Zen3到Zen4,工艺进步和架构升级

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Zen4架构再次进化,5nm工艺、全新前端、AVX-512带来性能显着提升

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综合来看,Zen4架构带来了IPC 13%的提升,最大加速频率提升至5.7GHz,单核性能最大提升29%。

自从基于Zen的Ryzen处理器诞生以来,AMD的每次升级都对架构进行了重大改进。 其中,最具代表性的包括从Zen到Zen2首次采用独立I/O Die设计,以及从Zen2到Zen3,每4核共享的16MB三级缓存升级为32MB三级缓存由8个核心共享。 这些最终都体现在锐龙处理器的实际表现上,这使得它在与竞品的对抗中表现出色,甚至创造了Zen3面对“三代竞品”而不落下风的奇迹。 那么,这次Zen4又会给我们带来哪些惊喜呢? 从AMD此前公布的数据来看,Zen4架构相比同频率的Zen3带来高达13%的IPC提升。 得益于业界领先的5nm工艺,Zen4架构可以提供高达5.7GHz的加速频率。 总体来说,单核性能提升高达29%。 从微架构的角度来看,这些改进是如何实现的? AMD官方也给出了详细的介绍。

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我们先来概述一下Zen4微架构升级的要点。

●分支预测已升级

● 更大的操作缓存

●大指令失败队列

●更大的整数/浮点寄存器文件

●贯穿核心的更深的缓冲区

●浮点单元提供节能AVX-512支持

●提高装载/存储效率

●二级缓存增加至1MB/8-Way

从概览中可以看出,Zen4微架构的前端、执行引擎、加载/存储和缓存都进行了升级,并且增加了可以大幅提升浮点性能的AVX-512指令集。 在视频编解码、科学计算、AI加速方面可以获得巨大的性能提升。 下面我们就来看看详细的介绍吧。

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在前端部分,Zen4重点改进了分支预测,从Zen3的每周期1个升级为2个,分支目标缓冲区(BTB)也有所增加。 L1 BTB提升了50%(从2×1K升级到2×1.5K),L2 BTB也提升了近8%(2×6.5K升级到2×7K)。 操作缓存(Op Cache)增加了68%,每个周期可以执行9个宏操作(Zen3是8个)。 每个周期提供 6 次整数和浮点运算。

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在执行引擎部分,无效指令队列增加了25%,为整个核心提供了更大的整数/浮点寄存器文件和更深的缓冲区。 实现每周期 10 个整数 + 6 个浮点的发行带宽。

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在加载/存储部分,加载队列增加了22%,数据缓存端口冲突进一步减少,L2 DTLB增加了50%。 每个周期可以完成3次内存操作,最多实现3次加载和2次存储,并提供6个Table。

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在缓存层次上,将二级缓存增加到1MB,带来更高的效率。 每个核心可以支持更多从二级缓存到三级缓存以及从三级缓存到内存的未命中。 此外,与Zen3一样,Zen4也在单个CCX的8个核心之间共享32MB L3缓存。

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Zen4新增加的对AVX-512的支持是比较值得关注的一点。 根据官方数据,与Zen3相比,在支持AVX-512的ONNX运行时性能测试中,Zen4的多线程FP32浮点性能能够得到提升。 131%,多线程Int8整数性能可提升247%。 而且,Zen4处理器在执行AVX-512指令集时不会降低频率(不会像Intel处理器那样需要较低的AVX-512频率来保证不会过热)。 这也是5nm先进工艺带来的。 高能效比奖金。

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Zen4继续采用CCD芯片加IOD(I/O Die)的小芯片组合。 全新IOD芯片不仅采用了比Zen3 IOD 12nm工艺更先进的6nm工艺,还首次集成了RDNA2显示单元。 当然,这意味着所有Ryzen 7000桌面处理器都将标配RDNA2核显。 另外,Zen4的IOD还优化了AMD总线,提供了DDR5内存控制器,内置28个PCIe 5.0通道(16个用于独立显卡,8个用于直接NVMe,其余4个用于与主板芯片通信),并且还继承了源自移动平台Ryzen 6000系列的低功耗模式。

