March 15, 2024

评选AMD史上五款最佳CPU

昨天发了一篇回顾Intel CPU的文章《评选英特尔史上五款最佳CPU》,有小伙伴留言希望聊一聊AMD。那么今天就来选出AMD几款标志性CPU,谈一下各自的发展历程。这几款都是我们认为在技术革新和市场竞争中的获得重要成就的代表作。

在过去几十年里,AMD凭借其创新的处理器技术,在与Intel的激烈竞争中取得了显著的进展。从最初作为Intel的合作伙伴,到发展成为一家独立的CPU制造商,AMD通过不懈的努力和创新,逐步确立了自己在半导体行业中的地位。

2002年 Athlon XP 1800+

AMD的早期成功与Intel的合作关系密不可分。最初,AMD作为Intel CPU的备选供应商,为IBM的个人电脑提供x86处理器,这不仅为AMD铺设了进入半导体行业的道路,也为其日后成为独立CPU制造商奠定了基础。虽然之后与Intel发生法律纠纷,但AMD终获得x86架构的使用权,这一转折对AMD的发展产生了深远影响。

起初,AMD通过模仿Intel的CPU设计,从K5到K6逐步发展出自己的架构。不过和当时Intel的Pentium系列比,还无法构成竞争力。AMD的第三次尝试——K7架构——带来了突破性的成功。K7架构不仅性能上超越了Intel的Pentium III处理器,更重要的是,在相同的时钟频率下实现了更快的速度,从而证明了除了频率和缓存外,处理器的架构设计同样至关重要。

AMD的K7架构所推出的Athlon处理器成功达到了1 GHz的里程碑,比Intel更早实现此成就。Intel随后推出Pentium 4,通过更高的时钟速度和较低的每时钟周期指令数(IPC)企图重夺市场领导地位。AMD的全新Athlon XP处理器展现了其不俗的竞争力。Athlon XP 1800+在多项基准测试中胜过了Intel的2 GHz Pentium 4处理器,尽管Intel采用了更新的架构和更高的频率。

Athlon XP的推出也改变了CPU命名的传统方式。AMD认识到,如果继续只根据时钟速度来区分和命名CPU,将不利于其产品在市场中的竞争。因此,Athlon XP的型号命名反映了其与竞争对手Intel型号的性能比较,如1800+意味着其性能大约相当于1.8 GHz的Pentium 4。

虽然随着时间推移,Pentium 4的速度不断提升,Athlon XP渐渐失去了优势,但它在市场上依然具有竞争力,并在原有Athlon CPU的基础上为AMD赢得了较长时间的优势。在技术飞速发展的环境中,单一架构能保持长时间的竞争力极为罕见,K7架构的持久力证明了AMD在处理器设计和创新领域的强大实力。

2004年 Althon 64 3000+

在21世纪初期的处理器市场上,AMD和Intel之间的竞争达到了新的高度,尤其是在64位计算的领域。当时,AMD凭借其K8架构和AMD64技术,成功在技术上对抗了Intel的Itanium和Pentium 4处理器,这一结果不仅展现了AMD的技术创新能力,也反映了Intel策略上的一些失误。

Intel的Pentium 4采用NetBurst架构,强调高频率以提升性能,这一策略在初期看似有效,但随着频率的进一步提升,问题逐渐显现。高频率导致的高能耗和发热问题,以及对提升指令每周期执行数(IPC)的忽视,最终限制了Pentium 4的性能提升。Intel计划推出的4 GHz版本Pentium 4因技术和制造难度而被取消,标志着NetBurst架构的终结。

与此同时,AMD通过推出基于K8架构的Athlon 64处理器,成功把握了64位计算的转型机遇。与Intel选择开发全新的Itanium架构不同,AMD选择了一条更为经济且保险的路径——直接扩展现有的x86架构,推出了AMD64技术。这一举措不仅保留了对现有32位应用程序的兼容性,也为AMD赢得了市场和开发者的支持。AMD64指令集(后来被称为x86-64)确保了向后兼容性,同时开启了个人计算向64位时代的过渡。

然而,AMD的技术优势并未直接转化为市场优势。Intel通过与OEM厂商如Dell和HP的排他性交易协议,限制了AMD产品的进入。这种策略在短期内保护了Intel的市场份额,但也引发了一系列法律诉讼,指控Intel滥用市场支配地位。尽管Intel在一些案件中遭到罚款,但AMD的市场和财务状况也因此遭受重创,花了10多年时间才慢慢走出来。

这一时期的AMD虽然在64位计算时代初期取得了关键的技术路径胜利,但Intel的市场策略和资源优势使得这一胜利难以转化为市场上成果。这段历史反映了激烈的竞争中保持持续创新和公平竞争环境的重要性。

