英特尔和AMD的工程流程怎么样做？

  在过去的几个发布周期中，英特尔和AMD的粉丝之间的评论之战一直很激烈，大量的数字墨水都在讨论这些年来哪个公司有了显著的改善，或者无显著的改善。对于两家公司最快处理器的原始性能，也不乏意见。

  我们认为，深入研究每个公司的最快桌面/CPU的存档性能基准测试是很有趣的，这样做才能够很好地了解这些年来每个公司的实际表现，还可以看看是否有一些模式需要收集，或者对未来进行一些押注。

  在深入研究图表之前，让我们先从一些表开始——通过这一种方式，您能够正常的看到我们使用了哪些CPU作为每年的里程碑。在我们研究的过程中，数据中有一些不规则现象；我们也会讨论这些，讨论一些简单图表无法展示的东西。

  虽然英特尔和AMD年年都会针对不一样的价位和目标市场推出大量的处理器，但我们每年都局限于速度最快的台式机或“发烧友”处理器。这在某种程度上预示着没有服务器处理器，也没有高端台式机（HEDT）处理器——所以我们不会关注Threadrippers最新型号XE系列英特尔部件。

  即使是像我这样整个时期都是作为一个系统构建者的人，组装这样的列表也是一个巨大的痛苦，更不用说匹配测试结果了。这在AMD方面尤其困难，因为AMD并没有真正相当于英特尔的Ark提供单一的处理器列表，按代、类型和发布日期排序。如果你认为我选错了一年中的“顶级处理器”，请在评论中告诉我。

  我们应该解决图表中出现的一些不正常的情况——首先，不，2014年、2015年和2016年AMD没有推出新的高性能CPU并不是疏忽。2013年的fx -9590被广泛（并且是理所应当）批评了它惊人的225W TDP和平庸的性能——在四年的运行中是Team Red最快的CPU。在此期间，AMD推出了几代低功耗、价格低的桌面设备，但没有一款性能优于FX-9590。

  英特尔在2013年至2017年期间也经历了几次失误，尽管没那么严重或持续这么长时间。第五代Core系列基本上死于2014年，尽管第四代Core i7系列的更新确实提供了显著的性能提升。两年后，从技术上讲又是另一种风潮-配备Core i7-7700K的Kaby Lake直到2017年1月才真正启动。我们稍加捏造，让Kaby Lake进入2016年的行列，因为否则它会完全消失，同年晚些时候Coffee Lake和i7-8700K出现。

  现在很难相信，但曾几何时，多线程工作负载远比单线程负载要punish的多。但这并不是很久以前。

  即使在Athlon时代，AMD也难以在单线程性能上赶上英特尔。它的Athlon 64 X2处理器一度占据领头羊，但英特尔（Intel）凭借酷睿2 Extreme QX9650夺回了领先地位。

  这是我们许多人在21世纪初忘记的事情-多任务处理性能 太差了。在上面的第一个图表中，我们正在研究多线程和单线程Passmark CPU基准测试分数之间的比率。对于2001-2005年份的CPU，单线程得分实际上 高于多线程，这在某种程度上预示着您可以在给定的时间内在单线程上完成更多的计算工作，而不是分解为并行线程。

  您可能会认为这是因为它们仍然是单核、单线程的CPU，但是您错了。Intel在2002年引入了1c/2t Pentium 4 2.8GHz的超线程，这对实际的多线程能力影响很小。AMD在2005年推出了第一个真正的双核桌面CPU——Athlon 64 X2 4800+，但它也没有过大的区别。

  在英特尔2006年的Pentium Extreme 965（双核/四线程CPU）之前，多线%——这在某种程度上预示着多线程任务比同等的单线程任务完成得更快。第二年，AMD和英特尔都推出了真正的四核桌面CPU，并永久地结束了高性能单线程处理器的时代。

  即使在AMD的这个黄金时代，英特尔在单线程性能方面也击败了AMD。Pentium 4架构作为Pentium III的较弱后继者而受到全面和应有的嘲讽，而PentiumIII往往会逐时胜过它。但是，Pentium III的时钟频率不能够达到Pentium 4的水平，而且，无论如何，该时代性能最高的工作负载都是单线程的，并且英特尔的Pentium 4在性能上领先于AMD的Athlon。尽管后者的CPU性能很弱。