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我们先来看看Zen4 IOD中内置的RDNA2核显。 它拥有两组计算核心,最高加速频率可达2.2GHz,最高支持4K/60Hz显示输出,并且还兼容模式。 完全具备作为低功耗基础显示设备的资格。 另外还支持AV1解码、H.264/HEVC编解码器、DP 2.0和HDMI 2.1 FRL,多媒体功能也比较不错。

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从Zen4微架构升级汇总图可以看出,Zen4共有9大升级,其中负载队列从72个增加到88个,微操作从4K OPS增加到6.75K OPS(+69%) ,每个核心有两个核心。 一级缓存从 512KB 增加到 1MB,L2 TLB 从 2KB 增加到 3KB (+50%),Int Reg 从 192 增加到 224 (+17%),FP Reg 从 160 增加到 192 (+20%),ROB 重新排序缓存从 256 增加到 320 (+25%),L1 BTB 和 L2 BTB 分别从 2×1K 和 2×6.5K 增加到 2×1.5K (+50%) 和 2×7K (+8%)。 当然,你可能也注意到了Zen4的L2和L3延迟略有增加。 事实上,这也是结合其他升级进行的改变。 我们需要关注的其实应该是最终的性能提升。

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那么Zen4架构的这样的提升到底带来了多大的性能提升呢? 从官方数据来看,相同4GHz频率下,Zen4的IPC提升高达13%。 从右侧示意图可以看出,Zen4微架构前端的改进带来的性能增益比例最高,其次是加载/存储部分和分支预测部分,最后是二级缓存和具有两倍容量的执行引擎。

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电气部分,5nm工艺的Zen4核心电压相比Zen3进一步降低了约4.8%,对于提高能效比也非常实用。 从物理规格上来说,5nm工艺让Zen4的集成度有了很大的提升。 其CPU Die从Zen3的80.7mm2减少到70mm2,而晶体管数量则从41.5亿个增加到65亿个。 同样的,6nm工艺也提升了Zen4的IOD。 在面积减少3mm2的前提下,晶体管数量从20.9亿个增加到34亿个。 那么,更高的集成度会影响热性能吗? 这个问题将在后面的实际测试中得到解答。

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总的来说,得益于5nm工艺的能效优势,同等性能下Zen4比Zen3能效提升62%; 并且在相同功耗下,Zen4的性能比Zen3高出49%。 这样的提升程度可以说是相当可观了。 接下来我们就来看看Ryzen 7000桌面处理器的具体产品。

全部到位!首发评测包4 Ryzen 7000抢先看

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Ryzen 7000系列评估套件包含首发的全部4U型号,将于9月27日正式发布。人民币价格分别为5499元、4299元、2999元和2249元,比上一代更加优惠。

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Ryzen 7000系列采用全新AM5封装,其独特的“章鱼”造型辨识度极高。

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拆下顶盖后,您可以看到 Ryzen 7000 上有两个 5nm CCD 和一个 6nm IOD。

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Ryzen 7000家族中有4款产品首次亮相,我们拿到了所有型号。 旗舰Ryzen 9 7950X拥有16核心32线程,基础频率4.5GHz,最高加速频率5.7GHz(F-MAX频率可进一步提升至5.85GHz),16MB二级缓存(每核1MB)和64MB L3缓存(每个CCD配备32MB),TDP为170W。 从这个规格我们可以看到,Ryzen 9 7950X在最高频率方面已经超越了Core i9。

次旗舰Ryzen 9 7900X拥有12核心24线程,基础频率4.7GHz,最大加速频率5.6GHz,TDP为170W。 缓存部分也满足核心数量的规格。 二级缓存为12MB,而共享三级缓存则保持最大64MB容量。

这次首发的8核主力并不是之前大家猜测的Ryzen 7 7800X,而是Ryzen 7 7700X,基础频率4.5GHz,最大加速频率5.4GHz,TDP 105W,其缓存单个CCD的配置自然是8MB。 3级缓存+32MB 3级缓存。 或许AMD保住Ryzen 7 7800X的地位,未来会给玩家带来惊喜。

