AMD Ryzen 如何在两年内速度提升 50%?
摘要
本文分析了 AMD Ryzen 处理器如何在两年内通过架构改进实现了 50% 的性能提升,这些改进包括更宽的核、增加的缓存以及从 Zen 3 到 Zen 5 的 SIMD 增强。
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缓存时间: 2026/09/22 21:54
# AMD Ryzen 如何在两年内提升50%性能?
来源:https://lemire.me/blog/2026/09/18/how-did-amd-ryzen-get-50-faster-in-two-years/
三代桌面处理器,从近期到早期
至今仍有人告诉我,CPU 已经没什么意思了。技术发展停滞不前。
让我们看看 2022 年到 2024 年的 AMD Ryzen 7 处理器:5800X3D(Zen 3)、7800X3D(Zen 4)和 9800X3D(Zen 5)。它们是具有可比性的 8 核芯片,均搭载 3D V-Cache 技术。我之前在《CPU 技术有多停滞?》(https://lemire.me/blog/2026/01/14/how-stagnant-is-cpu-technology/) 一文中讨论过这些处理器。
在 Geekbench 6 测试中,性能在两年内提升了约 50%。
Ryzen 7 5800X3D、7800X3D 和 9800X3D 的 Geekbench 6 单核与多核得分 (https://lemire.me/blog/wp-content/uploads/2026/09/ryzen-geekbench6.jpg)
2022年
5800X3D
Zen 32023年
7800X3D
Zen 42024年
9800X3D
Zen 5单核2,0162,4262,969多核11,83215,50818,7512024年的芯片单核性能比 2022 年的芯片快 47%,全核性能快 58%。
频率提升并非主因。最大睿频从 4.5 GHz 提升至 5.2 GHz,增幅仅为 15%。
Ryzen 7 5800X3D、7800X3D 和 9800X3D 的基础频率与最大睿频 (https://lemire.me/blog/wp-content/uploads/2026/09/ryzen-frequency.jpg)
2022年
Zen 32023年
Zen 42024年
Zen 5基础频率3.4 GHz4.2 GHz4.7 GHz最大睿频4.5 GHz5.0 GHz5.2 GHz晶体管数量大幅增加,约提升了 50%,从大约 110 亿增至 160 亿。大部分新增晶体管用于核心,而非缓存。
Ryzen 7 5800X3D、7800X3D 和 9800X3D 的晶体管数量,按核心、I/O 和缓存划分 (https://lemire.me/blog/wp-content/uploads/2026/09/ryzen-transistors.jpg)
如何将额外的晶体管转化为更强的性能?
方法是拓宽核心,并为其提供更多可处理的数据。指令派发宽度从每周期最多 6 条指令增加到 8 条。每核心的 L2 缓存翻倍,从 512 KB 增至 1 MB。L1 数据缓存从 32 KB 增至 48 KB。整数 ALU 从 4 个增至 6 个。重排序缓冲区(Reorder Buffer)条目从 256 增长到 448,使处理器能容纳更多在途指令并优化调度。
从 Zen 3 到 Zen 5 的缓存容量、派发宽度、整数 ALU 和重排序缓冲区 (https://lemire.me/blog/wp-content/uploads/2026/09/ryzen-core-changes.jpg)
Zen 3
2022年Zen 4
2023年Zen 5
2024年每核心 L2 缓存512 KB1 MB1 MB L1 数据缓存32 KB32 KB48 KB派发宽度668整数 ALU446重排序缓冲区256320448在数据并行处理(SIMD)方面,Zen 5 是一台完全不同的机器。Zen 3 和 Zen 4 拥有四个 256 位 SIMD 运算单元。Zen 5 则配备了四个 512 位单元。加载与存储单元也进行了同样的拓宽:每周期两个 512 位加载单元,一个 512 位存储单元。
从 Zen 3 到 Zen 5 的 SIMD 运算单元、每周期加载与存储次数 (https://lemire.me/blog/wp-content/uploads/2026/09/ryzen-simd.jpg)
Zen 3
2022年Zen 4
2023年Zen 5
2024年SIMD 运算单元4 × 256 位4 × 256 位4 × 512 位每周期加载次数2 × 256 位2 × 256 位2 × 512 位每周期存储次数1 × 256 位1 × 256 位1 × 512 位我之前已经指出,处理器正变得更宽 (https://lemire.me/blog/2025/09/01/processors-are-getting-wider/)。这正是你可以购买到的桌面芯片上该趋势的体现。
下一步会怎样?Zen 6 即将到来。AMD 正在谈论一款拥有 256 核心和 1GB L3 缓存的 Epyc 产品(代号 Venice)。我们尚不清楚桌面核心会是什么样子。它可能会非常惊人。
延伸阅读:
AMD 的 256 核 Epyc 9996 ‘Venice’ (https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/amds-256-core-epyc-9996-venice-claims-up-to-a-3-4x-jump-over-intel-xeon-competition-20-percent-over-nvidia-vera-zen-6-comes-with-up-to-1024mb-of-l3-16-channel-memory-and-5ghz-clock-speeds)(Tom's Hardware)。
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