2017年 Ryzen 7 1700

在2010年代初期,AMD经历了一段低谷期。虽然Athlon 64在2000年代中期获得成功,但由于各种原因,公司的财务状况却持续恶化,其在CPU和GPU项目上的投资变得捉襟见肘。随着K10架构的Phenom CPU的发布,AMD回退到了CPU市场的第二阵营。而接下来基于Bulldozer架构的FX处理器系列也没有获得成功,让AMD与Intel在尖端技术竞争中的差距变得更大。到了2015年,许多人预测AMD可能会破产。

尽管面临诸多困难,AMD仍旧规划着未来能够东山再起,推出能够与Intel竞争,甚至超越Intel的CPU。这里要提一下苏姿丰,苏妈是2012年从IBM加入AMD,2014年出任CEO,如前所述,当时AMD正处于存亡之际。在她带领下,Bulldozer架构被逐步淘汰,取而代之的是一个既传统又激进的新架构。这一新架构在单线程性能和多线程技术上跟随Intel的脚步,且能够仅用一个芯片服务几乎整个CPU市场。这一新架构被代号为Zen,AMD寄希望于它能够复兴公司。

Zen架构问世的时代,正好Intel也处于一个尴尬期。也许是市场缺乏有力的竞争对手,也许是自身技术出现瓶颈,当时Intel每年新型号的迭代,性能提升非常有限,被戏称为牙膏厂。PC游戏玩家对Intel的态度逐渐变得不满。AMD借此机会,将这种负面情绪转化为对即将推出的基于Zen架构的Ryzen游戏CPU的炒作。AMD不惜成本地推广,于2016年末以“新视界”(New Horizon)为标题公布了Ryzen,邀请了Geoff Keighly开场直播,并在2017年初的CPU发布会上邀请了众多记者。公众因此对此充满期待。

在发布日,以现在的眼光看,Ryzen 1000系列的表现不能称之为完美,但标志性产品Ryzen 7 1800X确实提供了60 FPS的游戏体验,虽然当时Intel的第七代CPU表现更佳。但如果人们追求最佳性价比,Ryzen 7 1700无疑是最佳选择。当时仅需330美元,就能购买到一款在几乎所有多线程任务中都能与Intel的高端桌面级Core i7-6900K匹敌的CPU。考虑到6900K的售价为1100美元,且需要配备昂贵的主板,1700显然是更经济的选择。1700在游戏性能上也足够出色,功耗低,且可以通过超频进一步提速。

首代Zen架构的真正天才之处不仅仅在于接近Intel的性能,而是在于它重新思考了处理器的制造方式。传统的处理器市场策略是基于同一架构制造几种不同的芯片,以满足各个细分市场的需求。相反,AMD设计了一款单一的Zen CPU,可以与单个封装上的其他CPU芯片连接。这种设计不仅经济高效,而且极大地简化了大型CPU的制造过程。

在Zen之前,AMD最大的服务器CPU拥有16核心。通过将四个Zen CPU集成到一个封装中,AMD将核心数提升至32。同时,AMD也重新进入高端桌面市场,推出了拥有16核心的Threadripper CPU。AMD的这一转变堪称奇迹。消费者终于可以购买到优质的AMD CPU,CPU市场的氛围也终于热了起来。

2019年 Ryzen 9 3950X

Ryzen 让 AMD 重新站了起来,但其第一代和第二代产品并没有让 AMD 完全回到 Athlon 的辉煌年代。当Intel在 2018 年底推出第 9 代 CPU 时,AMD 在核心数量上不再有优势,可以说除了价格其他方面都落后了。AMD 没有循序渐进地升级 Ryzen,而是将有限的资源投入到 Zen 2 上,希望能与英特尔即将推出的 10nm Cannon Lake CPU 竞争,实现代际大飞跃。

AMD的Zen 2架构的推出,不仅标志着该公司技术进步的一个巨大飞跃,也是其与Intel竞争史上的一个转折点。通过Zen 2,AMD成功实现了在高性能处理器市场上的强势回归,挑战了Intel长期以来在该领域的主导地位。

Zen 2架构的引入,带来了多项重大技术创新:

核心IPC提升:与前一代Zen相比,Zen 2实现了大约15%的指令每周期(IPC)提升,加之L3缓存容量翻倍,这些改进显著提高了处理器的效率和性能。

芯片组(Chiplet)设计:Zen 2采用了创新的芯片组设计,将计算核心和I/O分离到不同的芯片上,这一设计不仅提高了生产效率,还使得AMD能够灵活地增加核心数量,进一步提升性能。