大家特别关心的甜点Ryzen 5 7600X当然是6核12线程,基础频率4.7GHz,最高加速频率5.3GHz。 根据官方数据,整体游戏性能甚至超越了Core i9。 或许这一次锐龙5想要玩一把“木庙拳”。

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整个Ryzen 7000系列只能与使用AM5接口的600系列主板一起使用。 该内存仅兼容 DDR5。 支持AMD专门针对DDR5内存“一键超频”推出的EXPO技术,可以大幅提升内存频率,降低内存延迟,从而获得更好的效果。 游戏体验。 而且,AMD官方表示,在使用DDR5 6000时(总线频率设置为自动),Ryzen 7000的内存控制器频率和内存频率正好是1比1,此时具有最佳的延迟性能,因此DDR5 6000是 Ryzen 7000。“最佳点”内存设置。

另外,Ryzen 7000内置28条PCIe 5.0通道,16条用于独立显卡,8条用于NVMe固态硬盘,4条用于与主板芯片通信(双芯片X670在两块主板之间还具有PCIe 4.0×)芯片)4 带宽)。 这意味着AM5平台可以直接从处理器提供最多两个PCIe 5.0×4 M.2插槽,而不占用显卡的PCIe通道。 可以说,Ryzen 7000在PCIe 5.0高速存储方面已经做得很好了。 为“奋斗未来”做准备。

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对于Ryzen 7000的主板部分,AMD发布了四款600系列主板芯片(套),包括X670/X670(采用双芯片组合)和B650/B650。 这些版本针对的是发烧友和高性能用户。 比如顶级旗舰X670支持双PCIe 5.0显卡插槽和双PCIe 5.0 M.2插槽,还拥有600系列主板中最强的超频能力。 此外,X670和B650标配至少1个PCIe 5.0显卡插槽和1个PCIe 5.0 M.2插槽; B650 标配至少 1 个 PCIe 5.0 M.2 插槽。

接口方面,AMD 600系列主板均配备AM5处理器插槽,可提供230W TDP输出。 Ryzen 7000的新“章鱼”造型虽然与之前的AM4 Ryzen有所不同,但在散热器卡扣方面是完全兼容的。 只要播放器的散热器性能可用,就无需更换。

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技嘉 X670E AORUS 超级雕塑

测试平台的主板我们选择了技嘉X670E AORUS Super Eagle。 它采用AMD 600系列主板芯片中最高端的X670双芯片组合,并配备豪华的16+2+2相数字电源。 16相处理器电源配备了105A芯片,连接2相核心显示电源和2相辅助电源还配备了90A芯片,达到了顶级旗舰的水平。 此外,主板还搭载了技嘉AOCT技术,可以在预设PBO和全核手动超频模式之间智能切换。 无论是需要单核性能的游戏应用,还是需要多线程性能的专业应用,Ryzen 7000都能发挥最佳运行状态。 处理的最佳频率状态。

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主板为VRM电路配备了强大的堆叠式散热鳍片,内置8mm高效热管和额外的导热贴,为处理器的供电提供了可靠的散热后盾。

X670E超级雕塑除了采用8层2盎司铜PCB外,还配备了采用SMD技术的PCIe 5.0显卡插槽,并配备合金装甲,不仅增加了坚固性,还大大提高了抗冲击能力。 -干扰能力。 内存方面,主板同样配备合金装甲,还支持AMD EXPO一键超频技术,轻松支持DDR4 6400+高频内存。

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存储系统方面,提供2个直出PCIe 5.0×4 M.2插槽,外加2个PCIe 4.0×4插槽,可轻松升级大容量高速SSD。 同时,第一个PCIe 5.0×4插槽还配备了长达1.4cm的超厚散热铠甲,另外三个M.2插槽也配备了加长散热铠甲,充分保证了主板的散热。高速SSD。

