大數(shù)據(jù)時(shí)代,每一臺(tái)電子設(shè)備需要應(yīng)對的數(shù)據(jù)量都與日俱增。追究數(shù)據(jù)來源,一方面是單一功能的細(xì)化和強(qiáng)化,此外更多功能的融入也增加了數(shù)據(jù)的維度和深度。
當(dāng)我們將視角聚焦于一臺(tái)電腦(臺(tái)式機(jī)或PC)時(shí),不斷增加的集成功能和外設(shè)功能讓本就擁擠的主板空間更加成為限制,而用戶對于高性能的追求永無止境,廠商不敢在單一產(chǎn)品性能提升上有絲毫懈怠。從這個(gè)維度出發(fā),我們似乎能更好地理解CPU和GPU之間的融合。
從“集成顯卡”到“核顯”
當(dāng)我們在AMD官方網(wǎng)站點(diǎn)擊“筆記本電腦”列表下的產(chǎn)品時(shí),第一頁推薦的所有AMD 銳龍?zhí)幚砥鞫紩?huì)帶有Radeon Graphics顯卡,毫無疑問這已經(jīng)是筆記本電腦市場的主流。
然而,一直關(guān)注筆記本電腦配置發(fā)展的人都知道,這樣的“核心顯卡”配置并不是一開始就有的,也是經(jīng)歷了前期很長一段時(shí)間“集成顯卡”的探索。
在處理器上集成核顯之前,我們最開始其實(shí)是在主板上看到CPU和GPU的融合,準(zhǔn)確的說是通過主板上的北橋芯片組。在主板上,北橋主要負(fù)責(zé)提高通信性能而縮短傳輸距離,是離CPU最近的芯片,控制 CPU內(nèi)存、顯卡等高速設(shè)備。與之相對應(yīng)的是南橋,主要負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信,如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA等。
英特爾最早的集成顯卡要追溯到在i820主板的北橋中集成了i752顯卡。從i845開始,英特爾啟用Extreme Graphics名稱命名顯卡,后來又將名稱變更成GMA,i950中的GMA950是該系列的第一代。
我們在英特爾的GMA家族看到了一系列的集成顯卡產(chǎn)品,包括GMA 9xx系列,以及其后出現(xiàn)的GMA加上四位數(shù)字命名的集成顯卡,從GMA 3000到GMA X4500。實(shí)際上,當(dāng)英特爾的GMA進(jìn)入四位數(shù)字時(shí)代后,就已經(jīng)開始有所分別,出現(xiàn)了數(shù)字前有無“X”的區(qū)別,有的話就是高端。
2008年,英特爾在G45/G43/G41系列芯片組中集成了GMA X4500顯卡,其最大的特色就是支持高清視頻的解碼。這是GMA 系列的謝幕之戰(zhàn),同時(shí)也是英特爾集成顯卡的絕唱。在英特爾一代酷睿上,雖然只是用QPI總線和膠水將CPU和GPU粘在了一起,這已經(jīng)是對“核顯”的嘗試。
對于AMD的產(chǎn)品來說,業(yè)界俗稱的“A卡”實(shí)際上有ATI和AMD兩個(gè)階段,分界點(diǎn)是2006年。拿我們開篇時(shí)舉的例子,現(xiàn)在的AMD處理器依然在使用Radeon這個(gè)標(biāo)識(shí),但這個(gè)標(biāo)識(shí)其實(shí)是源于ATI時(shí)代。
當(dāng)英偉達(dá)收購3DFX之后,顯卡的百家爭鳴時(shí)代結(jié)束了,S3、Matorx等廠商開始一點(diǎn)點(diǎn)難以為繼,但ATI卻依然堅(jiān)挺。ATI推出首款Radeon顯卡——Radeon 256之后便讓這個(gè)系列為人熟知。
在ATI手里,Radeon也經(jīng)歷了一系列的演變,從Radeon 256一直到Radeon X1900 XTX。2006年,ATI被AMD收購。
在AMD推出的690G整合芯片組中開始在北橋芯片中整合Radeon Xpress 1250 IGP,到了這個(gè)時(shí)候,集成顯卡的性能已經(jīng)有了長足的進(jìn)步,在3DMark上的跑分已經(jīng)能夠達(dá)到獨(dú)立顯卡的75%以上水平。
但是,集成顯卡的瓶頸也開始顯現(xiàn),已經(jīng)很難做明顯的性能提升。2010年,從發(fā)展軌跡上來看這是集成顯卡發(fā)展的巔峰,AMD在880G和890GX芯片組分別集成HD4250和HD4290后進(jìn)步幅度已經(jīng)非常有限,而英特爾已經(jīng)開始在主板上取消了北橋。
