還有幾天，CES 2021就要拉開帷幕了，各大硬件廠商自然是不會(huì)放過此次硬件盛宴，其中以Intel和AMD這兩大CPU巨頭為甚。特別是近幾年來Intel和AMD在CPU市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)讓消費(fèi)者嘗到了甜頭，而今年這兩家巨頭的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)聚焦于單核性能。

首先是AMD，在推出了成功的Zen 2架構(gòu)CPU之后，AMD在去年正式推出了全新的Zen 3架構(gòu)CPU，在單線程性能上取得了很大的進(jìn)步，從而讓游戲性能得到極大的提升。經(jīng)過我們的測(cè)試也可以發(fā)現(xiàn)AMD的游戲性能已經(jīng)超過了老對(duì)手Intel，尤其是在1080P以及2K分辨率下，一些游戲可以達(dá)到 10-15%的幀率領(lǐng)先。

過去Intel引以為傲的游戲性能也因此被AMD所超越，這讓Intel感到壓力巨大，畢竟如今CPU的選購(gòu)很大程度上取決于游戲的性能表現(xiàn)，特別是AMD在核心領(lǐng)先的前提下還能取得單線程的領(lǐng)先，讓游戲玩家紛紛選擇AMD作為自己CPU的首選。在最新的基準(zhǔn)測(cè)試PassMark中，AMD的CPU在全球臺(tái)式機(jī)CPU市場(chǎng)上占據(jù)了50.8%的份額，超過了Intel 49.2%的份額。而上一次AMD取得領(lǐng)先的時(shí)間為15年前的2005年。

14nm早已成瓶頸

在單線程性能取得劣勢(shì)后，Intel痛定思痛，似乎打算在11代酷睿處理器上扳回一城。盡管桌面版11代酷睿處理器還未正式發(fā)布，但是關(guān)于該系列處理器消息卻是層出不窮。在最新曝光的跑分中，Intel下一代發(fā)燒級(jí)酷睿i7-11700K處理器的單線程性能相比較上一代提升了25%，從而帶動(dòng)多線程性能提升20%，顯然Intel也開始專注打造單線程性能。

然而14nm制程的限制也讓Intel付出了一定的代價(jià)，那就是旗艦消費(fèi)級(jí)Core i9處理器的核心從10代的10核心降低至8核，考慮到單線程性能的提升，實(shí)際的多線程性能與10代酷睿i9-10900K相差無幾。前幾年CPU市場(chǎng)以核戰(zhàn)為主，各自在小小的CPU上塞入了更多的核心，由此讓多線程性能得到突飛猛進(jìn)的變化，而如今兩家似乎達(dá)成了協(xié)議，開始專注于單線程的提升，其原因自然是圖形技術(shù)的發(fā)展讓CPU成為了提升游戲速率的瓶頸。

GPU決定CPU的發(fā)展方向

對(duì)于一款游戲來說，游戲的性能表現(xiàn)主要取決于兩大硬件，分別為CPU以及GPU，其中CPU主要負(fù)責(zé)AI的模擬運(yùn)算以及游戲資源的調(diào)度，GPU是負(fù)責(zé)圖形的渲染，GPU將渲染完畢后的圖像通過CPU分配給其他的硬件，從而最終輸出成為我們熟悉的畫面，而每秒能夠輸出多少圖片則決定了游戲的流暢與否，而游戲性能又和CPU的單線程性能息息相關(guān)。

在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，由于顯卡性能的提升跟不上游戲畫面的進(jìn)步，因此實(shí)際游戲幀率近年來也沒有太大的提升。比如說英偉達(dá)顯卡從10系更新至20系，然而在4K分辨率下，游戲幀率仍然保持在60幀上下，自然CPU處理起GPU所渲染的圖片沒有太大的壓力，這就讓玩家感受到即使購(gòu)買了i9級(jí)別的CPU，游戲?qū)嶋H幀率也與同代的i5不相上下，此時(shí)便是顯卡的圖形性能成為提升游戲幀率的瓶頸所在。而CPU廠商也更加愿意維持單線程性能不變的前提下通過增加核心的方式提升多核性能，從而達(dá)到宣傳的作用。

