从KABY LAKE到RYZEN

　　2017年英特尔与AMD最新处理器评测与技术解析

　　就像我们在2016年最后一期杂志上讲的那样，对于处理器来说，2017将是爆发的一年。而让人欣喜的是，这次爆发在2017年的第一个月就开始了，在本月英特尔正式发布了采用14nm+工艺的Kaby Lake台式机处理器—那么它是不是如传言所说，仍然是“挤牙膏”的产物呢？它的超频能力是否获得的提升，具备在普通散热条件下，将频率超频并稳定到5.0GHz呢？

　　同时自2016年底AMD“新地平线”活动上其新一代全新架构RYZEN处理器展示以来，有关AMD下一代处理器的技术信息也越来越多，甚至AMD官方也公布了部分评测数据，那么AMD RYZEN是否为AMD处理器性能带来了质的飞跃，是否让AMD再次具备与英特尔Core i7级别产品一较高下的能力？

　　相信这些都是广大读者最为关心的问题，而凭借《微型计算机》在IT硬件领域的影响力，此次我们抢先获得了KABY LAKE正式版产品，以及有关AMD RYZEN处理器的独家信息与评测数据。因此对于各位读者来说，本期专题就是我们为您精心制作的一部开年大片，绝对不要错过！

　　三代Intel Core处理器大比拼

　　英特尔第七代酷睿处理器Kaby Lake首测

　　2007年，Intel正式提出著名的“Tick-Tock”微处理器芯片发展战略模式，并沿用多年。但是当处理器生产工艺在发展到14nm时，Intel已经“力不从心”，Skylake的发布时间比预料晚了半年。由于原本的芯片周期已经无法适应每两年发布一代CPU，Intel必须延长每一代制程的生命周期，也就是说每一代生产工艺将沿用3年，采用新的工艺、架构、优化三步走的产品更新模式，因此最新推出的“Kaby Lake”处理器同样采用了14nm生产工艺。虽然Intel将新CPU的架构命名为“14nm+”，但这还是意味着“制程-架构”的钟摆节奏已经被打乱。历经一年的缝缝补补，基于Kaby Lake架构的处理器又有着怎样的改变呢？

　　14nm+工艺，晶体管性能提升

　　在CPU架构部分，Kaby Lake继承了目前的Skylake核芯，也就是第六代Core架构，所以光从IC设计角度来看，Kaby Lake的CPU架构实际上是略有改动的，并且Inte将其称为14nm+，新工艺使用了更高的鳍片，CPU使用更小的电流便可驱动，从而减小漏电的概率。此外，Kaby Lake的栅极间距更宽，所以晶体管密度降低，通过这种方式可以降低生产难度，另外更宽的间距也有助于每个晶体管的散热，从而在降低内核温度的同时提升频率。借助这些芯片内部的工艺改进，Kaby Lake的晶体管性能比前代产品提升了将近12%，这给它带来了更出色的能效表现。

　　TDP不变，频率更高虽然Intel对Kaby Lake的内部架构进行了更深度地优化，但Core i7 7700K的TDP散热设计功耗标称值并没有降低，依然为91W。当然TDP标称值只是一个参考数据，在测试中我们会考察KabyLake处理器在实际功耗方面的表现。而在频率方面，Intel这一次升级“牙膏”挤得更多。Core i7 7700K的标准工作频率提升到4.2GHz，睿频加速频率则提升到了4.5GHz，相比Core i7 6700K，Core i7 7700K的“待遇”可以说是比较优厚的。既然TDP标称值依然为91W，频率提升的同时，CPU在实际功耗和发热量方面又有着怎样的表现呢？我们将会在后面的测试环节中对它进行重点考察。

　　核芯显卡性能增强

　　Kaby Lake的GPU核芯同样继承上一代产品，在Intel的体系中仍属于第九代架构，它的图形核芯依然由EU单元构成，内部设计没有什么变动。根据处理器版本不同，Kaby Lake的GPU也分为GT2、GT4等多种配置，性能最高的GT4包括72个EU执行单元，GT2为24个，数量与第六代Core相同。不同的地方在于Intel提升了eDRAM 四级缓存的配置—比如Kaby Lake最高性能版本的eDRAM四级缓存可以集成256MB，而目前第六代最高只能到128MB。

　　在没有明显改动EU单元内部设计、提高EU数量的情况下，指望Kaby Lake的图形性能有大幅度提升是不现实的，但值得庆幸的是，Kaby Lake在视频性能方面获得了大幅度的增强，Intel为它加入了增强的视频引擎，它包括MFX（Multi-Format Codex ，多媒体解码器）和VQE（Video Quality Engine ，视频质量引擎）两个部分。