雖然英特爾做的很決絕,但最開始想將CPU和GPU封裝到一個(gè)芯片里面的是AMD。其實(shí)所謂的核心顯卡也是集成顯卡,不過由于制程先進(jìn),性能提升比較明顯,而且和以前的集成顯卡不同,GPU不是集成在主板芯片組里,而是直接集成到CPU內(nèi)部,可以和CPU進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)交換。
英特爾對于核顯最開始的嘗試——Intel HD Graphics還是核顯“膠水時(shí)代”的產(chǎn)物,而且剛開始的時(shí)候英特爾對于核顯的試驗(yàn)也較為保守,僅僅是在Core i5、i3系列去做嘗試,時(shí)間點(diǎn)是2010年,芯片型號(hào)是Clarkdale。
在Clarkdale的基礎(chǔ)上,2011年英特爾推出的Sandy Bridge正式實(shí)現(xiàn)了“核顯”。在Sandy Bridge內(nèi)部,CPU、GPU、內(nèi)存控制器、PCI-E控制器全部整合到一個(gè)核心里面,它的最大改進(jìn)在于三級緩存改用了環(huán)形總線設(shè)計(jì),并且其核心、GFX以及顯示/媒體控制器可共享L3高速緩存。
現(xiàn)在,我們在英特爾處理器上看到的核顯名稱是“銳炬”,其開始出現(xiàn)于代號(hào)為Haswell的處理器上,也就是Gen7．5核顯。在此之前,英特爾一直用HD Graphics來命名自己的集成顯卡,“銳炬”出現(xiàn)后,英特爾引入了新的名字“Iris”和“Iris Pro”,中文名為“銳炬”和“銳炬Pro”。
AMD雖然在提出想法之后被英特爾搶占了先機(jī),然而其還是在2011年正式推出了A系列FM1 APU,代號(hào)為Llano(大草原)。在AMD的APU產(chǎn)品中,我們需要特別提出Kaveri APU,其發(fā)布于2014年,雖然因?yàn)楦叨▋r(jià)限制了其銷售量,但其核顯性能遠(yuǎn)超英特爾。
2017年,AMD針對Vega(織女星)架構(gòu)召開吹風(fēng)會(huì),定位高端,定義為AMD未來旗艦和高端顯卡的基石。雖然Vega和Polaris相隔不到一年,但卻是當(dāng)年顯卡行業(yè)最大的變革。為了能夠幫助客戶高效地處理最新的數(shù)據(jù)和負(fù)載需求,Vega架構(gòu)采用高帶寬緩存(HBC),單位帶寬實(shí)現(xiàn)了倍增。該架構(gòu)還特意設(shè)計(jì)了高帶寬緩存控制器(HBCC),當(dāng)時(shí)的最大虛擬尋址空間就能達(dá)到512TB。同時(shí),下一代計(jì)算引擎單元(NCU)和下一代像素引擎同樣也被業(yè)界稱為是技術(shù)革命。
可見,AMD在Vega架構(gòu)設(shè)計(jì)上傾注了很多的心血,一直沿用至今。
核顯競爭的現(xiàn)在時(shí)
將目光拉回到當(dāng)下,經(jīng)過了幾年的產(chǎn)品迭代,現(xiàn)在我們已經(jīng)不能簡單地將AMD的APU歸結(jié)為CPU性能差點(diǎn)事兒,而英特爾在GPU的造詣依然是不高。這是基于一些過往歷史對兩者的偏見。通過對現(xiàn)有產(chǎn)品的測試,我們看看英特爾和AMD在CPU/GPU融合上已經(jīng)做到了什么水平。
目前,我們在AMD官網(wǎng)上看到帶核顯處理器的性能參數(shù)最高的是AMD Ryzen7 5700G。
AMD Ryzen7 5700G是基于 ZEN3 架構(gòu)的APU,采用 8 核心 16 線程設(shè)計(jì),提供16MB的L3緩存和4MB的L2緩存,基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率是3．8GHz,最大加速時(shí)鐘頻率最高可達(dá)4．6GHz,默認(rèn) TDP/TDP為65W。從目前的曝光信息來看,已經(jīng)有機(jī)構(gòu)讓AMD Ryzen7 5700G實(shí)現(xiàn)了最高4．75G的超頻。
正如我們上面講到的,對于核顯的介紹,AMD Ryzen7 5700G搭載的也是RadeonGraphics核顯,還是Vega架構(gòu)。從具體參數(shù)來看,AMD Ryzen7 5700G顯卡頻率為2000 MHz,顯卡核心數(shù)量為8個(gè)。
而在英特爾,和目前大部分評測師關(guān)注的一樣,我們將對比的角色確定為英特爾Core i9-9900K。