接下来我们就来看看Ryzen 7000的实际表现。

实际测试:Zen4综合提升巨大,生产力表现尤为抢眼

测试平台

处理器:AMD 锐龙 9 7950X

AMD 锐龙 9 7900X

AMD 锐龙 7 7700X

AMD 锐龙 5 7600X

散热器:技嘉水雕Pro 360

内存:技嘉AORUS DDR5 6000 16GB×2

主板:技嘉X670E AORUS

显卡:技嘉RX OC 16G魔鹰

硬盘:技嘉AORUS Gen4 7000s SSD 2TB钛雕

电源:技嘉PG5

操作系统:11个专业版

本次测试我们还选择了四款12代酷睿处理器:酷睿i9、酷睿i7、酷睿i5和锐龙5000进行对比。 测试时,主板上开启了BAR功能,并开启了内存的DDR5 6000模式。

实际性能测试

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我们首先看一下基准性能。 可以看到,Ryzen 9 7950X的CPU-Z单核得分达到了807分,比上一代Ryzen 9 5950X提升了100多分,提升了15%; Ryzen 9 7900X、Ryzen 7 7700X和Ryzen 5 7600X也较上一代对位产品提升了约100分,提升幅度更大。

多核方面,Ryzen 9 7950X的成绩再次刷新纪录,达到了接近16000分。 比锐龙9 5950X提升近30%,比酷睿i9提升38%,可见其性能确实强大。 Ryzen 9 7900X的分数也超过了Core i9,与Ryzen 9 5950X的分数相似。 与上一代相比,Ryzen 5 7600X的多核性能也有了很大的提升。 Core i5只是凭借多出的4个小核心才保持了一定的优势。

我们来看看R23的结果。 这里,Ryzen 9 7950X的单核成绩成功登顶,略微击败了Core i9。 不过,与上一代Ryzen 9 5950X相比,提升高达23%以上,非常可观。 R23中主流Ryzen 5 7600X的单核成绩也可以与Core i7持平或略好,这与AMD官方公布的R23性能相符。

R23的多核性能更加抢眼。 Ryzen 9 7950X的得分已经超过38000分,比Ryzen 9 5950X高出近30%。 12核的Ryzen 9 7900X也和Ryzen 9.5950X一样,它们都超越了Core i9。 Core i7和Core i5通过小核心数量相对Ryzen 7 7700X和Ryzen 5 7600X保持一定优势。 R20的情况与R23类似,这里不再赘述。 总之,Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X遥遥领先,堪称天花板级别的存在。 7-Zip多线程测试中,Ryzen 7000完全占据主导地位,Ryzen 7000所有型号均明显超越竞品。

在支持AVX-512的5款机型中,Ryzen 7000系列的性能非常强劲,尤其是单核性能。 所有型号都已经比酷睿 i9 提升了 10%,优势是压倒性的。 在多核性能方面,Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X也是最好的,将Core i9远远抛在后面。 CPU综合测试还包括支持AVX-512的项目,因此测试结果与5类似。Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X远远落后于竞品。 不同的是,这次锐龙7 7700X和锐龙7锐龙5 7600X的表现也优于竞品。

总的来说,从基准测试结果可以看出,Ryzen 7000的单核性能相比上一代确实有很大的提升,而且除了CPU-Z之外,实际渲染测试中的单核性能都超过了比赛的内容。 质量、性能令人满意。 在多核性能方面,Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X是无敌的。

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接下来我们看看生产力方面的表现,首先是Adobe全家桶。 PR 比较多核性能。 在PR中,Ryzen 9 7950X毫无疑问获得了第一名,Ryzen 9 7900X排名第二,Core i9排名第二。 所以想要组装PR编辑主机的朋友就知道如何选择了,Ryzen 7000的多核性能确实太强大了。

在这个项目中,虽然上一代Ryzen 5000在12代酷睿面前显得有些吃力,但Ryzen 7000立刻就找到了自己的位置。 Ryzen 7 7700X的性能已经接近Core i9,Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X并列第一。

对缓存和内存的性能比较敏感。 相比于12代酷睿为Ryzen 5000难胜的局面,支持DDR5的Ryzen 7000可以说是扬眉吐气。 旗舰Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X几乎没有对手。 综合起来,对于使用Adobe全家桶的设计师来说,现在可以从Intel的怀抱中回归AMD了。

