AMD 锐龙 7 5800X3D 处理器评测：3D V-Cache 缓存堆叠技术，游戏性能真的那么强吗？

aizixun8

早在去年，AMD就首次展示了采用3D V-Cache缓存堆叠技术的Ryzen 9 5900X处理器的工程样品​​。从现场演示的测试DEMO可以看出，三级缓存大幅提升的处理器的游戏性能得到了突飞猛进的提升。因此，不少游戏爱好者都十分期待。在3月5日的发布会上，AMD终于公布了首款基于该技术的桌面处理器Ryzen 7。三级缓存从 Ryzen 7 5800X 的 32MB 增加到 96MB。据说游戏性能比Core i9更好。平均提升 5%，使其成为目前最强大的游戏处理器。 3D V-Cache到底是怎样的黑科技？锐龙7真的那么强大吗？在4月20日发布之前，我们已经收到了Ryzen 7的最终零售版，下面我们就来仔细看看这款非常特别的游戏神器U。

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AMD 3D V-Cache技术，提升处理器游戏性能的黑魔法

目前AMD官网已经更新了Ryzen 7的详细规格，可以看到其相比Ryzen 7 5800X最大的变化就是通过AMD 3D V-Cache技术增加了64MB三级缓存，从而实现了显着的提升在游戏表现上。 AMD这次并没有采用传统的提升频率的方式来提升性能。而是选择了在能效控制和扩展性方面更出色的缓存堆叠技术，这可以算是处理器发展史上的又一个里程碑。

然而，为什么不直接在原来的CCD芯片中集成一个更大的缓冲器呢？其实，原因很容易理解。首先，如果直接在CCD上添加缓存，则需要重新设计芯片；其次，较大的芯片尺寸会降低晶圆边缘区域的利用率，良率也会受到影响，从而导致成本大幅增加。那么为什么不增加二级缓存，而是增加三级缓存呢？ AMD表示，二级缓存为每个核心独享，而三级缓存为所有核心共享，对于全面提升游戏性能更加有效。事实上，从ZEN3的架构来看，由于没有大小核心设计拖累，堆三级缓存确实更加合理。

Ryzen 7加入的3D V-Cahce缓存也采用7nm工艺制造，面积为41mm2。它由 13 层铜和 1 层铝堆叠而成。它通过 TSV 硅通孔、混合键合 ( ) 和两个信号接口连接到原件。连接一些三级缓存，数据通过添加到三级缓存的共享环形总线传输到每个处理器核心。另外，3D V-Cahce采用切片设计。每个块的容量为8MB。总共有八个区块。每个块的内部带宽超过2TB/s，这使得3D V-Cache的数据带宽完全可以媲美。原生三级缓存，提供极高的性能。

不过，从理论上讲，这并不是在AM4平台的ZEN3架构中添加3D V-Cache的限制。之前苏妈展示Ryzen 9 5900X 3D V-Cache版本的拆开样张时，可以看到只有一颗CCD。安装了 64MB 3D V-Cache。如果Ryzen 9的两个CCD都加入3D V-Cache，总缓存容量可达200​​MB（4MB×2二级缓存加192MB三级缓存）！当然，考虑到价格、功耗、散热以及游戏应用等因素，AMD最终选择推出8核16线程的Ryzen 7。

我们来看看3D V-Cache的结构细节。如图所示，Ryzen 7添加的64MB缓存Die叠加在ZEN3 CCD芯片的顶部中央，面积为41mm2，而ZEN3的一颗CCD面积为81mm2。那么双方空缺的位置该怎么办呢？当然，不能直接填充散热介质。 AMD采用的是增加结构Die的方法。在Cache Die两侧填充两片“结构硅”，保证CCD的热量能够正常传导到金属顶盖，从而保证散热效果。因此，3D堆叠封装方式不仅保证了与底层芯片的完美连接，而且可以适应各种尺寸的芯片。

另外，叠加在CCD芯片上的缓存Die通过AMD的混合键合技术（采用铜直接键合）与CCD芯片连接。与传统的C4和Micro Bump（微凸块，英特尔采用的技术）方法相比，混合键合的引脚间距更小，从混合键合中的130微米到50微米再到9微米。提升明显，每个信号的能耗不到Bump的Micro 1/3，这非常有利于缓存功耗控制。这也是Ryzen 7在添加64MB三级缓存后TDP仍然保持在105W的重要原因之一。特别值得一提的是，混合键合技术的最大难点是堆叠芯片之间的引脚对准。很明显，AMD已经解决了这个问题，并继续保持在芯片技术上的领先地位。