然而到了英偉達(dá)RTX 30系顯卡以及AMD RX 6000系顯卡的時(shí)代，傳統(tǒng)的光柵化特效已經(jīng)到達(dá)了極限，傳統(tǒng)游戲?qū)τ趫D形的壓力碰到了一個(gè)天花板，而類似于DLSS等特效的存在又可以大幅降低圖形處理器的渲染壓力，游戲幀率也隨之不斷提升。這就導(dǎo)致了一個(gè)問題，那就是CPU所擁有的資源無法在一定的時(shí)間內(nèi)處理完畢顯卡所渲染的圖片，這就是為什么在2K以及1080P分辨率下，RTX 3090的性能與RTX 3070相差沒有理論來得大，最大的原因就是CPU成為了瓶頸。

比如說在《古墓麗影：暗影》1440P的測(cè)試中，GPU的渲染幀率可以達(dá)到160幀，但是CPU的處理幀率只能達(dá)到150幀，再考慮到中間傳輸?shù)膿p耗，最終呈現(xiàn)給用戶便是平均140幀的游戲速率。既然CPU已經(jīng)成為提升游戲的瓶頸所在，那么打破這種瓶頸也很簡(jiǎn)單，那就是提升CPU的性能，具體來說就是提升CPU的單線程性能，這也是AMD格外強(qiáng)調(diào)Zen 3架構(gòu)CPU擁有19%單線程性能的提升的原因。而坐擁臺(tái)積電先進(jìn)7nm制程的AMD能夠輕松地克服CPU單線程提升帶來發(fā)熱嚴(yán)重的問題，并沒有在核心數(shù)量上進(jìn)行妥協(xié)。

對(duì)于Intel來說，想要提升CPU的單線程勢(shì)必要對(duì)架構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，由此帶來的便是功耗和溫度的上升，正常情況下這種劣勢(shì)需要通過制程的進(jìn)步加以改善，但是10nm遲遲不量產(chǎn)也讓Intel不得不繼續(xù)使用壓榨到極致的14nm制程工藝進(jìn)行桌面CPU的生產(chǎn)，在晶體管密度達(dá)到極限的情況下，Intel選擇的策略便是減少核心數(shù)量，以降低CPU全速運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱。這也就是為什么11代酷睿桌面處理器沒有10核心的原因，不是Intel不想做，實(shí)在是14nm不給力。

作為影響游戲表現(xiàn)的兩個(gè)最重要的硬件，CPU與GPU之間其實(shí)是相輔相成的，對(duì)于CPU來說，正因?yàn)閳D形處理器的飛速發(fā)展，讓CPU的性能出現(xiàn)了瓶頸，才倒逼CPU在單線程性能上取得不斷進(jìn)步。如果GPU提升幅度不盡如人意，那么CPU的單線程性能同樣是擠牙膏。

兩大CPU巨頭決定打核戰(zhàn)還是修煉內(nèi)功，主要取決于圖形市場(chǎng)的發(fā)展，以及自身研發(fā)水平。就像這一次的11代酷睿處理器，為了讓處理器的單線程性能追上AMD的銳龍5000系產(chǎn)品，Intel在i9處理器上祭出了減核大法，這正是由于14nm制程的局限所在。好在根據(jù)已有的消息，無論是AMD還是Intel，它們對(duì)于下一代處理器的設(shè)計(jì)思路都有了很大的變化，AMD也即將進(jìn)化到5nm，Intel的10nm也將在不久之后真正成熟，屆時(shí)我們應(yīng)該可以看到的是下一代CPU在單線程與多線程性能上的共同提升。
責(zé)編AJX