最后我们来看看达芬奇17的表现。可以看到,之前的锐龙5000和12代酷睿基本拉不开差距,但是锐龙7000加入战场后,立刻就以一胜一负的优势获胜。优势比较明显。 Ryzen 7 7700X 的性能优于 Core i9。 这个多少钱? 还是有点意外。

总而言之,在视频编辑和图像处理方面,Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X可以说是绝对的强者,已经完全超越了12代酷睿。 Ryzen 7 7700X 和 Ryzen 5 7600X 是更经济的选择。

3D渲染测试怎么样? 可以看到,无论是在V-Ray、POV-RAY、还是AV中,Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X基本是无敌的。 事实上,Ryzen 5000系列的3D渲染性能并不惧怕12代酷睿,但Ryzen 7000确实太强了。 12核Ryzen 9 7900X几乎等于16核Ryzen 9 5950X。 Core i9 肯定更容易。

当然,对于AMD的全大核架构来说,老老实实的大核Ryzen 7 7700X和Ryzen 5 7600X是在追求多核性能应用,相比之下Core i7和Ryzen 5这种依赖小核数量的产品——核心堆线程。 Core i5 的表现稍逊一筹,但它仍然是新平台中更经济的选择。

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最后,我们来到了广大玩家最关心的游戏测试环节。 我们先来看看网络游戏。 在《DOTA2》视频测试中,Ryzen 7000系列可以说是目前性能最好的处理器。 Ryzen 9 7950X 可以实现比 Core i9 高 23% 的帧速率。 主流的锐龙锐龙5 7600X也能与酷睿i9看齐,着实令人印象深刻。 《魔兽世界:暗影国度》是一款MMO游戏,引擎老旧,对CPU性能要求特别高。 从测试结果可以看出,四款Ryzen 7000都明显超越了Core i9,其中Ryzen 7 7700X和Ryzen 5 7600X的性能更出色。 综合来看,《魔兽世界:暗影王国》的远古引擎比酷睿i9要好。 优化应该是最好的。 《最终幻想14》整体差距较小,锐龙7000系列和酷睿i9基本持平。 《全面战争传奇:特洛伊》这款游戏对于Ryzen系列的优化并不是很好,但Ryzen 7000仍然与12代酷睿打成平手,而Ryzen 5 7600X的帧率与酷睿i5相同。

我们来看看传统的3A大作。 在《古墓丽影:暗影》中,Ryzen 7000取得了全面胜利,明显超越了Core i9,Ryzen 9 7950X再创新高,Ryzen 5 7600X甚至追平了Core i9。 《杀手3》是另一款Ryzen 7000以压倒性优势获胜的游戏。 甚至 Ryzen 5 7600X 也击败了 Core i9。 最后我们来看两款赛车游戏。 在《F1 2023》中,锐龙7000系列的帧率接近,全部击败了酷睿i9,优势也很明显。 《Forza ​​n 5》的情况与《F1 2023》类似,Ryzen 7000系列也全面胜过Core i9。

整体来看,Zen4架构的锐龙7000的游戏性能比Zen3架构的锐龙5000强很多。 尽管Ryzen 9 7950X在所有测试中都未能超越Core i9,但它也在主导游戏中取得了显着领先,并缩小了较弱游戏中的相对差距。 整体表现还是令人满意的。

事实上,更有趣的确实是Ryzen 5 7600X,它在大多数游戏中都能实现接近甚至小于超酷睿i9的游戏性能。 为什么Ryzen 5 7600X可以做到这一点? 我们可以看到,Ryzen 5 7600X的最高单核频率可以跑到5.45GHz,在游戏中甚至可以保持全核5.45GHz,这为其游戏性能提供了充足的保证。 对于主流游戏玩家来说,买这款U确实相当香。

功耗和温度性能

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功率方面,从R23测试机情况来看,Ryzen 5 7600X、Ryzen 7 7700X、Ryzen 9 7900X和Ryzen 9 7950X满载下的最大功率分别为108.375W@全核5.25GHz、134.726W@全核核心5.1GHz分别为188.901W@全核5.1GHz和215.622W@全核5.1GHz,这个功率在这个频率下都能保持,可见5nm Zen4架构的能效比是非常强大的。 另外,从AMD的推荐来看,一个240/280的水冷基本上可以包揽所有的Ryzen 7000。 温度方面,虽然在测试机的极限条件下温度比较高,但基本都在60的水平正常使用时°C~70°C(室温28°C左右)。 事实上,并没有比12代酷睿更高的散热要求。 玩家们可以不用担心。

