AMD Ryzen 7 9800X3D處理器效能實測:搭載第2代3D V-Cache,遊戲效能再度爆錶!

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AMD推出搭載第2代3D V-Cache的Ryzen 7 9800X3D處理器,不但維持與前代產品相同的96MB超大L3快取記憶體,強化散熱效果也帶來高達5.2 GHz的Boost時脈。5282c8a5f74cba3229d8ded58978df3b

AMD推出搭載第2代3D V-Cache的Ryzen 7 9800X3D處理器,不但維持與前代產品相同的96MB超大L3快取記憶體,強化散熱效果也帶來高達5.2 GHz的Boost時脈。

9000世代X3D火速報到

不同於過去「X3D」版處理器大約晚「X」版半年之後才會上市,這次AMD在Ryzen 7 9700X上市的3個月之後就推出Ryzen 7 9800X3D,會將時程壓縮得如此緊迫,多少有些與Intel Arrow Lake S系列處理器搶奪市場的意圖。

延伸閱讀:
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Zen 5效能實測(一):Ryzen 7 9700X、Ryzen 5 9600X搶先上市,單核心效能增益最高達20%
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Ryzen 7 9800X3D以Ryzen 7 9700X為基礎,同樣採用AM5腳位與8核16緒配置,L1、L2快取記憶體也同樣為640 KB、8 MB,而L3快取記憶體則透過第2代3D V-Cache技術,由原本的32 MB擴充至96 MB,能夠有效提高快取命中率並降低運算延遲,對於遊戲效能的助益非常明顯,也能緩解遊戲卡頓的狀況,並提高1% Low的FPS成績。

第2代3D V-Cache與前代並同樣透過直接銅對銅連接(Direct Copper-to-Copper Bonding)與矽穿孔(Through Silicon Via,TSV)等技術連接,最大的改變之處為將擴充的L3快取記憶體改為堆疊至CCD(Core Chiplet Die,核心裸晶)下方,且不像前代需要透過結構性矽晶(Structural Silicon)填充空隙。

這樣最大的好處在於處理器核心為於整顆晶片的最上層,有助於改善散熱,這讓Ryzen 7 9800X3D的TDP達到120 W,基礎時脈上看4.7 GHz,而Turbo則高達5.2 GHz,比前代Ryzen 7 7800X3D的4.2 / 5.0 GHz更高,此外也能爭取更高的超頻潛力,對於玩家來說是一大福利。

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Ryzen 9000系列處理器規格簡表
處理器型號 核心/執行緒 基礎時脈 最大Boost時脈 L2快取記憶體 L3快取記憶體 可用PCIe通道數 內建顯示運算單元、時脈 TDP 發表當時定價(美金)
Ryzen 9 9950X 16 / 32 4.3 GHz 5.7 GHz 16 MB 64 MB 24x PCIe Gen 5 2CUs、2200MHz 170 W $649
Ryzen 9 9900X 12 / 24 4.4 GHz 5.6 GHz 12 MB 64 MB 24x PCIe Gen 5 2CUs、2200MHz 120 W $499
Ryzen 7 9800X3D 8 / 16 4.7 GHz 5.2 GHz 8 MB 96 MB 24x PCIe Gen 5 2CUs、2200MHz 120 W $479
Ryzen 7 9700X 8 / 16 3.8 GHz 5.5 GHz 8 MB 32 MB 24x PCIe Gen 5 2CUs、2200MHz 65 W $359
Ryzen 5 9600X 6 / 12 3.9 GHz 5.4 GHz 6 MB 32 MB 24x PCIe Gen 5 2CUs、2200MHz 65 W $279

Ryzen 7 9700於2024年8月8日至正式上市,而Ryzen 7 9800X3D閃電發表則並於11月7日上市。

Ryzen 5000X3D、Ryzen 7000X3D系列處理器採用第1代3D V-Cache技術,擴充的64 MB L3快取記憶體堆疊於CCD上方,並需要使用結構性矽晶(Structural Silicon)填充上下層尺寸不同之空隙。

第2代3D V-Cache將擴充的64 MB L3快取記憶體放至於CCD的下層,且不需要結構性矽晶,對處理器核心的散熱有所幫助。

測試環境與條件

這次測試使用AMD提供的「平台套餐」,內容包含Ryzen 7 9800X3D處理器、GIGABYTE X870E AORUS MASTER主機板、G.Skill DDR5-6000記憶體、Samsung 990 Pro 1TB固態硬碟。需要注意的是這組記憶體的CL值為28,時序值比先前測試平台使用的DDR5-6000(CL=30)緊一點。

