還有幾天，CES 2021就要拉開(kāi)帷幕了，各大硬件廠商自然是不會(huì)放過(guò)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(lái)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(guò)我們的測(cè)試也可以發(fā)現(xiàn)AMD的游戲性能已經(jīng)超過(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)始專(zhuān)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(wú)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(kāi)始專(zhuān)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(lái)說(shuō)，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(guò)CPU分配給其他的硬件，從而最終輸出成為我們熟悉的畫(huà)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(guò)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(huà)面的進(jìn)步，因此實(shí)際游戲幀率近年來(lái)也沒(méi)有太大的提升。比如說(shuō)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(méi)有太大的壓力，這就讓玩家感受到即使購(gòu)買(mǎi)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(guò)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(lèi)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(wèn)題，那就是CPU所擁有的資源無(wú)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(méi)有理論來(lái)得大，最大的原因就是CPU成為了瓶頸。

比如說(shuō)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(lái)說(shuō)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(lái)發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題，并沒(méi)有在核心數(shù)量上進(jìn)行妥協(xié)。

對(duì)于Intel來(lái)說(shuō)，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(lái)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(guò)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(méi)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(lái)說(shuō)，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(wú)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