综合显示性能

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值得一提的是,这次Ryzen 7000系列集成了RDNA2显示单元,玩家不再需要购买亮机卡。 这款RDNA2集成显示器虽然只有2个CU,但频率却高达2.2GHz,所以性能并不算太弱。 GPU分数甚至可以达到733分。 《英雄联盟》在最高画质下可以拥有1080P以上的平均帧率。 在1080P分辨率低画质下玩《元神神3.0》在须弥上也能维持60fps左右,应对轻量级游戏和娱乐没有太大问题。 此外,Ryzen 7000的集成显示器还支持AV1解码、H264和H265硬件编解码器,并且可以与独立显示器同时使用。 游戏直播时用它来辅助编解码也是非常酷的。 交付得很好。

总结:Zen4诚意大升级,平台稳定三年!

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现在做一个简单的总结。 5nm工艺Zen4架构的Ryzen 7000厉害吗? 确实非常强大。 Ryzen 9 7950X的默认频率运行在5.75GHz以上。 PBO开启后,最高频率甚至可以达到5.9GHz以上。 这次AMD终于可以说竞品的频率不够高了。 此外,Ryzen 7000还将消费级桌面处理器的多线程性能提升到了一个新的水平,在生产力创造方面的表现赢得了大胜,将对手的12代酷睿远远甩在身后。 。

在游戏性能方面,Ryzen 7000相比12代酷睿优势明显,尤其是在《魔兽世界:暗影国度》、《古墓丽影:暗影》、《杀手3》等游戏中。 Ryzen 5 7600X甚至在一些游戏大作中表现超过了Core i9,可以说非常抢眼。 别忘了,这只是Ryzen 7000游戏性能的第一次表现。 未来在驱动、操作系统、游戏、主板BIOS的多重优化下,一定还有更多的潜力可以挖掘。 对于想要尝试Ryzen 7000的游戏玩家来说,Ryzen 7 7700X和Ryzen 5 7600X可以说是甜品选择。 适中的核心数量和较高的全核频率更适合游戏应用,而Ryzen 9 7950X和Ryzen 9 7900X则更适合追求极致生产力的设计师用户。

那么Zen4平台的保值性如何呢? 我们知道,AMD的AM4平台自诞生以来已经持续了5年多,AMD用户无需将主板从Zen、Zen+、Zen2更换为Zen3,这在DIY史上是绝无仅有的。 而且AMD承诺AM5平台至少会持续到2025年,这意味着玩家们可以放心,如果换新平台的话,再过3年就不用换主板内存了。

而且,起售价方面,四款锐龙7000处理器售价分别为5499元、4299元、2999元、2249元。 与上一代Ryzen 9 5950X、Ryzen 9 5900X和Ryzen 7 5800X相比,它们有所降低。 550元、200元、200元,对消费者来说也算是让利了。 与竞品的涨价相比,可以说是太有诚意了。

另外大家注意到,这次Ryzen 7000只支持DDR5内存。 虽然初期升级成本稍高,但从另一个角度来看,这无疑会加速DDR5的降价,使其更早普及。 虽然PCIe 5.0尚未在消费级产品中安装,但显然AMD也会对其起到一定的推动作用。 总的来说,AM5平台这些前瞻性的“暖未来”规格升级对行业具有积极作用,也将在一定程度上带动行业升级的速度。

总而言之,AMD这次在Zen4上交出了一份满意的答卷。 它不仅实现了承诺的性能提升,还提供了一个集成各种先进规格的稳定平台,可以持续至少三年而不落后。 对于玩家入手新电脑来说确实是一个不错的选择。

好了,今天的主题就讲到这里吧,不管如何,能帮到你我就很开心了,如果您觉得这篇文章写得不错,欢迎点赞和分享给身边的朋友。

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