Daniel Lemire 的 Geekbench 6 对比显示,在 2022 年至 2024 年间发布的三款可相互比较的八核、3D V-Cache 锐龙 7 处理器中,性能提升约为 50%。5800X3D 的单核测试得分为 2,016,多核测试得分为 11,832;9800X3D 的得分则分别为 2,969 和 18,751。这意味着单核性能提升了 47%,多核性能提升了 58%。

锐龙 7 处理器的 Geekbench 6 单核和多核得分
锐龙 7 5800X3D、7800X3D 和 9800X3D 的 Geekbench 6 得分。lemire.me

该基准测试图表量化了三款锐龙 7 3D V-Cache 处理器约 50% 的性能提升。

在 Lemire 的分析中,仅凭时钟频率无法解释这一结果。最大加速频率从 4.5 GHz 提高到 5.2 GHz,增幅约为 15%,而晶体管数量则从约 110 亿个增加到 160 亿个。他表示,新增晶体管大多用于核心本身,而不是 3D 缓存。

核心的变化有助于解释这一差距。Lemire 报告称,Zen 5 将每个周期可分派的指令数从 6 条增加到 8 条,将整数算术单元从 4 个增加到 6 个,并将重排序缓冲区从 256 项扩展到 448 项,从而使更多指令能够同时处于执行状态。每个核心的 L2 缓存从 512 KB 翻倍至 1 MB,L1 数据缓存则从 32 KB 增至 48 KB。

Zen 3 到 Zen 5 的分派、ALU、重排序缓冲区和缓存对比
从 Zen 3 到 Zen 5 的核心架构变化,包括分派能力和缓存容量提升。lemire.me

该图展示了文章中讨论的更宽分派、额外整数单元、更大重排序缓冲区以及扩展后的缓存。

Zen 5 还改变了处理器的向量运算机制。Lemire 介绍称,Zen 5 配备了 4 个 512 位 SIMD 算术单元,而 Zen 3 和 Zen 4 配备的是 4 个 256 位单元,同时还拥有更宽的加载和存储能力。当软件能够利用这些改进时,处理器每个周期可以移动或处理更多数据。原文没有提供工作负载级基准测试来证明每项架构变化分别贡献了多少性能,因此,这些提升应被理解为 Geekbench 对比结果,而不是适用于所有应用程序的普遍加速幅度。

从 Zen 3 到 Zen 5 的 SIMD 算术单元和加载—存储吞吐量对比
Zen 5 扩展了 SIMD 算术单元和更宽的数据移动能力。lemire.me

该对比展示了更宽的向量单元、加载和存储能力,它们可以在每个周期移动或处理更多数据。