在DIY主流市場,內置顯示核心的處理器一直是非常有吸引力的一類產品,特別是對那些預算有限或不需要較高顯示性能的用戶。在AMD處理器中,這類產品主要以AMD的銳龍G、速龍G系列處理器為代表,它們也常被稱為APU即加速處理器“Accelerated Processing Units”的英文縮寫。APU在市場上得到了用戶的廣泛認可,APU不僅擁有基于“Zen+”或“Zen 2”架構,足以滿足主流用戶的多核心處理器,還配備了一個在技術規格上能夠與低端獨顯匹敵的顯示核心,可以說是兼得處理器與3D圖形性能。
讓人稍感遺憾的是,在2020年11月5日AMD發布了JPC性能提升19%,能耗比大幅提升的新一代Zen 3處理器,但APU部分的處理器核心架構卻沒有得到立即更新。在經過漫長的等待后,現在采用Zen 3處理器架構,核心代號為CezanRe的AMD銳龍5000G系列處理器正式上市。那么新一代銳龍APU有哪些改變,能帶給用戶怎樣的體驗?特別是在今年英特爾也發布了數款同樣內置新型顯示核心、采用新一代架構的Rocket Lake-S處理器后,AMD的APU是否還是用戶更好的選擇?接下來就讓我們通過實戰測試來一探究竟。
Zen 3+高性能顯示核心 新一代AMD5000G系列APU解析
憑借“Zen 3”架構、7nm工藝以及高性能顯示核心,AMD為OEM桌面系統、DIY玩家帶來了非常適合企業與家用的處理器——銳龍5000G系列APU。包括銳龍7 5700G\5700GE、銳龍5 5600G\5600GE、銳龍3 5300G\5300GE六款,主要覆蓋A4核心、8線程的銳龍3系列到8核心、16線程的銳龍7系列。值得一提的是,與上一代只面向OEM廠商、品牌機的銳龍4000G系列APU不同,銳龍5000系列APU不僅將向OEM廠商供應,還會像其他AMD處理器那樣,在DIY市場上向普通消費者開放銷售。首批上市的主要為銳龍7 5700G、銳龍5 5600G這兩款產品,本次《微型計算機》評測室也將對這兩款新品進行詳細測試。
其中銳龍7 5700G采用8核、16線程設計,最高加速頻率可達4.6GHz,擁有16MB三級緩存、4MB二級緩存,集成Vega 8顯示核心,內置512顆流處理器,工作頻率為2GHz,65W功耗,建議零售價為359美元(國行銷售價為人民幣2599元)。銳龍55600G的定位稍低一些,采用6核心、12線程設計,最高加速頻率為4.4GHz,擁有16MB三級緩存,集成Vega 7顯示核心,內置448顆流處理器,工作頻率為1.9GHz,65W功耗,建議零售價259美元(國行銷售價為人民幣1899元)。在市場上,這兩款產品的目標競爭對手分別是價位、規格相近,同樣內置顯示核心的英特爾8核心、16線程酷睿i7-11700K處理器,6核心、12線程的酷睿i5-11600K處理器。這兩款英特爾產品都是今年發布,采用Cypress Cove架構的第十一代酷睿處理器。
新一代APU最大的升級是處理器核心部分采用了Zen 3架構,核心代號為Cezanne。AMD通過對緩存數據預取、執行引擎、分支預測、微操作緩存、前端架構、整數運算單元數據載入和存儲六部分的改進,使得處理器的IPC性能較Zen 2架構提升了多達19%,并擁有更大的L3緩存。如上一代銳龍7 4700G、4600G處理器的三級緩存容量均只有8MB,而銳龍5700G、銳龍5600G的三級緩存容量均達到16MB。同時在三級緩存的布局上,新一代5000G系列APU也有所不同,它的每顆處理器核心可以直接訪問最多16MB三級緩存。而上一代基于Zen 2架構的4000G系列APU的三級緩存雖有8MB,但被平分為兩部分,每4顆處理器核心共享4MB三級緩存,每顆核心最多只能直接訪問4MB緩存。所以更大容量的三級緩存不僅讓銳龍5000系APU執行任務時可以提升在緩存中找到目標數據的概率,減少內存訪問次數,還能借助可直接訪問所有三級緩存的架構,有效降低處理器核心訪問緩存的延遲,以及核心間的通訊延遲。
