AMD 再向 Intel 投下震撼弹!! 採用 7nm 制桯、Zen 2 微架构、第 3 代 Ryzen Threadripper 处理器正式登场，相较上代 Zen+ 架构性能平均提升 15%、Cache 容量倍增，升级 PCIe 4.0 传输技术，优化 DDR4 记忆体控制器，HKEPC 编辑部找来全新 AMD Ryzen Threadripper 3970X 处理器， 与 Intel 最高阶的 Core i9-10980XE 及上代 2990WX 作效能对比测试。

代号「Castle Peak」、第三代 Ryzen Threadripper 登场

相隔 4 个月，AMD 再次向 Intel 投下 7nm 震撼弹，代号「Castle Peak」、第 3 代 Ryzen Threadripper 处理器正式登场，採用全新 Zen 2 微架构令 IPC 性能较上代提升 15%，更先进的 7nm 制程令最高时脉提升约 350MHz，性能已完全抛离 Intel Core i9-10980XE 被迫半价求售，在 1000美元以上的 HEDT 桌面平台 Intel 已无任何产品对应，高阶已被 Ryzen Threadripper 完全佔据。

▲ AMD 完全称霸 US$1000 以上的 HEDT 市场

第三代 Ryzen Threadripper 初发布共有两款型号，包括 24 核心、48 线程的 3960X、32 核心、64 线程的 3970X，售价分别为 US$1,399、US$1,999，紧接将会在明年 Q1 推出 64核心、128 线程的 Threadripper 3990X，售价未定，对于媒体制作、工业运算等专用应用带来了明显性能提升，虽然 Intel Core-X 降低售价后令 Ryzen Threadripper 性价比有所减弱，但对于专业用家来说时间就是金钱，市场仍对第三代 Ryzen Threadripper 有着极高评价。

採用 Chiplet 多晶片设计

▲ Castle Peak 採用了 Chiplet 多晶片技术

第三代 Ryzen Threadripper 处理器採用全新的 Chiplet 多晶片设计，相较过去採用单纯的 Multi Core Module 架构，「Castle Peak」将 CPU 核心与其他 I/O 单元分拆成 Chiplet 晶片， CCD 晶片採用 7nm 制程、内建 2 个 CCX 模组、8 个 CPU 核心， cIOD 晶片採用 12mm 制程内建 IMC 记忆体控制器及其他高速 I/O 介面功能，这样的设计令 AMD 可以相同的封装空间中提供更多 CPU 核心。

▲ Ryzen Threadripper 3970X 採用 4 CCD + 1 cIOD 配置

旧有 12nm Zeppelin 晶片大小为 213mm²，其中 CCD 佔约 120mm² ，其他 I/O 与 IMC 记忆体控制器等佔约 93mm²，要达成 32 核心就要 4 颗完整的 Zeppelin 晶片佔 852mm²，多出来的 I/O 与 IMC 记忆体控制器将被屏蔽。全新的Chiplet 设计 7nm CCD 晶片只有 74mm²，cIOD 晶片为 416mm²，要达成 32 核心只需 4 颗 CCD + 1 颗 cIOD 晶片， 晶片合共为 712mm²，如果是 64 核心的话差距将会更大，全新 Chiplet 多晶片设计令 Ryzen Threadripper 在多核心组成上更具弹性。

全新 AMD Zen 2 微架构

上代 Ryzen Threadripper 採用的「Zen+」微架构属于半代更新，仅针对 Cache 及记忆体系统作出改动，第 3 代 Ryzen Threadripper 改用「Zen 2」微架构的带来了明显的性能改良，包括了增加内部频宽、提升运算单元使用率、提升缓存命中率、提升单一週期指令执行数等等，主要改进及全新设计包括︰

→ 改用 256bit Single-Op 浮点单元

→ μOps Cache容量倍增至 4096 byte

→ 全新的 TAGE 预测分支设计

→ 增至 3 组 AGU 单元

→ 增加 Load/Store Bandwidth

→ L3 Cache 容量提升 1 倍

→ 改良 Fetch 及 Pre-Fetch 能力

→ 改良 ALU 及 AGU Schedulers

→ 增加 Register File 容量

→ IMC 控制器改良、提升至 DDR4-3200+

▲ AMD Zen 2 微架构 Block Diagram

代号 Castle Peak、AMD 第 3 代 Ryzen Threadripper 处理器基于经改良的 Zen 2 微架构，相较上代 Zen+ 微架构性能平均提升 15%、Cache 容量倍增，率先支援 PCIe 4.0 传输技术，优化 DDR4 记忆体控制器，加上 7nm 制程改进令时脉进一步提高，令处理器运算性能较上代明显提升，有关于 Zen 2 微架构的详细讲解，可以参考︰

https://www.hkepc.com/18105/AMD_Zen_2_Microarchitecture

TSMC 7nm、时脉提升 350MHz

▲ TSMC 7nm 制程的 CCD Die Shot

AMD 第 3 代 Ryzen 处理器除了针对微架构作出改良外，更採用了先进的 TSMC 7nm 制程技术，CCX 模组尺寸由 44mm² 缩减至 31mm²、相较上代 12nm 制程电晶体性能提升约 15~20%，令处理器的核心时脉可进一步提升，同时降低了处理器 V/f 曲线所需要的电流，在相同电压下核心时脉提升 350MHz。

Ryzen CCX 线程管理

Windows 10 May 2019 (1903) 更新特别针对 AMD Ryzen 的 CCX 模组作出优化，OS 能分辨出不同的 CCX 模组，当执行中的程序产生新的线程时，OS 会优先分配到相同的 CCX 模组内的 CPU 核心，如果 CCX 模组被填满，就会选择同一个 CCD 晶片内邻近的 CCX 模组，尽量避免同一个程序的线程在两个不同 CCD 晶片的 CPU 核心运作，避免不必要的运算延迟。

此外，当两个不相关连的程序执行时，OS 会优先选择将线程给与不同的 Chiplet 执行，这样 CPU 可以通过相隔较远区域令晶片热力平均化，从而提供最高的 Precision Boost 时脉。

据 AMD 指出，Ryzen CCX 线程优化功能将适合于所有 Ryzen、Ryzen Threadripper 处理器系列上，其性能提供最高可达 15%，官方建议所有 AMD Ryzen 用家升级至最新 Windows 10 May 2019 (1903) 版本。

Ryzen Clock Selection 功能

Windows 10 May 2019 (1903) 另一项优化是针对 Zen 2 微架构加入 Ryzen Clock Selection 技术，这功能原理与 Intel 的 Speed Shift 技术相同，能使作业系统快速调整 CPU 的 P-State，让 CPU 可以更快从节能模式回到最高时脉，Skylake 微架构的 P-State 延迟约为 40ms、Kaby Lake 微架构下降至约为 15ms，而 AMD Zen 微架构约为 30ms。

全新 Zen 2 微架构加入了 UEFI CPPC2 (Collaborative Power Performance Control 2) 支援，能够为处理器时脉带来更快的反应性，时脉反应延迟大幅降至只有 1-2ms，将有效提升突发工作负载及应用程式的执行反应。

据 AMD 指出，Ryzen Clock Selection 可以令应用程式启动速度提升达 6 %，如果买了第 3 代 Ryzen 处理器的家，记得安装至最新 Windows 10 May 2019 (1903) 版本。