可能有玩家担心，堆叠如此大容量的缓存会导致锐龙7出现热量堆积问题吗？关于这一点，你可以从下面的测试内容中找到答案。接下来我们就来看看锐龙7的实机吧。

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锐龙7完美兼容所有AM4主板，让玩家升级无压力

我们的Ryzen 7顶盖上的数字表明它的生产日期是2022年的第二周，看来AMD已经准备好了这款游戏“大杀器”。从外观上来看，Ryzen 7与其他Ryzen 5000一模一样，顶盖的高度和尺寸也相同，因此无需担心与现有散热器的兼容性问题。当然，和Ryzen 7 5800X一样，Ryzen 7也不提供原装散热器。从CPU-Z信息来看，除了三级缓存增加到96MB之外，Ryzen 7的基础频率和加速频率也低于Ryzen 7 5800X。这显然是为了维持105W TDP而做出的调整。不过AMD既然敢做出这样的调整，那就证明这个频率对游戏性能的影响在96MB超大三级缓存的游戏性能增益面前可以忽略不计。相反，它可以更好地控制功耗和发热。

主板兼容性方面，AMD宣布AM4主板从300系列到500系列，在升级BIOS（支持AGESA V2 PI 1.2.0.6b的版本）后，可支持包括Ryzen 7在内的Ryzen 5000全线产品。这可以说是非常仁慈了。对于还在使用Ryzen 1、2、3代的老用户来说，只要主板供电能跟上，升级到Ryzen 7可以说是毫无压力。

测试平台的主板我们选择了华硕ROG STRIX X570-E WIFI II。主板提供12+4组数字供电，配备实心pin II高强度供电接口，采用抗干扰和散热更好的6层PCB。如此强大的电气性能让它可以轻松容纳任何 Ryzen 5000 处理器，包括 105W TDP Ryzen 7。在散热方面，ROG STRIX X570-E WIFI II 不仅配备了厚厚的 VRM 散热装甲，两个 VRM 散热散热器还通过L型热管连接，以实现更好的整体散热效率。

内存方面，主板支持华硕独家III内存优化技术，优化内存走线，提高内存兼容性和超频空间，因此可以稳定支持DDR4 4400+。主板还提供双PCIe 4.0×4 M.2插槽，并配备散热装甲，方便玩家稳定使用高速固态硬盘。网络部分，提供WiFi 6E无线网卡和2.5Gbps有线网卡，满足各种网络环境下高速稳定的数据传输需求。电竞网络游戏的战斗也更加流畅，无卡顿。

接下来就是大家最关心的绩效衡量部分。让我们见证最强游戏U的实力。

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游戏实战：Ryzen 7相比Core i9优势高达23%！

测试平台

处理器：锐龙7

核

散热器：NZXT Z73

主板：ROG STRIX X570-E WIFI Ⅱ

Z690

内存：XPG DDR4 3600 8GB×2

智器8GB×2

显卡：RTX 3090 Ti 水冷版

硬盘：SN850 2TB

电源：ROG雷神1200W

操作系统：11个专业版

用来与Ryzen 7进行比较的当然是U Core i9，Intel声称这是最强大的游戏。两个平台均解锁默认功耗墙，并搭配RTX 3090 Ti显卡。同时游戏设置为1080P/最高画质，以减轻显卡的负担。 ，充分体现了处理器对游戏帧率的影响。

我们先来看看内置功能的6款AAA游戏大作的实际测试。 Ryzen 7的表现可以说是相当抢眼。六部 AAA 杰作中，五部领先，一部并列。其中，《古墓丽影：暗影》实际上领先了15%之多，而且无论是最低帧率还是最高帧率都取得了明显的超越。本来我们以为最高主频5.2GHz的Core i9已经很强大了。与 Ryzen 7 打平将被视为胜利。没想到，Ryzen 7 的 96MB 大三级缓存给了我们很大的惊喜。在《看门狗：军团》、《刺客信条：英灵殿》、《赛博朋克2077》和《荒野大镖客2》等大作中，锐龙7也一直保持着领先地位。虽然差距不大，但全面领先也说明了问题。

纵观全部13款游戏的实测，Ryzen 7在《DOTA2》中的领先优势也相当惊人，高达23%！这几乎相当于显卡升级两个级别带来的提升，确实令人印象深刻。在《怪物猎人：世界》、《魔兽世界：暗影国度》和《最终幻想14》中，锐龙7的优势也达到了10%以上，最高可达18%。显然，这次Ryzen 7能够赢得很干净。