另一方面,由於AMD表示希望使用上述測零組件搭配的試平台,故筆者無使用先前《Intel Arrow Lake S效能實測》專題中的DDR5-8000記憶體。

這次測試過程除了手動開啟EXPO功能,讓記憶體自動超頻至DDR5-6000之外,其餘BIOS / UEFI的設定皆維持預設值。而對照組的Ryzen 7 9700X為重新測試,除了使用預設的cTDP(Configurable TDP,可調整熱設計功耗,預設為65 W)之外,也手動開啟105 W cTDP模式,瞭解不同功耗限制的效能表現。

所有成績除了Handbreak影片轉檔僅執行1輪之外,其餘項目都是進行2輪測試,在確定沒有極端值後取平均,遊戲效能使用遊戲內建的測試模式,而《絕對武力2》為手動操作進行與電腦BOT於Dust 2地圖之對戰,搭配NVIDIA FrameView記錄FPS成績。

遊戲部分在1080p、2K、4K解析度搭配最高畫質設定,若有設定範本則套用最高範本,若無則將所有畫質相關項目調至最高,關閉VRS或動態解析度等設定,並僅進行開、關光線追蹤功能的調整。

其於對照組的成績則取自先前《10大處理器效能實測2024開幕版》、《Zen 5效能實測(二)》、《Intel Arrow Lake S效能實測》等專題報導。

測試平台:
處理器:AMD Ryzen 7 9800X3D、Ryzen 7 9700X
散熱器:MSI MEG Coreliquid S360
主機板:GIGABYTE X870E AORUS MASTER
記憶體:G.Skill Trident Z5 Neo RGB 16GBx2(@DDR5-6000)
顯示卡:NVIDIA GeForce RTX 4090 Founders Edition
儲存裝置:Samsung 990 Pro 1TB
電源供應器:MSI MEG Ai1300P PCIE5
軟體環境:Windows 11專業版23H2(Build 22361.4317),GeForce Game Ready 566.03,Adrenalin 24.10.34

這次的測試平台使用GIGABYTE X870E AORUS MASTER主機板,採用AM5腳座並支援 Ryzen 9000 / 8000 / 7000系列處理器。

供電模組採用16+2+2相電源解決方案,其中VCORE的16相採8+8相並聯電源設計,並以大型鏡片散熱片覆蓋。

第1組M.2插槽具有採用EZ-Latch Click免鎖螺絲設計的大型散熱片,插槽部分採用EZ-Latch Plus免鎖螺絲快拆設計。

第2~4組M.2插槽同樣採用免鎖螺絲設計,將圖中右側中央的彈片撥開即可拆下散熱片。

主機板ATX電源端子旁設有Sensor Panel Link端子,方便透過HDMI連接至機殼內部的副顯示器。

I/O背板部分具有2組USB4以及USB 3.2 Gen 1(藍)、USB 3.2 Gen 2(紅)各4組,Wi-Fi無線網路天線採用快拆設計。

測試使用之記憶體為G.Skill Trident Z5 Neo RGB 16GBx2,EXPO參數為DDR5-6000、CL=28。

固態硬碟為Samsung 990 Pro 1TB。

Ryzen 7 9800X3D與主機板之CPU-Z資訊。

記憶體之CPU-Z資訊,運作速度為DDR5-6000,但CL值為比先前緊的28。

獨立顯示卡與內建顯示晶片之GPU-Z資訊。

測試過程使用預設BIOS / UEFI設定並開啟EXPO記憶體自動超頻,此外僅在Ryzen 7 9700X 105 W cTDP項目中調整開放功耗限制。

(下頁還有測試數據分析)

 

Ryzen 7 9800X3D處理器運算效能分析

在效能測試的前半部,我們同樣聚焦在處理器的運算效能,讀者除了可以注意Ryzen 7 9800X3D因為改善CCD散熱的設計而讓運作時脈有所提升,因此在「純運算」效能表現會更接近非X3D版的Ryzen 7 9700X,同時也可觀察Ryzen 7 9700X在不同cTDP設定下的效能差異。

圖表縮寫與處理器重點規格:
Core i7-14700K:搭配Z790晶片組、DDR5-6000(CL=30)
Core i9-14900K:搭配Z790晶片組、DDR5-6000(CL=30)
Core Ultra 7 265K:搭配Z890晶片組、DDR5-8000(CL=40)
Core Ultra 9 285K:搭配Z890晶片組、DDR5-8000(CL=40)
Ryzen 7 7800X3D:搭配X670E晶片組、DDR5-6000(CL=30)
Ryzen 9 7950X3D:搭配X670E晶片組、DDR5-6000(CL=30)
Ryzen 7 9700X(65W):搭配X870E晶片組、DDR5-6000(CL=28)、cTDP=65W
Ryzen 7 9700X(105W):搭配X870E晶片組、DDR5-6000(CL=28)、cTDP=105W
Ryzen 9 9950X:搭配X670E晶片組、DDR5-6000(CL=30)
Ryzen 7 9800X3D:搭配X870E晶片組、DDR5-6000(CL=28