　　Kaby Lake的上述改进，让它得以胜任4K时代的现实需求。Intel现行的第六代Core架构，只是支持传统的H.264/MPEG-4 AVC格式编解码和VP8格式的编解码，它们最高只能在1080p视频内容中进行硬件加速支持，任何超过1080p清晰度的高清视频，都只能依靠CPU进行软解。Kaby Lake对视频引擎的增强，很好地解决了这个问题，面对4K视频都可以进行硬件加速，显著降低了平台负担、具备更高的实用价值。

　　支持Optane SSD

　　如果性能方面的提升幅度并不足够吸睛，那么Kaby Lake处理器将会支持Optane SSD或许能够打动众多消费者。Optane SSD将通过M.2接口与主板连接，能够缩短PC的启动时间，同时也可以更迅速地开启应用程序。它采用Intel和美光联合研发的3D Xpoint闪存技术，这项技术在2015年就已发布，并且Intel此前曾多次展示3D XPoint技术和Optane SSD，但都只有理论性能，例如4K随机读取性能峰值可达464300 IOPS，是现有企业级SSD P3700的5倍还多。在IDF 2016上，Intel着重提到3D XPoint闪存技术，并宣布投资35亿美金将与美光联合设计的3D Xpoint非易失性存储技术带到中国，由Intel大连工厂制造。另外，3D Xpoint闪存还可以做成DRAM，相比传统DDR内存，可提供更高的容量和更低的成本。值得一提的是，Intel公司初期主要就是内存业务，不过在1985年选择放弃，而3D Xpoint闪存的问世或许会成为Intel重返内存市场的契机。

　　超频能力更强

　　Kaby Lake处理器和上一代处理器相比，将会有更强的超频能力。由于主板上的PCIe、DMI总线被独立开来，用户在调节外频进行超频时，不会对PCIe和DMI频率造成影响，从而提升超频时的稳定性。此外，它采用了两种新的技术—BCLK aware V/F curve 以及AVXnegative ratio off set。The BCLK aware V/F curve是一种与外频一起工作的自适应电压模式，其主要作用同样是帮助CPU实现更高的频率稳定性。而AVX negative ratio off set则能够使CPU在执行非AVX指令集时，可工作在更高频率，运行AVX指令集时频率降低，并且该功能用户可以自行设置。

　　新一代芯片组，更多PCIe通道数

　　随着Kaby Lake-S处理器的发布，与之搭配的200系列芯片组也一起登场。那么新一代芯片组，在上一代的基础上做出了哪些改变呢？首先PCIe通道数从Z170的20条提升到Z270的24条，HSIO通道数也从26条提升至30条，而显卡通道分配、M.2接口数以及USB3.0接口数等均无变化。此外，Intel快速存储技术的版本从14.0升级到了15.0。

　　为了充分发挥Kaby Lake处理器的性能，本次我们特别搭配了技嘉GA-Z270X-GAMING 7主板，该主板外观以黑色为主，热管散热系统的外壳则选择了较为清爽的白色。同时该主板在供电部分设有可定制的L E D灯条，从而满足玩家们在灯效方面的需求。此外，GA-Z270X-GAMING 7的三个显卡插槽外均包裹金属强化层，让它更加坚固耐用。接口方面，该主板提供了三个显卡插槽，分别提供x16、x8以及x4带宽。拓展接口方面，这款主板提供了3个PCIe 3.0接口、3个SATA EXPRESS接口以及6个SATA 6Gb/s接口，同时它还配备了2个M.2接口和一个U.2接口，可以看出这款主板的拓展性能较强，能够满足绝大部分玩家们的拓展需求。此外，GA-Z270X-GAMING7配备了两个R J-45接口，并分别配以Intel千兆网络芯片和Killer E2500千兆网络芯片，其他的背板接口则有1个USB3.1接口和5个USB3.0接口以及HDMI接口等。供电部分，这款主板采用了12相供电设计，核心供电部分采用1上1下的Vishay MOSFET设计，上桥为SiR A18DP，下桥为SiR A12DP，在Vgs为10V时，内阻分别为7.5和4.3毫欧姆。此外，供电部分还配备了经过技嘉“超耐久”认证的全日系黑色固态电容。在音频部分，GA-Z270X-GAMING 7主板采用了Creative CA0132-4AN音频芯片，支持虚拟5.1环绕音效。