需要注意的是,由于銳龍5000G系列APU加入了顯示核心部分,占用了部分處理器內部空間,因此它的三級緩存容量還是比沒有內置顯示核心的普通Zen 3處理器少了很多。像銳龍75800X、銳龍5 5600X這兩款未內置顯示核心的Zen 3處理器均擁有32MB三級緩存。所以在純粹的處理器性能上,銳龍5000G系列APU與同級Zen 3處理器相比還是會有一定的距離。顯示部分,從AMD公開的數據來看升級不大,處理器集成的仍是AMDVega GPU核心。如銳龍7 5700G仍內置8組計算單元(CU),擁有512個流處理器、8個光柵(ROP)單元,以及8個紋理貼圖(TMU)單元,核心頻率為2000MHz,這與采用Zen 2架構的銳龍7 4700G的顯示核心基本一致。銳龍5 5600G的計算單元則減少到7組,流處理器數量為448個,核心工作頻率則小幅降低到1900MHz。
其他方面,銳龍5000G系列APU仍采用TSMC 7nm生產工藝打造,因此具有很高的能耗比。其TDP熱設計功耗只有65W,相對于它們的競爭對手優勢很大。酷睿i7-11700K、酷睿i5-11600K在主要以基礎頻率運行的PL1功耗標準運行時,其標稱TDP功耗就達到了125W。所以可以看到,每款銳龍5000G系列APU附送的也就是幽靈潛行65W靜音版這樣的散熱器。但低功耗并不意味著低頻率,銳龍7 5700G最高4.6GHz的加速頻率比銳龍7 4700G高了200MHz,同時銳龍5 5600G最高4.4GHz的加速頻率也比銳龍5 4600G高了200MHz。
擴展能力方面,考慮到主要是使用內置顯示核心的主流產品,因此銳龍5000G系列APU并不支持PCIe 4.0技術,它內置的SOC部分提供了24條PCIe 3.0通道,可以滿足玩家連接各類主流顯卡與NVMe SSD。同時這兩款銳龍5000G系列APU的標稱內存支持頻率也達到了DDR4 3200,因為內置顯示核心使用系統內存作顯存,所以更高的內存頻率也能有效提升顯示核心的性能。
好馬配好鞍 首測采用B550頂級主板
銳龍5000G系列APU可以在所有使用AMD 500系芯片組的主板,以及部分基于400系芯片組的主板上使用,具體可參考主板廠商提供的技術指標。在本次測試中,為發揮出銳龍5000G系列APU的最大性能,我們采用了來自ROG的B550頂級產品——ROG STRIX B550-XE GAMING WIFI。該主板擁有非常優秀的做工與豐富的功能,其處理器供電部分采用了極為豪華的14+2相供電設計。其供電部分不僅使用了粉末化超合金電感、5K軍規電容,每相供電電路還搭配了一顆支持90A負載的Ti德州儀器Power Stages MOS FET。
而為了降低供電電路的溫度,該主板則配備了覆蓋MOSFET與電感的大面積散熱器,散熱器內部還搭載了1個進行主動散熱的臺達軸承風扇,可將供電電路周圍的溫度降低9℃。此外主板上提供的兩個M.2 SSD接口也都附送了高性能散熱器,可避免SSD出現過熱降速的現象。如果您覺得M.2 SSD接口不夠用,該主板還附送了一張內置主動散熱設計的Hyper M.2 X16Gen 4擴展卡,可額外擴展出四個M.2 SSD接口,并能提供優秀的散熱性能。在網絡方面這款主板不僅板載了帶寬達2.4Gbps的英特爾AX200 Wi-Fi 6無線模塊,還搭配了英特爾1225-V 2.5G有線網卡。
我們如何測試
接下來我們將通過PerformanceTest 10.1、CPU-Z、CINEBENCH等軟件對銳龍5000G系列APU的基準性能進行測試,同時我們還將通過可測試視頻會議、電子表格處理、圖片處理、視頻編輯等多類應用性能的PCMark10系統性能測試軟件,以及7-Zip、PhotoShop、Premiere 2020等常用軟件測試兩款APU在運行實際應用軟件時的性能表現。當然我們還將進行玩家最為關注的游戲性能測試,看看在顯卡價格居高不下的今天,預算有限的玩家如僅依靠APU的內置顯示核心能否流暢運行當今主流游戲。此外我們還將測試它們的功耗與發熱量情況,看看它們的使用成本高不高。