根据13款游戏的测试结果，Ryzen 7平均领先Core i9约5%，与官方公布的数据几乎一致。看来AMD并不是在吹牛。 Ryzen 7最强游戏U的称号可以说是当之无愧。另外，测试还表明，3D V-Cache技术提供的超大三级缓存确实比单纯的高频更适合大多数3A游戏。玩游戏频率为王的时代正式结束了。

不过，有些玩家可能会有疑问。既然Ryzen 7的游戏性能比Ryzen 9 5900X和Core i9等更昂贵的Us更好，那么这是否意味着这些高端Us没有存在的意义呢？这种说法是不正确的。请注意，AMD 将 Ryzen 7 定位为“最强游戏 U”。 8核16线程的规格显然是为了当下的游戏需求而设计的。追求更强生产力的用户需要更多核心和更高频率的Ryzen 9 5900X甚至Ryzen 9 5950X显然更适合。

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功耗令人惊讶，Ryzen 7依然是最节能、最强的游戏U！

从R23测试机（全核满载频率4.35GHz~4.）来看，即使加上64MB超大三级缓存，Ryzen 7的功耗和温度也没有像大家担心的那样爆炸。低于130W的满载峰值PPT功率和低于82℃的峰值温度甚至低于Ryzen 7 5800X（环境温度26℃）！同时我们还看到监测到的L3温度最高为46.5℃。可以看到，测试电脑时3D V-Cache缓存的温度并不高。

看来缓存容量确实比频率对功耗和温度的影响要小得多（当然3D V-Cache采用的混合粘合工艺也有贡献），这也是AMD选择通过增加缓存容量来改善CPU游戏的原因之一绩效的重要原因。

Ryzen 7的另一个变化是取消了处理器超频功能，我们也验证了这一点。进入主板BIOS仔细搜索。 PBO选项不见了，但乘数调整项还在。我们尝试手动将倍频调整为47，能够正常启动。运行CPU-Z测试发现最高主频依然在4.5GHz左右，跑分没有变化。看来倍数确实被锁定了。

不过，Ryzen 7虽然无法超频，但仍然支持降低电压以降低功耗和热量。根据实测，手动调低核心电压至0.075V，满载功率下降约10W。 R23测试机的峰值温度也降至80℃。有兴趣的玩家还可以在拿到U后探索一下降压潜力。

总的来说，在64MB L3缓存的加入下，Ryzen 7的满载功耗和温度比Ryzen 7 5800X要低。这确实让人有点意外。可见3D V-Cache技术确实相当成熟。 ，完全有可能在未来的AMD处理器上普及。相比之下，Core i9满载功率超过200W，游戏性能不如Ryzen 7。因此，说Ryzen 7不仅是最强的游戏U，也是毫无问题的。最节能、最强大的游戏U.

总结

工艺性能全面领先酷睿i9，锐龙7稳坐“游戏最强U”宝座

最后我们来总结一下。作为首款采用 AMD 3D V-Cache 技术的桌面处理器，Ryzen 7 确实实现了发布会上公布的平均游戏帧率比 Core i9 高出约 5%。在某些游戏中，优势甚至高达23%，动力满载。而且温度甚至比Ryzen 7 5800X还要低。专攻游戏的8核16线程Game U规格，甚至将其满载功耗比降低了一半。它不仅是目前“最强游戏U”，也是最省电的“最强游戏U”。

当然，不要忘记AMD将Ryzen 7定位为“游戏专家”。目前大多数生产力软件还没有针对超大三级缓存进行优化（3D V-Cache技术可以说是处理器未来的发展趋势，所以不排除各种生产力软件都会进行优化的可能性）对于未来的大缓存），所以目前对于设计师用户来说，Ryzen 9 5900X和更多核心的Ryzen 9 5950X更适合。

因此，Ryzen 5000家族现在拥有两类定位明确的“专业”产品。游戏玩家和设计师都可以得到他们需要的东西。追求顶级游戏性能的爱好者可以购买Ryzen 7，追求极致生产力的爱好者可以选择Ryzen。 9 5900X/5950X。从上表可以看出，在提供目前最强游戏性能的前提下，锐龙7的价格相比酷睿i9有着3200多元的巨大优势。玩家还可以利用这笔预算升级高端电竞显示器、大容量内存硬盘等，以获得更好的游戏体验。

综合以上分析和测试，我们可以看到，Ryzen 7无论是制造工艺、游戏专用架构、还是实际性能和性价比方面都明显领先于Core i9，优势高达20%。  Game U的称号当之无愧，是顶级发烧友的最佳选择。在3D V-Cache等高扩展性技术的加持下，我们有理由相信未来的Ryzen处理器将继续保持在游戏性能上的优势，成为更多发烧级游戏玩家的首选。