在綜合效能測試項目PCMark10 Extendend中,4款Ryzen 9000系列的表現相當出色,Ryzen 7 9800X3D的表現與Ryzen 7 9700X甚至Ryzen 9 9950X幾乎相同。

同為綜合效能測試的CrossMark中,Ryzen 7 9800X3D也有與Ryzen 7 9700X接近的表現。

在Cinebench R20處理器渲染測試中,Ryzen 7 9800X3D在單核心部分落後Ryzen 7 9700X(105W)約4.98%,但在多核心僅落後0.56%。而Ryzen 7 9700X的cTDP提高到105W之後,在單核心部分沒什麼影響,但多核心效能大幅成長15.52%。

Cinebench R23處理器渲染測試呈現接近的趨勢,Ryzen 7 9800X3D在單、多核心分別落後Ryzen 7 9700X(105W)約5%、1.06%。

最新版本的Cinebench 2024處理器渲染測試負載比較重,Ryzen 7 9800X3D在單核心落後Ryzen 7 9700X(105W)2.17%,但多核心超車領先2.68%,大體算是平盤表現。

POV-Ray光線追蹤渲染測試的部分與前面的測試接近,Ryzen 7 9800X3D與Ryzen 7 9700X(105W)開出平盤表現。

V-Ray光線追蹤渲染測試中Ryzen 7 9800X3D以1.21%的微幅領先Ryzen 7 9700X(105W),落在誤差範圍內。

x264與x265 Benchmark軟體編碼影片轉檔測試的情況,可以看到105W cTDP對Ryzen 7 9700X的幫助相當大,而Ryzen 7 9800X3D表現不分軒輊。

在Handbreak轉檔軟體進行4K影片純軟體轉檔測試(無使用硬體加速)中,Ryzen 7 9800X3D的表現也追上Ryzen 7 9700X。

3DMark CPU Profile處理器多工測試能夠看出同處理器在不同負載的效能表現,Ryzen 7 9800X3D的表現介於cTDP為65W與105W的Ryzen 7 9700X之間。

分析3DMark CPU Profile處理器多工測試的多核心增益,圖中有方框者為Ryzen 7 9800X3D,可以看到在Max Threads具有8.28倍於1 Thread的效能表現,可以正常發揮多工效能。

在記憶體頻寬部分剔除使用DDR5-8000記憶體的Arrow Lake S處理器成績,Ryzen 7 9800X3D的表現與Ryzen 7 9700X差不多。

L1快取記憶體頻寬的表現,Ryzen 7 9800X3D與Ryzen 7 9700X有一小段落差。

L2快取記憶體頻寬的表現部分,可以看到cTDP提升對Ryzen 7 9700X的影響很大。

Ryzen 7 9800X3D的L3快取記憶體頻寬的表現受到3D V-Cache的影響,造成與Ryzen 7 9700X的落差擴大至36.98~38.71%。

各處理器的記憶體延遲表現。其中2組Ryzen 7 9700X與Ryzen 7 9800X3D之使用CL值為28的DDR5-6000,而Core Ultra 7 265K、Core Ultra 9 285K則使用CL值為40的DDR5-8000。

AIDA64燒機測試的功耗表現,預設TDP為120 W的Ryzen 7 9800X3D,在項表現與開啟105 W cTDP模式的Ryzen 7 9700X接近。

在燒機溫度表現部分,Ryzen 7 9800X3D的溫度在FPU壓力測試碰觸到95度的Tjmax保護溫度。

Ryzen 7 9800X3D遊戲效能分析

Ryzen 7 9800X3D的強項在於執行遊戲,可以透過容量更大的L3快取記憶體儲存更多資料以提升快取命中率,並有效降低運算延遲,能夠大幅改善遊戲效能,接下來就看看它的表現如何。

效能測試軟體3DMark的Fire Strike Extreme項目使用Direct X 11繪圖API搭配2K(2560 x 1440)解析度,Ryzen 7 9800X3D並沒有拉開明顯差距。

3DMark的Time Spy Extreme項目使用Direct X 12繪圖API搭配4K(3840 x 2160)解析度,Ryzen 7 9800X3D的表現也僅與Ryzen 7 9700X接近。

