除非你追求最高的游戏帧速或想要构建超级强大的工作站,否则顶级cpu对大多数人有点浪费。核心数和高时钟是厂家和媒体津津乐道的话题,但我们大多数人只想玩玩游戏,搞搞设计。话虽如此,那些真正优秀的cpu还是让人情不自禁的高呼nb
cpu诞生至今已有几十年历史了,要挑选出最好的7个其实有点困难。这里将重点放在20世纪90年代末以来问世且面向消费者的芯片中。任何涉及比较的名单都会有争议,本文只是作者自认为能够涵盖cpu发展史上的一系列里程的一家之言。欢迎辩论和吐槽。
amd athlon 1000
现代台式机cpu时代的开启于20世纪90年代末,当时英特尔推出了奔腾ii,amd推出了k6。这些是最早在各类技术网站上进行评测的cpu型号,毕竟互联网在那个时间点才开始普及,另外买零件自己装机在那时也开始兴起。
英特尔和amd在几年前发生了一场法律纠纷,以amd胜利告终,获得了制造自己的 x86架构cpu的权利。amd刚刚开始只能作为二供工厂英特尔芯片,现在可以设计和制造自己的产品,与英特尔形成了直接竞争的局面。为了保持竞争力,amd最初的竞争手段就是降价打折,随着技术积累,amd逐渐也能推出性能领先的产品了。
1999年夏天,amd推出了athlon系列,athlon在古希腊语中意为“竞赛”。与几个月前刚刚推出的英特尔pentium iii相比,用户和媒体发现athlon 650(主频为650mhz)在性能上获得了领先地位。主频同为650mhz的英特尔pentium iii性能低于athlon 650,这只能说明amd的架构设计更好。
在接下来的几个月里,amd和英特尔你来我往,不断推出更高频率的athlon和pentium超越对方。这次竞争的结果是amd的athlon 1000在2000年初跨过了1 ghz终点线。英特尔的pentium iii 1ghz的推出时间落后了两天。尽管英特尔的1ghz版本要强于amd的产品,但这次竞争让athlon成为了一款传奇芯片,标志着amd粉墨登场成为地位相当的”友商”
amd athlon 64 3000+
amd和intel双双突破1 ghz后不久,intel就卯足了劲要大干一场。2000年底,该公司推出了首款pentium 4,其底层架构netburst以牺牲ipc性能为代价,一心追逐高时钟速度,每一代netburst的频率都不段攀高。这反映了当时intel要避免再像1 ghz竞赛那样措手不及的心态和产品思路。
与此同时,出现了一场新竞赛:即64位计算。当时的x86架构只有32位,64位的优势是显而易见的。为此,intel于2001年为新兴的服务器市场推出了64位itanium架构。但该架构存在两个问题:一是仅适用于服务器,无法满足消费者对台式机cpu的需求,二是itanium不兼容x86软件。这两个因素拖累了英特尔。从这个角度来看,软件兼容性对于台式机和服务器cpu非常重要。
amd在2000年至2002年期间的athlon系列乏善而陈,因为该公司当时正在集中精力开发64位版本的x86架构,即amd64。2003年底amd推出了athlon 64 3200+和athlon 64 fx-51,成功将amd64架构推向市场主流。但是几个月后发布的athlon 64 3000+是真正的爆品,售价仅为3200+和英特尔32位pentium 4 3.2ghz价格的一半。技术媒体在评测中发现3000+仅略微落后于这两款cpu,因此它是一款物超所值的64位芯片。
还没有完,amd的64位opteron服务器cpu(在athlon 64之前上市)由于采用x86 架构,没有对手的软件兼容性问题,完爆itanium。最终结果是amd在服务器市场占据了超过25%的市场份额。英特尔的netburst架构牺牲ipc性能来换取无法兑现的时钟速度提升,技术路线走入穷途末路。此时两者的遭遇形成了鲜明的对比:athlon 64和最初的opteron跻身amd最好的cpu,pentium 4和itanium却成为英特尔的双重噩梦。
intel core 2 duo e6300
英特尔为了扭转不利局面,想到了一个超级聪明奇招:给惠普和戴尔等oem厂商提供大量回扣,以换取他们使用英特尔的cpu(英特尔铁粉:这不算贿赂,读书人的事怎么能算偷)。这种回扣的合法性先不去说,但确实有效果,帮助英特尔保持了其传统的市场领先地位,扭转了amd在台式机和服务器领域的增长势头。但这种"以本伤人"的行为注定不可持续,它急需一款全新的cpu和全新的架构。
