen 9 3950X为例,在Zen 2架构下3950X采用2颗CCD晶片,而每个CCD当中包含2组4 Core Complex(CCX) ,如此一来可组成16核心32执行绪,但是4组CCX间的核心传输延迟、快取延迟相对高了许多。

而在Zen 3架构下Ryzen 9 5950X同样采用2颗CCD晶片,但每个CCD当中只有1组8 Core Complex(CCX);如此一来,8个核心间共享32MB L3快取,属于Ring系统架构设计,而每个核心还有着各自独立512K L2快取。

如此一来,可有效降低核心之间的延迟,以及核心到快取间的延迟,而这设计也对IOD负责的内存延迟有着改善。

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告
AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

针对电脑安全方面,Zen 3也有着全面的防护,像是SME、IBC、GMET、UMIP与Control-flow Enforcement(CET)等安全防护;针对工业标准扩展ISA Expansion也有着更完整的支援。

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告
AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

总之Zen 3的设计目标示成为最强的游戏处理器,有着19% IPC提升,并以8 Core Complex共用32MB L3快取降低延迟、加速内存快取存取,并且有着更高CPU时钟频率,让游戏玩家能在这代获得更出色的游戏性能。

当然AMD也不忘提到5nm、Zen 4也在研发当中,而这可能会在2022年有更多的消息。

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告
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Ryzen 5000系列游戏首选:5950X、5900X、5800X、5600X

AMD Ryzen 5000系列首发4颗新处理器,分别是Ryzen 9 5950X 16C32T、Ryzen 9 5900X 12C24T、Ryzen 7 5800X 8C16T与Ryzen 5 5600X 6C12T,这代型号跳过4000不用,维持相同的核心、执行绪、TDP等规格。

CPU时钟频率上,5950X 3.4GHz起到最高4.9GHz Boost能力,而5900X、5800X与5600X相对有着较高的基准时钟频率,而Boost时钟频率也上到4.8GHz、4.7GHz与4.6GHz;这次4颗处理器当中只有65W的5600X有赠送Wraith Stealth风扇,其余105W的处理器,AMD建议使用高阶塔扇或240mm+ AIO散热器。

价格上,Ryzen 5000系列处理器小涨50美金,因此首波推出时会与目前Ryzen 3000处理器共存;至于是否要多加点预算上到Ryzen 5000处理器,这19% IPC提升与延迟降低,真的能让将Ryzen送上“最强游戏处理器”的宝座吗!

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告
AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

由于这代IOD没有改变,因此AMD并不会推出新的主机板晶片组,各主板厂商则是依据计画更新自家X570产品;目前市场上AMD 500系列主板,都可在处理器上市时获得BIOS更新,采用新版AGESA 1.1.0.0更新获得更好的体验。

若是AMD 400系列主机板,目前正由板厂们赶工开发支援Ryzen 5000处理器,但实际提供BIOS更新支援新处理器,可能要等到2021年1月,而确切更新时间则依板厂公布的为准。

此次性能解禁首测的是两颗高阶的Ryzen 9 5950X与Ryzen 9 5900X处理器,由于这两颗都不含散热器,因此处理器的包装相对简单了些,而测试则会使用ASUS ROG Crosshair VIII Hero主机板进行测试。

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告
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AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

Ryzen 9 5950X与5900X处理器性能、渲染测试

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

此次测试重点不外乎是Ryzen 9 5950X与5900X处理器的单核、多核性能,以及跟i9-10900K对比PC性能、游戏性能最终AMD能否挑战成功,夺下最强游戏处理器之封号;本次测试平台如下表所示,内存采用DDR4-3600 8GB*2,并使用NZXT X62 280mm AIO散热器进行测试。

首先,CPU-Z检视AMD Ryzen 9 5950X与5900X处理器信息,代号Vermeer的7nm制程处理器,5950X有着主流平台最高16核心、32线程、5900X则是12核心、24线程,两颗预设为105W TDP热功耗,而CPU温度限制TjMax则是90°C。

搭配ROG Crosshair VIII Hero主板测试,BIOS更新至测试版0508,內存则是双通道DDR4-3600 8GB*2。

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CPU-Z Ryzen 9 5950X
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CPU-Z Ryzen 9 5900X