同時為了解這兩款APU新品的性能達到了怎樣的水準,我們也將采用它們的目標競爭對手:英特爾酷睿i7-11700K、酷睿i5-11600K與兩款銳龍5000G系列APU進行對比測試。測試中我們會開啟英特爾處理器的TVB加速技術,令其性能達到最大化。
互有勝負處理器性能測試
測試點評:在處理器基準性能上,兩款銳龍5000G系列APU同與其對位的英特爾酷睿處理器是互有勝負。銳龍7 5700G、銳龍5 5600G均能在對處理器浮點、整數、排序、加密等處理器各項}生能進行全面測試的PerformanceTest 10.1軟件中小勝對手,同時也能在側重考查處理器整數性能的國際象棋基準測試占據一定的優勢。
不過在CPU_Z處理器性能測試中,銳龍5 5600G小負酷睿i5-11600K,而銳龍7 5700G雖然在單線程性能測試中不敵酷睿i7-11700K,但在多線程性能測試中戰勝了后者。而在CINEBENCH R20處理器渲染性能測試中,兩款酷睿處理器的表現要稍好一些。
優勢明顯 處理器應用性能測試
測試點評:雖然在處理器基準測試中,各款處理器的表現是互有勝負,但在處理器應用性能測試中,兩款銳龍5000系APU卻取得了全勝,且領先優勢還比較大。如在PCMark10性能測試中,銳龍7 5700G的整體性能領先酷睿i7-11700K達23%;在PCMark10電子表格處理性能測試中,銳龍7 5700G的領先優勢更達到驚人的80%。同時銳龍5 5600G在測試中也同樣具備很大的優勢,其PCMark10性能領先酷睿i5-11600K達21.3%,在PCMark10圖片處理性能測試中,也領先酷睿i5-11600K達76.3%。
我們分析其主要原因在于在當今的不少應用軟件中都能同時使用處理器與顯示核心進行運算,甚至在電子表格執行的很多金融運算中也不例外。如在PCMark 10電子表格處理測試的蒙特卡洛運算中,銳龍7 5700G的耗時僅需1.358秒,而酷睿i7-11700K的耗時則達到了95.2333秒。在PCMark10圖片處理性能測試的批量圖片變形處理中,銳龍5 5600G的耗時僅13.985秒,酷睿i5-11600K則需耗日347.369秒,這很可能還是因為銳龍APU內置的AMD Vega GPU核心性能強于兩款英特爾處理器內置的UHD750核芯顯卡。
同時在Premiere 2020的視頻編輯測試中也有類似效果,在這個測試中我們對一段容量為4K短視頻進行編輯后,再導出為H.265 4K視頻。編輯的工作比較簡單,就是為視頻加上CINESPACE 100色彩效果,調節素材的顏色飽和度,加強畫面對比度,令視頻具有電影般的質感效果。色彩調校完畢后,再將視頻導出為H.265編碼的4K視頻,導出過程中軟件將使用內置顯示核心進行硬件加速。而結果也是銳龍7 5700G、銳龍5 5600G的耗時比酷睿i7-11700K、酷睿i5-11600K少一些。
此外,在依賴處理器性能的7-Zip壓縮與解壓縮性能,以及執行色彩轉換、添加“調色刀”“海綿”濾鏡等14項工作的PhotoShop圖形編輯測試中,兩款新一代銳龍APU處理器也都擁有更好的表現,體現出了不錯的處理器應用性能。
可在1080p下流暢運行 游戲性能測試
測試點評:游戲性能測試則進一步證明盡管像英特爾UHD 750這類新一代核芯顯卡增強了性能,EU執行單元數量也達到了32個,但它與APU內置的Vega GPU顯示核心還有很大的距離。兩款銳龍5000G系列APU在游戲測試中的表現非常優異,它們不僅能在1080p全高清分辨率、最高畫質或高畫質設定下,非常流暢地運行《CS:GO》《坦克世界》這些熱門網絡游戲,還能在中等或高畫質設置下以高于30fps的幀率運行《絕地求生:大逃殺》《僵尸世界大戰:尸潮模式》《德軍總部:新血脈》這些網絡或單機游戲大作。如果玩家對畫質要求不高,適當調低畫質設定后還能進一步提高游戲幀數。