传奇的core架构于2006年首秀,最初用于笔记本电脑,core 2系列开始登上台式机。core是推倒netburst架构,全部从头开始构建,彻底摒弃了牺牲(ipc)性能换取时钟速度的思路。因此core专注于ipc增益,回到了amd在athlon系列采取的路线。英特尔希望做得比amd更好,事实上它确实做到了。
core 2系列中有不少重量级产品,比如四核core 2 extreme x6800,在评测中几乎赢得了每一个子项目,还有core 2 quad q6660,这是一款高端四核处理器,非常适合多线程工作负载。但最受称赞的是core 2 duo e6300,默认频率为1.86ghz,性能相当不错,可以超频到近2.6ghz,与价格高很多的英特尔和amd产品不相上下。
core 2彻底击败了老对手athlon。虽然英特尔的一些商业手段在法律和道德上很有疑问,但至少core 2在基准测试中公平地击败了athlon。英特尔并不满足于平局,它想要彻底的胜利。
intel core i5-2500k
在接下来的五年里,英特尔在技术和财务上都超越了amd。amd试图通过推出 phenom系列来挽回局面,但英特尔core架构领先太多,英特尔这个时候还发明了“tick-tock”的产品策略,tick表示工艺升级,tocks表示架构更新。每一代都在架构改进和制造工艺改进之间交替。2011年,在core 2发布两个tick和两个tocks之后,英特尔给对手准备了更猛烈的攻击。
英特尔的第二代sandy bridge与core 2相比并没有太大变化。对于主流市场,英特尔仍然只提供四核(六核extreme仅供高端lga 2011平台),但这些核心都很强大。在单线程性能方面,旗舰core i7-2600k比core i7-980x extreme快约25%,比amd phenom ii x6 1100t be快50%。2600k在多线程性能方面确实不如i7-980x,因为是四核对六核,但比同样是六核的phenom ii x6 1100t be快。
第二代产品中最著名的是core i5-2500k,这款cpu在问世十年后仍被人们所怀念。与 2600k相比,它唯一缺少的是超线程(当时软件普遍并行优化较差,所以这并不重要)和一点时钟速度。但是价格只有2600k的三分之二,后者只快了10%-20%。
sandy bridge也是cpu新时代的开始。英特尔凭借core领先多年,而sandy bridge让 这种优势更加明显。当其amd fx bulldozer于2011年晚些时候问世时,大家都为amd 失败感到焦虑。bulldozer是一款糟糕的产品,是amd最差的cpu之一。消费者和媒体普遍担忧,如果没有amd这样的竞争对手来制衡英特尔,消费者可能会面临具备垄断地位的公司的压榨,后来的发展也印证了这种担忧并非多余。
amd ryzen 7 1700
2011年的消费者预期,amd将像英特尔一样,每年改进一次bulldozer cpu。然而,amd的财务状况非常糟糕,以至于只能在2012年推出第二代fx cpu,从那时起,它连续几年只发布了面向低端市场的新品。当时amd实际上退出了市场,让对手形成事实上的垄断。这导致英特尔将四核core i5和core i7定价过高。其利润率越来越高,性能提升越来越小。这种情形让消费者十分郁闷。
然而,amd并没有彻底退出。在bulldozer推出并遭到批评后不久,该公司就开始着手开发全新的架构。zen的目标是ipc比bulldozer提高 40%(对于单代产品来说这是一个相当激进的目标),并且高达8个内核,它将成为游戏玩家和发烧友的救星,彻底打破英特尔的高价低质产品和沉闷的竞争势态。
2012年至2016年推出的cpu因为缺乏竞争,并不为当时的关注焦点,但zen却不同。火爆速度达到了前所未有的水平,amd也在其中大展身手。它将zen的发布会命名为“new horizon”,邀请the game awards的geoff keighley登台。要知道,这是cpu而非gpu,而且还是多年来一直举步维艰,几乎破产的amd推出的cpu。但如同体育比赛一样,人们希望弱者逆袭,盼望amd能够赢得这场胜利,重新激发cpu市场活力。