　　内存方面，我们选用的是芝奇Trident Z DDR4 3600 32G B，这款内存的散热马甲采用了全铝合金材质，加以细致的拉丝铝表面工艺，正反面均为黑色，顶部的白色树脂条印有黑色G.SKILL Logo，醒目兼具简约大方。内存采用了10层PCB设计，电气性能十分优秀，除了达到省电的功用外，也降低了因内存工作而产生的热量，提升了内存在高频率下的工作稳定性。从内存标签上可以看出，该款内存编号为F4-3600C16D-16TZK W，其内存频率为DDR4 3600，内存延迟为16-16-16-36，工作电压为1.35V，并支持Intel XMP2.0，可一键超频

　　我们如何测试

　　首先我们重点对Core i7 7700K这款基于Kaby Lake架构的高端处理器的各方面性能进行了测试，并采用Core i7 6700K以及Core i7 4790K这2款基于前两代架构的高端桌面级处理器与Core i7 7700K进行对比。此外，我们还着重考察了Core i7 7700K处理器的核芯显卡性能，以检验新一代核芯显卡HD Graphic 630到底有怎样的性能。同时除了处理器的默认频率之外，我们还对3款处理器进行了更公平也更具对比性的同频、同电压设置环境下的性能和功耗对比测试，以验证经过深度优化内部结构的Kaby Lake处理器在性能上究竟有多大的提升。

　　处理器性能测试

　　测试点评：由于Core i7 7700K拥有更高的最大睿频频率，因此它在这部分的测试中全面占优。在所有的测试项目中，Core i77700K的测试成绩均比Core i7 6700K高出4.6%~7.5%不等。和基于Haswell RefreshCore架构的 i7 4790K相比，在CINEBENCH R15处理器渲染性能和wPrime 320万位运算耗时这两项测试中，Core i7 7700K的优势达到了11%以上，在其他的测试项目中也同样小幅领先。

　　处理器应用性测试

　　测试点评：在应用测试中，Core i7 7700K依旧占有部分优势。在HandBrake视频转码测试中，Core i7 7700K相比Core i7 6700K以及Core i7 4790K也有着约7%和14%的提升，在PhotoShop CS6图片处理耗时和WinRAR文件压缩性能这两项测试中，Core i7 7700K相比其他两款处理器也略胜一筹。

　　游戏性能测试

　　测试点评：在玩家们最关心的游戏性能测试方面，Core i7 7700K的表现也符合“挤牙膏”的预期值。从结果来看，在《古墓丽影：崛起》、《奇点灰烬》和《神偷4》以及3DMark Time Spy场景这4项测试中，Core i7 7700K均全面小幅度领先。

　　功耗与温度测试

　　测试点评：在这项测试中，我们运行Prime95 In-place large FFTS让Core i7 7700K和Core i7 6700K这两款CPU达到满载状态，以考察它们在满载时的功耗和温度。由于Core i7 7700K和Core i7 6700K的TDP标称值相同，所以Core i7 7700K的频率虽然比Core i7 6700K要高，但两款处理器的待机以及满载时的平台功耗基本能够持平。不过在处理器的发热量上，Corei7 7700K的表现则有些出人意料。在满载时，Core i7 7700K的温度要比Core i7 6700K高出约13%。虽然我们事先有预想到Core i7 7700K的发热量会更高，但高出这么多却是出乎我们的意料之外。

　　同频性能测试

　　如果想要了解一款处理器架构在性能上是否有提升，功耗是否得到降低，在相同频率、相同电压的设置下再进行处理器性能的对比测试自然是一个更加有效并且也更具对比性的方法。因此，在这一部分的测试中，我们特别将3款处理器的频率均固定在4.0GHz，处理器的电压也均设置为1.2V。

　　同频测试点评：在同频测试中，我们将CPU的频率统一固定在4GHz，CPU的电压也控制在1.2V，并且在功耗和温度测试中我们同样运行Prime95 In-place large FFTS让CPU达到满载状态。从各个测试项目的成绩来看，Core i7 7700K和Core i7 6700K在可谓是互有胜负。虽然Core i7 7700K在架构上有所优化，但其实际性能方面的提升并不大。在功耗方面，由于Core i7 7700K和Core i7 6700K这两款处理器的TDP标称值均为91W，所以这两款CPU在待机和满载状态下的功耗均较为接近。而在发热量方面，Core i7 7700K的CPU核心温度为54℃，Core i7 6700K的核心温度为50℃。总体来说，在同频率同电压的条件下，Core i7 7700K在性能方面的提升不算明显。而在功耗和发热量方面，Core i7 7700K和Core i7 6700K的功耗和比较相近，只是Core i7 7700K的发热量略高于Core i7 6700K。