在參數(shù)上,英特爾Core i9-9900K也是8核心16線程,采用英特爾14nm制程,處理器基本頻率為3．60 GHz,最大睿頻頻率為5．00 GHz,TDP為95 W。英特爾Core i9-9900K采用的處理器核顯為英特爾超核芯顯卡630,顯卡基本頻率為350 MHz,顯卡最大動(dòng)態(tài)頻率為1．20 GHz,顯卡視頻最大內(nèi)存為64 GB。而且,英特爾還為i9-9900K核顯加入了InTru 3D 技術(shù)、清晰視頻核芯技術(shù)和清晰視頻技術(shù)等技術(shù),以增強(qiáng)顯示功能。
通過英特爾官網(wǎng),我們能夠看到英特爾Core i9-9900K在游戲中的表現(xiàn):
在《全境封鎖2》的測試中,Core i9-9900K/i7-9700K 的平均幀數(shù)為 154/155,而最新的 Ryzen9 3900X/Ryzen7 3700X 則是 151/149。
在《刺客信條 奧德賽》的測試中,Core i9-9900K/i7-9700K 的平均幀數(shù)為 82/83,而最新的 Ryzen9 3900X/Ryzen7 3700X 則是 80/79。
在《絕地求生》的測試中,Core i9-9900K/i7-9700K 的平均幀數(shù)為 195/191,而最新的 Ryzen9 3900X/Ryzen7 3700X 則是 178/177。
在《全面戰(zhàn)爭 三國》的測試中,Core i9-9900K/i7-9700K 的平均幀數(shù)為 95/94,而最新的 Ryzen9 3900X/Ryzen7 3700X 則是 88/88。
在AMD Ryzen7 5700G發(fā)布之后,網(wǎng)友也因?yàn)椤稛o人撼動(dòng)!i9-9900K 仍是超強(qiáng)游戲 CPU》(發(fā)布時(shí)間為2019年7月)而選擇了對比Core i9-9900K。這一次是核心性能的對比。
在benchmark的測試中,AMD 銳龍 7 5700G的單核評分為631,超過了Core i9-9900K的545分;在多核能力上,AMD 銳龍 7 5700G的評分是6534分,也高于Core i9-9900K的5512分。這個(gè)測試的時(shí)間是2021年1月。
而根據(jù)目前已經(jīng)曝光出來的英特爾Core i9-11900K的評測分?jǐn)?shù),也不是AMD 銳龍 7 5700G的對手,前者單核和多核的分?jǐn)?shù)分別為582和5262。
因此,我們能夠看到,雖然在標(biāo)稱數(shù)據(jù)上,英特爾更強(qiáng)悍,但在實(shí)際測試中,AMD表現(xiàn)更好。在Ian Cutress博士分享的一份評測結(jié)果中也印證了這個(gè)結(jié)論,而且也體現(xiàn)出AMD的APU在核顯方面是強(qiáng)過英特爾的。
在測試的過程中,測試團(tuán)隊(duì)以運(yùn)轉(zhuǎn)《文明6》、《最終幻想14》和《最終幻想15》為條件進(jìn)行了評判。
得出了一下的測試結(jié)果:
圖:《文明6》測試評分排名
圖:《最終幻想14》測試評測排名
圖:《最終幻想15》測試評分排名
在這些測試結(jié)果中出現(xiàn)最多的話是,AMD的任何功能都更具可玩性,雖然英特爾處理器具有更多的執(zhí)行單元,更高的圖形頻率和更好的內(nèi)存帶寬,但最終的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果很多會(huì)排在AMD APU的后面。
營收變化說明了一些問題
雖然營收數(shù)據(jù)不能完全說明處理器性能的比較,但也能夠從側(cè)面說明一些問題。以2021年一季度營收數(shù)據(jù)為參考,AMD第一季度營收34．45億美元,與上年同期的17．86億美元相比增長93%;凈利潤為5．55億美元,與上年同期的1．62億美元相比增長243%。
而反觀英特爾,一季度凈利潤為34億美元,去年同期為57億美元,同比下降了41%。
此消彼長,英特爾面臨AMD崛起帶來了很大的壓力。同時(shí),AMD Zen3+/Zen4架構(gòu)的曝光更是給英特爾以緊迫感,AMD 新顯卡驅(qū)動(dòng)21．4．1測試的功耗大降72%,而IPC最高提升22%。因此,目前社交媒體上刷屏的“AMD YES”也不會(huì)全是“水軍”。