在實際遊戲部分先到競技類的《絕對武力2》。Ryzen 7 9800X3D的表現一馬當先,不但在1080p解析度的平均FPS突破550幀大關,99%(即1% Low)的指標表現也很好,可以降低遊戲卡頓感。

《古墓奇兵:暗影》在關閉光線追蹤時,Ryzen 7 9800X3D在1080p解析度的平均FPS達到358幀,不但大幅領先Ryzen 7000X3D系列,也領先Ryzen 7 9700X(105W)達39.14%。

《古墓奇兵:暗影》開啟光線追蹤後,Ryzen 7 9800X3D表現依然驚人,能夠在1080p解析度領先Ryzen 7 9700X(105W)達21.89%。

《看門狗:自由軍團》關閉光線追蹤時,Ryzen 7 9800X3D的表現較Ryzen 7000X3D系列高出許多,能夠領先Ryzen 9 7950X3D約12.32%。

《看門狗:自由軍團》開啟光線追蹤後,各處理器在1080p解析度表現還有落差,但到2K解析度則因碰觸顯示卡效能瓶頸(GPU Bound),而表現拉近。

《戰慄深隧:流亡》關閉光線追蹤時,Ryzen 7 9800X3D在1080p、2K解析度都拿下冠軍,而4K解析度同樣碰到顯示卡效能瓶頸。

《戰慄深隧:流亡》開啟光線追蹤後,提早在2K解析度就碰到顯示卡效能瓶頸,但在1080p解析度還是由Ryzen 7 9800X3D(105W)脫穎而出。

《極地戰嚎6》由於繪圖負擔較低,對處理器的效能相當敏感,Ryzen 7 9800X3D表現好得驚人,在1080p解析度領先Ryzen 7 9700X的幅度達到25.37%。

《極地戰嚎6》開啟光線追蹤後,仍然由Ryzen 7 9800X3D一枝獨秀,在1080p解析度領先Ryzen 7 9700X(105W)的幅度擴大至31.67%。

《刺客任務III》Dubai(杜拜)測試項目包含多種場景與NPC角色,整體負擔較低,Ryzen 7 9800X3D在1080p解析度的平均FPS快要追到450幀大關。

Dubai開啟光線追蹤後由於繪圖負荷提升,導致成績分佈比較接近。

《刺客任務III》Dartmoor(達特穆爾)測試項目則包含許多槍枝射擊與爆炸效果,充滿物理與粒子模擬,Ryzen 7 9800X3D仍有優勢,在1080p解析度領先Ryzen 7 9700X(105W)約27.23%。

Dartmoor開啟光線追蹤後,Ryzen 7 9800X3D在1080p解析度領先幅度下降至5.68%。

即便《電馭叛客2077》是相當吃重繪圖資源的遊戲,在關閉光線追蹤的情況下Ryzen 7 9800X3D仍在1080p解析度領先Ryzen 7 9700X(105W)約10.08%。

《電馭叛客2077》開啟光線追蹤後,Ryzen 7 9800X3D的領先優勢明顯縮小。

《黑神話:悟空》中,效能瓶頸集中於顯示卡,所以各處理器表現基本上完全相同。

《黑神話:悟空》開啟光線追蹤後各處理器的表現基本一致。

遊戲效能驚人,生產力不打折

Ryzen 7 9800X3D襲承先前「X3D」版處理器的優良傳統,透過容量更大的L3快取記憶體大幅提升遊戲效能,而它還站在這個基礎上,透過第2代3D V-Cache技術改善處理器核心的散熱條件,以達到更高的運作時脈,讓它能有接近於「X」版處理器的多工效能。

這樣最大的好處在於使用者不需像過去,為了追求極致遊戲效能,而在多工效能做出犧牲,讓Ryzen 7 9800X3D可以在遊戲之餘也兼顧多媒體創作、科學運算、程式編譯等倚重多核心運算效能的使用情境。

雖然Ryzen 7 9800X3D的價格高達美金479元(約合新台幣15,440元,截稿時台灣售價尚未公布),比起Ryzen 7 9700X市場價格的新台幣11,550元高出不少,但對於重視遊戲效能的玩家來說,仍然比Ryzen 9 9950X等旗艦級處理器更有吸引力。

另一方面,由於Ryzen 7 9800X3D也是採用AM5腳位,除了相容本世代800系列晶片組之主機板,也能向下相容600系列晶片組,因此現在Ryzen 7000 / 8000系列處理器的使用者能夠直接升級,透過單換處理器的升級方式取得極大幅遊戲效能提升,並省下更換平台的成本,相當有價格優勢。

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