反觀兩款競爭產品酷睿i7-11700K與酷睿i5-11600K,它們則僅在《CS:GO》中獲得了超過30fps的平均運行幀數,在其他游戲中的測試均低于30fps。而在《絕地求生:大逃殺》《僵尸世界大戰:尸潮模式》《德軍總部:新血脈》這三款游戲中,兩款處理器的平均運行幀數甚至低于20fps,根本不具備可玩性。其實英特爾核芯顯卡性能提升最多的還是Tiger Lake移動版處理器中的產品,其EU執行單元數量最多可達96個,桌面處理器的UHD 750核芯顯卡相對以前的UHD 630僅增加了8個EU執行單元,并沒有明顯改進。而銳龍APU的Vega GPU顯示核心最多可擁有512個流處理器,這一規模已與Radeon RX 550獨立顯卡相當,因此能獲得接近低端獨立顯卡的表現也完全在人意料之中。
三級緩存表現不錯 內存與緩存性能測試
測試點評:接下來我們還測試了四款處理器的內存與緩存性能,從這里我們也能進一步了解銳龍APU在游戲性能上領先的原因。除了強大的顯示核心,從測試中可以看到盡管酷睿處理器在內存性能上略有優勢,但在對游戲性能有重要影響的三級緩存測試上卻要差一些,其三級緩存讀取、寫入、復制帶寬均全面低于兩款銳龍APU。由于在游戲中處理器需要進行大量計算,所以要想提升處理器的運算效率,就需要處理器配備容量夠大、速度足夠快的緩存,讓處理器能快速地在自己的緩存中找到需要處理的數據,而無須再到傳輸速度只有三級緩存約六分之一的內存中“慢吞吞”地查找數據,也就能夠大幅提高處理器的計算效率。所以三級緩存的容量、傳輸速度是一個關鍵的指標。而兩款酷睿處理器的三級緩存不僅傳輸帶寬低,其緩存容量也沒優勢。其中酷睿i7-11700K的三級緩存容量有16MB,但酷睿i5-11600K的三級緩存容量則減至12MB。
能耗比極高 處理器功耗與溫度測試
測試點評:接下來我們還測試了四款處理器的功耗與溫度表現。其中待機功耗與溫度是在電腦開機進入操作系統后,靜置10分鐘后測得。滿載功耗與溫度則是我們通過同時開啟AIDA64的CPU、FPU、CACHE、GPU烤機測試。即同時令處理器與內置顯示核心達到滿載狀態,運行15分鐘后測得。
從結果來看,新一代銳龍5000系APU與它們的競爭對手顯然是兩個時代的產品。不論是工作溫度還是CPU滿載狀態下的整機功耗,都遠遠低于酷睿處理器。如銳龍7 5700G在滿載狀態下的整機功耗只有140W,而酷睿i7-11700K的整機功耗則高達312W,前者功耗只有后者的45%。溫度方面,銳龍5 5600G在滿載狀態下的封裝溫度為68℃,而酷睿i5-11600K的滿載封裝溫度則比它高了整整23℃。其根本原因就是AMD早已采用TSMC先進的7nm生產工藝,而目前英特爾的桌面處理器還在繼續采用14nm+++生產工藝,并上調了處理器的工作頻率,導致第十一代酷睿處理器的溫度與功耗大幅提升所致。
值得一提的是,可能由于主板BIOS尚未對新一代銳龍處理器全面優化的緣故,盡管銳龍5 5600G比銳龍7 5700G少了兩顆核心,但它們的功耗卻完全相同。仔細查看,我們發現銳龍5 5600G在滿載狀態下設定的工作電壓比銳龍5 5700G要高一些,前者為1.328V,而后者的滿載電壓只有1.216V,這也給銳龍75700G帶來了更低的工作溫度。
正面擊敗十一代酷睿K系列處理器
綜合以上測試,我們認為銳龍7 5700G、銳龍5 5600G相對它們的兩位競爭對手優勢明顯。雖然在基準處理器性能測試上,它們各有勝負,但在后面的應用與游戲性能測試、功耗與溫度測試中,新一代銳龍5000G系列APU卻從三個方面徹底擊敗了第十一代酷睿K系列處理器的主力產品。在應用性能測試上,兩款新一代銳龍5000G系列APU能憑借強大的內置顯示核心,不錯的處理器性能,在企業、公司常用的電子表格處理、圖片與視頻編輯應用中均擁有更快的處理速度。而在游戲性能測試中,銳龍5000G系列APU則擁有壓倒性的優勢,不僅可以輕松戰勝酷睿處理器,更能僅依靠內置顯示核心為玩家提供在1080p分辨率下運行不少主流網絡、單機游戲的能力。此外,借助先進的7nm生產工藝,不論是銳龍5000G系列APU的功耗還是工作溫度都比競爭對手低很多,這也就意味著銳龍5000G系列APU的使用成本更低。如果現在要組建不需要獨立顯卡的高性價比電腦,那么銳龍5000G系列APU就是更好的選擇。