CPUmark99测试处理器的单核心性能、RAM与时钟频率,通常单核心的IPC、时钟频率高即可获得相当高的分数。

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这性能以往都是Intel占据优势,但是Ryzen 9 5950X获得893分、5900X获得879分的成绩,都赢过预设频率的i9-10900K;而5950X与5900X对比上一代在单核性能有着12.9%与9.5%的性能提升,若与i9-10900K相比则是2.4%、0.8%的单核领先。

CINEBENCH R15,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体。

多核心性能以16核心的5950X夺冠4385分、5900X也有着3651分的成绩;而5950X与5900X多核性能对比上代则有9.1%、15.4 %的性能提升,单核方面则有着30%与26.4%的提升。

最终在多核、单核等性能测试都赢过i9-10900K。

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CINEBENCH R20,AMD御用的CPU性能测试工具,新版本采用更复杂的测试场景,相对更能测试出多核心处理器的性能差异。

R20测试同样的状况,5950X获得破万10084分、5900X也有着8525分的成绩,单核方面5950X有着648分、5900X则是639分,并都赢过i9-10900K 535分的单核成绩。

性能提升上5950X与5900X多核性能比上一代有着10%与18%的提升、单核性能则是22%与18%升级表现,这满是诚意的性能增长,对于需要创作与游戏的玩家来说再好不过。

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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的性能,评分为计时以秒为单位。

这测试5950X最快46秒完成任务、5900X也有着58秒的成绩,更因为时钟频率提升、延迟降低后,性能紧追着3950X。

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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体,而此工具可针对CPU进行光线追踪的渲染图像的运算性能测试,CPU评分以ksamples每秒计算数为单位。

结果同样是5950X拔得头筹30090 ksamples、5900X更以24871 ksamples紧追3950X的性能。

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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。

这测试的状况与上述相同,面对CPU渲染还是核心多叫有优势,5950X有着8647.91 PPS的运算能力,5900X则以7442.2 PPS紧追3950X的性能。

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Blender是跨平台、开放源码的3D创作工具,支援着各种3D作业:Modeling、Rigging、Animation、Simulation、Rendering、Compositing与Motion Tracking等。而测试,则以Blender Benchmark 2.8.2进行Demo专案的渲染工作测试。

测试运算时所花费的时间,以秒为单位时间越短越好,这测试结果也是由5950X于各项都有着最快的运算性能,而这测试上5900X也是稍微落后3950X,这意谓着这代架构升级、时钟频率提升下,带来扎实的性能升级。

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Ryzen 9 5950X与5900X影片输出H.264 / H.265测试

除了展现CPU运算性能之外,现在也因为直播、Youtuber等工作让,让影片剪辑的需求增加不少,这段则以Adobe Premiere Pro进行测试,这套也是较多工作室、Youtuber等影像工作者所使用的基本影片剪辑软体。

但是当Premiere Pro 2020更新之后,主要采用GPU编码引擎加速,虽然CPU也有着工作负载,但使用量反而是GPU > CPU的情况,因此若影片专案套用较多特效时,这输出性能就单靠GPU发挥,因此比较的处理器性能相当。

但公司拍摄的这支1080p60 H.264开箱影片,在输出转档时依旧是使用GPU H.264编码引擎,但却还是有着输出性能差异,而且反而是i9-10900K获得较快的转档性能。

从这点来看,若使用最新版的Premiere Pro软体,未来若想升级输出、回放速度,可能选择GPU会比较划算;而这段测试笔者日后会也会在调整。

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另一方面,使用 X264 / X265 FHD Benchmark 进行影音编码测试,这段就单纯使用CPU进行编码,结果则是5950X在X264 88.4fps、X265 82.3fps的性能夺冠,而5900X则在X264 81.8fps赢过3900X。

这代时钟频率提升、延迟降低、19% IPC升级之下,对于CPU影音编码上也有着更快的处理速度。

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另一个AMD的主战场,照片转档则以Lightroom Classic CC(9.3)版本测试,对100张D750拍摄的RAW档进行自动白平衡、自动设定、镜头校正等步骤后,输出2048长、300 DPI的jpg图像并加注水印等操作。