　　核芯显卡性能测试

　　测试点评：Core i7 7700K集成的是HD Graphics 630核芯显卡，而Core i7 6700K和Core i7 4790K则分别集成的是HD Graphics 530和HD Graphics 4600。EU单元数量方面，Core i7 7700K和Core i7 6700K的EU单元数量相同，均为24个，而Core i7 4790K的EU单元数量则为20个。在这个部分的测试中，虽然Core i7 7700K和Core i7 6700K在1920×1080分辨率（普通画质）下运行《神偷4》的游戏平均帧数几乎相同，但在其他3个测试项目中Core i7 7700K均有不同程度上的优势，并且在《蝙蝠侠·阿卡姆骑士》和《怪物猎人Online》这两项测试中i7 7700K能够领先6%以上，我们推测这是由于其内部架构有小幅更新，以及频率可能有所提升所导致。而Core i7 7700K和Core i7 4790K相比，由于后者集成的HD Graphic 4600的EU单元执行数量要少4个，所以Core i7 7700K的优势更是达到了25%~34%。从结果来看，HD Graphic 630核芯显卡，和前两代相比在性能上是有一定提升的，但是运行大型游戏仍然非常吃力。

　　超频性能测试

　　既然是带“K”的处理器，Core i7 7700K的超频能力当然也是大家比较关注的焦点之一，因此我们接下来采用倍频超频的方式对Core i7 7700K的超频能力以及超频后的性能进行了考察。

　　处理器的倍频超频比较简单，主要是在处理器倍频选项里设置想要达到的倍频数值，再对处理器的工作电压进行设置即可。在超频测试中，我们为Core i7 7700K加装了水冷散热器。在1.38V的处理器电压设定下，Core i7 7700K最高可工作在5.0GHz的频率下。我们首先使用AIDA64的Stress FPU对Core i7 7700K进行半个小时的烤机测试，以考察它在5.0GHz的频率下能否长时间稳定地工作。但遗憾的是，Core i7 7700K在测试中没能坚持半个小时。接下来，我们将Core i7 7700K的频率调低到4.8G Hz，电压则设定到1.3V，同样首先对它进行了半个小时的烤机测试。从结果来看，在1.3V的工作电压以及4.8GHz的频率下，Core i7 7700K顺利通过了为时半个小时的烤机测试。此外，我们在4.8GHz和5GHz频率下，分别对Core i77700K进行了简单的性能测试，以考察它在超频后的性能提升幅度。

　　测试点评：Core i7 7700K在超频之后和在默认频率下相比，其性能的确是有一定提升的。在5GHz频率下，CINEBENCH R15处理器渲染性能相比4.5GHz时要提升7%，SiSoftware Sandra处理器算术性能也有11%的提升幅度，而在Excel期权方程式运算耗时测试中，Core i7 7700K在5GHz频率下更是将时间缩短了20%。而在运行更为稳定的4.8GHz下，Core i7 7700K的测试成绩同样也提升了4%~8%。

　　写在最后

　　综合以上测试，作为Intel最新一代定位消费级的高端处理器，Core i7 7700K借助在性能方面的优化，其综合性能依然是有所提升的。在默认频率下，Core i7 7700K在我们的处理器性能、应用性以及游戏这3个部分的测试中，Core i7 7700K都全面占优，只是和Core i7 6700K相比，前者整体性能的提升幅度并不大，这也符合Intel处理器在性能升级方面“挤牙膏”的一贯作风。Kaby Lake的架构是在Skylake的基础上进行了优化，而主要优化方向是提升CPU的能耗比。从同频率同电压条件下的各项测试结果我们不难看出，Core i7 7700K和Core i7 6700K相比，两款处理器的实际性较为接近，而在CPU能耗比方面Core i7 7700K这款桌面处理器上表现得不够明显。在默认频率下，Core i7 7700K在待机和满载时，平台的总体功耗均和Core i7 6700K在相同条件下的功耗是比较相近的，但更高的Boost频率却导致了Core i7 7700K在满载时的发热量相比Corei76700K要高一些，不过在同频率同电压设定下，两者的功耗和发热量较为接近。在超频能力方面，Core i7 7700K在1.38V的工作电压下的频率能够达到5GHz，只是不能长时间稳定工作。不过它在4.8GHz下能够通过AIDA64 Stress FPU为时半个小时的满载测试。Core i7 7700K的超频能力和Core i7 6700K相比，前者还是有一定程度上的提升。对于用户来说，如果你现在使用的是Core i7 6700K，那么升级Kaby Lake的意义并不大，但如果你是新装机用户，那么Kaby Lake自然是首选，毕竟Kaby Lake平台更高的工作频率下，其综合性能也更强。当然，为了让它能够加稳定地工作和超频，我们还是建议大家为Core i7 7700K搭配水冷散热器。

　　文/《微型计算机》评测室