在Zen 2架构推出的同时期,Intel正面临其10nm工艺的挑战,其首款10nm CPU——Core i3-8121U的性能并不令人满意。相比之下,AMD利用台积电的7nm工艺为Zen 2提供了强大的技术支持,使其在性能和效率上都具有明显的优势。

Ryzen 9 3950X作为Zen 2架构下的旗舰产品,以其16核心的高性能,不仅在多核性能上超越了Intel的Core i9-9900K,甚至在游戏性能上也实现了与Intel的竞争产品的平分秋色。这一成就标志着AMD在长期被Intel占据优势的游戏领域取得了重要突破。

在高端桌面(HEDT)和服务器市场,搭载Zen 2架构的Threadripper和Epyc处理器,凭借其高达64核心的配置,展现出了令人震惊的性能和效率,使得Intel的相应产品显得过时。Threadripper 3990X 的速度几乎是英特尔竞争对手至强 W-3175X 的两倍。截至2020年末,AMD的市场份额达到了自2007年以来的最高水平。直到2021年晚些时候Intel推出12代Alder Lake CPU之前,AMD的Ryzen处理器在性能和效率上都是更优的选择,这一时期跨越了两代Ryzen和三代Intel CPU,充分展现了AMD在处理器市场上的强势复苏。

Zen 2不仅是AMD技术进步的象征,更是其在全球处理器市场竞争中赢得领导地位的关键。这一代产品的成功,不仅为AMD赢得了市场份额,也为品牌声誉和技术创新树立了新的标杆,证明了AMD在高性能处理器领域与Intel竞争的能力。

2023年 Ryzen 7 7800X3D

在当下的CPU市场,AMD以其Ryzen 7000系列处理器,特别是搭载3D V-Cache技术的Ryzen 7 7800X3D,再一次巩固了其在高性能CPU领域的领先地位。这一成就不仅延续了AMD过往的成功,更展示了其在技术创新上的持续领先。

AMD的Zen 3架构为Ryzen 5000系列及Epyc Milan服务器CPU带来了关键进步,包括一致的L3缓存和把IPC(每周期指令数)提高了20%。这些优化为后续产品的升级奠定了坚实基础。不过AMD的关键创新——3D V-Cache技术,直到Ryzen 7 5800X3D推出时才得到了充分应用。此技术通过在CPU芯片组中增加一个纯缓存的附加芯片,显著提升了处理器性能,尤其是在对高速缓存访问要求极高的游戏等应用场景中。

作为Ryzen 7000系列的一员,Ryzen 7 7800X3D不仅继承了前代产品的优良特性,更在性能与能效方面取得了突破。虽然它只配置了八核心及较低的时钟速度,但在游戏性能上却能与更高端的处理器相媲美,甚至在某些游戏中更胜一筹。该处理器以仅65瓦的低功耗,和大约3000元的售价,提供了更吸引人的性价比。

Ryzen 7 7800X3D不只是一款优秀的游戏CPU,它还预示了3D V-Cache技术巨大潜力的开端。AMD通过增加处理器中的L3缓存量,展现了一种有效提升CPU性能的途径,这一策略很可能成为未来处理器设计中的一种普遍趋势。AMD的这项创新不仅加强了其产品阵容,也为整个行业的设计思路提供了新的启发。

AMD凭借通过不断的技术进步和对市场需求的深刻理解,成功打造了一系列既高效能又高性价比的处理器产品,为消费者提供了丰富的选择,并推动了整个半导体行业向前发展。

提名:Bobcat和Jaguar架构

在AMD的产品线中,Bobcat和Jaguar架构也值得一提。尽管这些产品主要面向低功耗计算市场,但它们在特定领域内取得了巨大成功,尤其是在为游戏主机提供强大性能方面发挥了关键作用。这些成就体现了AMD在多个市场细分领域的竞争力,也展现了其在技术创新方面的多样性。

AMD凭借其在处理器技术上的持续创新和强大的市场表现,已成为半导体行业中不可忽视的力量。从Athlon XP 1800+到Ryzen 7 7800X3D,每一款产品的推出都是AMD技术进步和市场竞争策略的体现。AMD是目前两大主机Play station和Xbox的芯片主供。在低功耗APU领域,凭借iGPU的强悍性能,AMD也占据了windows掌机的主要份额。此外最近火热的AI GPU领域,AMD凭借MI300系列,也在不断蚕食英伟达的份额。展望未来,AMD无疑将继续在技术创新和产品优化上不断努力,为用户带来更多高性能、高性价比的处理器产品。

0 comments:

VxWorks

Blog Archive