这段性能则是5900X与3900X获得最快的照片转档输出89秒、85秒,相对核心较高的5950X与3950X则需要115秒的时间,但都比i9-10900K的139秒快上许多。

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Ryzen 9 5950X与5900X内存、压缩、电脑性能测试

內存测试则使用AIDA64进行,在同样DDR4 3600 8GB*2內存配置下,內存读写性能相当,但Ryzen系列的速度较Intel稍快;因为5950X与5900X采用2x CCD配置,因此內存写入性能与读取相当。

內存延迟方面,5950X 58.3ns、5900X 62ns都比上一代表现要好,但因为Ryzen采用IOD负责內存控制,因此CCD到IOD之间还是有着延迟,这点AMD就通过加大CPU L3缓存扛起这性能差距。

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AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告

WinRAR压缩性能,从以往测试可知其偏好时钟频率高、延迟低的CPU性能,这也是第一次AMD在这赢过Intel。5900X获得最高53299 KB/s的性能,赢过5950X的40929 KB/s,性能比上代提升80%之多。

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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,则以电子表格与文书工作为测试项目,至于Digital Content Creation图像内容创作上,则是以相片/视频编辑、渲染与可视化进行测。

从PCMark 10总分来看,5900X以7836分高于5950X的7562分,并且赢过i9-10900K的7715分;上一代3950X由于核心提升之下延迟也较高,在这项目得分较低,但这代同样核心数却可有着15%的电脑性能提升。

但细看Essentials项目反而还是i9性能较好,至于Productivity与Digital Content Creation则是5900X与5950X性能最强。

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PCMark 10 Application测试,则是以Office Word、Excel、PowerPoint与Edge等实际软件进行电脑生产力性能测试。

从总分来看5950X与5900X有着相当的13000分的亮眼成绩;但理性来看,这5颗处理器对基本Office应用来说,其性能都是绰绰有余,一般使用下难分难舍。

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SYSmark则是较多企业、OEM在购买电脑时会参考的测试成绩之一,但相对一般用户相对少接触这套测试软件。新版本的SYSmark 25采用实际应用进行测试,分为Productivity、Creativity与Responsiveness三类。

使用的程序包含Adobe、Microsoft Office等整套软件,以及Audacity、AutoIt、Corel WinZip 24.0 Enterprise、Google Chrome等新版应用,并以多程序开启的状态下进行视窗切换,来测试系统的反应速度,测试相对严谨但也需要花费更多的测试时间。

测试结果可见5900X以1629分于各项成绩压制i9-10900K,对于真实应用性能,这代AMD靠着构架优化、降低延迟,于各方面都能赢过Intel。

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Ryzen 9 5950X与5900X游戏性能测试

游戏性能先以3DMark进行测试,这也是目前相当主流的游戏绘图性能测试工具,显卡使用RTX 3080来比较不同CPU对于游戏绘图性能的差异。

整体性能来看,在DX11的Fire Strike测试上5950X获得36017分、5900X也有着34132分的高分成绩;而在DX12的Time Spy测试上则是总分差不多的状况。

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9款游戏性能测试,从入门的《F1 2020》赛车游戏、《古墓奇兵:暗影》、《战争机器5》、《全境封锁2》、《地平线:期待黎明》,以及吃重性能的《边缘禁地3》、《刺客教条:奥德赛》、《战栗深隧:流亡》与《碧血狂杀2》等。

这段测试主要是衡量CPU在处理游戏画面时的性能,因此以1080p分辨率、预设特效最高等设定,确保RTX 3080能有足够的性能,让游戏能反应出CPU性能的差异。

测试的9款游戏当中AMD Ryzen性能领先的有6款、其中也有2款是Intel性能较好、1款游戏平手;实际差异都在10fps以内,仅只有《战争机器5》性能差异较大。

从结果来看5950X与5900X对比上代有着11%与12%的游戏性能提升,对比i9-10900K则是1.6%与3.5%的游戏性能领先;对于AMD玩家来说,如今可同时拥有创作与游戏性能,最后只要AMD能稍微保住性价优势,那这代Ryzen 5000系列真的无可挑剔。