zen桌面版以ryzen为品牌,于2017年初推出,它承诺提供出色的多线程性能和劲爆的游戏性能,而且确实做到了这一点,兑现了炒作时吹的牛皮。ryzen 7 1700虽然不是旗舰,但广受好评,因为它提供8个核心,售价合理,性价比极高。在多线程工作负载方面,几乎与英特尔core i7-6900k相媲美,而后者售价是前者三倍多。久违的cpu市场竞争终于回来了。
amd ryzen 9 3950x
尽管amd对zen的成功感到很满意,但英特尔仍然势不可挡。该公司的10nm制造工艺有所延迟,但amd不想冒险,设计了未来几代zen以便能够与这些芯片竞争。但当英特尔在2018年推出其首款10nm芯片时,大家清楚地看到:英特尔10nm产品已经失败,而且很长时间内都无法准备就绪。amd原本以为这是一场势均力敌的战斗,但结果看起来一边倒。
amd大力投入的创新之一是小芯片。不是把所有东西都放在一块硅片中,而是内核会有自己的芯片,其他所有东西都放在另一个芯片上。通过这种方式构建cpu,amd只需要创建几个独特的芯片,之后就各种排列组合。此外,对于下一代 zen(zen 2),amd还订购了台积电的下一代7nm工艺产能,该工艺在与英特尔的10nm竞争,比该公司不得不使用的英特尔14nm工艺要强很多。
最终的成果就是ryzen 3000,于2019年推出,当时正值amd成立50周年。ryzen 3000 不仅在游戏和单线程工作负载方面扳平了比分,在多线程工作负载方面也完全击败了英特尔。八核core i9-9900k必须与16核ryzen 9 3950x和12核ryzen 9 3900x竞争,后者让当时英特尔的旗舰9900k看起来像是中端产品。也别忘了amd的服务器产品epyc rome,最多有64个内核。英特尔的竞品xeon最多只有28个内核,大人打小孩的场面让人不忍直视。
amd原本预计英特尔10nm芯片推出后自己将面临一场艰苦的战斗,但结果却在与老旧的14nm工艺的对决中收获了自己的高光时刻。amd多年的辛勤努力终于得到了回报,ryzen 3000系列获得了普遍赞誉。
intel core i9-12900k
如果英特尔再不推出优质cpu,amd就会开始因为自己的市场地位犯病。ryzen 5000 系列于2020年底问世,全线涨价。六核ryzen 5 5600x比ryzen 5 3600x性能最多提高 20%,但是价格提升比例却超过这个比例。amd还决定只推出ryzen 5000系列的四个型号,价格都比前代涨价不少。
与此同时,英特尔在10nm工艺的修复方面取得了缓慢但稳定的进展。2019年,英特尔推出了ice lake移动平台产品,只有四核,仅比14nm芯片好一点点,但这是一个进步。2020年推出了tiger lake,又有一些改进,但仍然只有四核。最终,在2021年底,英特尔自豪地推出了真正配得上桌面平台的10nm cpu
被称为第12代的alder lake带来了一些新东西。10nm工艺,具有全新架构,还使用了两种不同类型的核心:性能(p)和效率(e)核心。这种大小核与apple和其他arm cpu的设计相同,但以前从未在桌面上试过。消费者充满疑惑,不清楚效果如何。
产品发布后,英特尔解开了这种疑惑,凭借core i9-12900k奇迹般地重夺性能宝座。它拥有八个p核和八个e核,在单线程和多线程工作负载中都领先amd ryzen 9 5950x,在游戏方面也快得多。还比5950x 便宜,这对于英特尔来说是少有的事。
总体而言,除了功耗较高之外,整个12代产品线都很给力。虽然amd满足于在2020 年仅推出四款型号,但英特尔在数月内推出了大量型号以覆盖整个市场。为了应对突然暴走的英特尔,amd连夜开会,大幅打折促销并推出了一些非常糟糕的廉价型号,这些型号从发布第一天起就必须跳楼价甩卖才有人要。amd多年来建立的商誉遭受重挫,但这种趋向平衡的竞争局势让消费者松了一口气。
如今,英特尔推出了14代,amd推出了ryzen 7000系列。两者各有利弊,英特尔物超所值,而amd效率更高,可升级性更强。英特尔似乎略占下风,因为其7nm/intel 4 工艺仍未准备就绪,实际使用该工艺的meteor lake芯片仅适用于笔记本电脑。而amd紧抱tsmc大腿,工艺方面占了优势。不过2024年末zen 5与arrow lake之间的战争将不乏看点。
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