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Ryzen 9 5950X与5900X温度与功耗测试

压力测试方面,测试都使用NZXT X62 280mm AIO水冷散热器,分别比较AIDA64 CPU与FPU烧机,以及最高的Prime95 v29测试;一般电脑使用,比较接近AIDA64模拟的温度表现,而Prime95则是该平台(CPU)最高温度与耗电的状况。

AIDA64压力测试,相对贴近一般电脑使用状况,5950X 66°C、5900X 67°C的温度表现,但因为Precision Boost 2自动超频的关系,CPU时钟频率已经降至44.8x、45.8x,相较于i9-10900K维持49x的情况下温度也一样64°C左右。

接着AIDA64 FPU压力测试下,5950X 38x与5900X 42x的时钟频率下温度也比上一代处理器还低,至于Prime95 v29测试两者的时钟频率又降到更低的状况,因此温度表现都还算不错。

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功耗方面,计算电脑整机功耗,由于Precision Boost 2的机制,让5950X与5900X整机功耗最高只到235W、220W左右,提供给各位参考。

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Ryzen 5000系列手动超频全核4.7GHz平均值

随着Zen构架处理器推出,一路上看着Ryzen 1800X全核4GHz、2700X 4.2GHz、3800X 4.4GHz到3900XT 4.5GHz的全核超频能力提升,而这代Ryzen 9 5950X则可达到全核4.7GHz频率,并可通过Cinebench R20 CPU性能测试。

这代Ryzen 5000系列大部分都落在全核4.7GHz频率,而手边测试5950X与5900X在4.75GHz、电压1.375v、L1负载平衡设定下,可通过Cinebench R20 CPU测试,达到12229 PTS与9299 PTS的成绩。

AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告
AMD Ryzen 9 5950X和5900X测试报告
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地表最强游戏处理器的宝座真的要拱手让给AMD,这代Ryzen 5000凭着Zen 3构架的更新与8 Core Complex的升级,不仅达到19% IPC提升更大幅降低核心间、核心缓存间的延迟,让5950X与5900X可有着更强悍的游戏性能,与上代相比有着12%游戏性能提升,更能在游戏表现上胜过i9-10900K。

除了游戏性能提升,频率提升、延迟降低,也让5950X与5900X在PCMark、SYSmark等电脑性能测试中,不会因为核心较多之下担搁了性能,在两大电脑性能测试中都能赢过频率更高的i9-10900K,这次Ryzen真的毫无悬念。

从Zen到Zen 2/+这几代,AMD都以多核性能、性价优势来与Intel批敌,过往自知在单核性能、时钟频率、延迟上无法与之较劲,但这代Zen 3却直攻「单核性能」,Cinbench R20的1T成绩达到648 pts(5950X)、639 pts(5900X)轻松赢过i9-10900K,这优势也可在CPUmark99、WinRAR等应用中颠覆以往表现。

最终对于AMD玩家来说,若追求的是最强游戏处理器,或者平常工作使用上单核性能影响较大,那建议选择新推出的Ryzen 5000系列处理器,尤以Ryzen 9 5950X、5900X可同时兼具创作与游戏所需的性能。

若是单纯游戏玩家则可选择6核的Ryzen 5 5600X,以及上至电竞、直播通用的8核Ryzen 7 5800X等选择,而这两颗处理器也会在日后补上性能测试提供给各位参考;但是,若各位相较于游戏性能胜出,更在意的是性价优势那可继续选择Ryzen 3000系列处理器,现阶段这还是AMD性价最优的产品。

AMD一路上不断打磨着Zen构架与Ryzen处理器,如今Zen 3可说是阶段性任务完成(单核、多核、游戏性能赢过Intel),紧接着5nm的Zen 4也正在开发当中,AMD又会将PC创作、游戏性能带至何处,就让我们继续关注这CPU大战啰。

  • 本文由 发表于 2020年12月11日
  • 转载请务必保留本文链接:https://www.3cinfo.net/pc-hardware-evaluation/195.html
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