  对英特尔来说不幸的是，早在2001年之前，全世界就已经转向了多任务操作系统，多线程的工作负载也随之出现，这在Firefox前身Phoenix在2002年采用选项卡式浏览中得到了证明。随着CPU饱和，用户逐渐习惯于全天打开许多程序的环境，多线程性能（而不是单线程）成为当务之急。

  2007年，AMD和英特尔都推出了真正的四核桌面CPU。两家厂商的发烧级CPU的多线程性能都达到了顶峰——尽管双方都获得了巨大的收益，但英特尔的Core 2 Extreme QX9650击败了AMD的新Phenom X4。

  新的四核CPU有充足的多任务性能，可以同时处理低优先级的后台任务和高优先级的前台任务，而不会使前台任务明显受损，这就将焦点转移到了单线程性能上。这对AMD来说尤其不幸，因为Intel不仅在多线程性能上有所改进，QX9650在单线程性能上也取得了突破。

  随着近70%的单线程性能优势被英特尔的qx9650所取代，以及焦点突然回到单线程性能的王者地位，至少在这些高端CPU中是这样——AMD 21世纪的第一个黄金时代正式结束了。

  与2008年的i7-965 Extreme相比，英特尔2009年的i7-975 Extreme并没有太大的改进，但2010年的十六进制core i7-980X则是一个大熔炉。与此同时，AMD虽然年复一年地稳步前进，但仍然处于劣势。

  在整个2007年至2013年期间，英特尔都比AMD拥有单线程优势，而且通常是相当多的优势。

  就提高CPU性能和功能而言，2007-2013年是一个令人振奋的时代，但就英特尔与AMD之间的斗争而言，这是一个相当无聊的时代。英特尔从单线程和多线程性能的健康领先开始，从始至终保持领先地位。

  在整个Phenom和Phenom II架构的运行过程中，AMD在多线程和单线程性能方面均取得了稳步的增长。这样一来，它在单线程性能上几乎能赶上英特尔，但在多线程方面，它从未接近过。

  两家公司都于2010年发布了他们的第一个六核CPU，但是AMD的X6 1100T与2009年的X4 965使用相同的K10架构，英特尔的i7-980X既实现了芯片缩减，又添加了一套新的AES指令。这使Intel的多线程性能几乎飙升了两倍，同时仍就保持了很小的单线年，AMD凭借其命运多舛的八核Bul

  zer架构全力投入多线程。尽管Bulldozer确实在多线程领域开始在Intel上取得主体地位，但这是有代价的。新的FX-8150实际上在单线程性能上倒退了。到2012年，AMD的Bulldozer已成为river，并且在多线程方面几乎赶上了Intel，但这只是因Intel在将其工艺缩减至22nm时将其核心数量从6个减少到4个。这使AMD拥有“几乎一样好”的多线程性能，内核数量是原来的两倍，而单线程性能则比英特尔落后了三年。

  2013年，情况更糟的是，AMD推出了最终的PiledriverCPU（可恶的FX-9590）。尽管英特尔在工程技术上的一马当先的优势逐步的提升，但该CPU仍代表了一种保持竞争力的Hail Mary方法-它主要与英特尔i7-4770K保持同步，但仅通过时钟频率和电压来实现，而时钟频率和电压通常会留在“极限超频器”领域。

  与FX-8350的125W和i7-4770K的84W相比，额定TDP为225W，FX-9590是几乎没办法使用的CPU。在典型情况下，对其进行空气冷却是没有挑战性的，而且风扇的噪音和废热也令人讨厌，即使是铁杆AMD风扇也无法为其找借口，尤其是在其竞争仍然轻松胜过它的时候。

  事实上，AMD在三年的低迷期中幸存下来，却没有发布一款新的CPU，这说明了市场的一小部分——以及每个厂商的利润率——最大、最快的CPU才是线年，Red团队继续推出了新的桌面CPU——但所有的新设计都瞄准了“财政上更合理”的市场细分，集中在便宜的APU上。

  尽管AMD惨败，但英特尔却大为吃惊。值得称赞的是，Blue Team确实继续发布了新的性能CPU，并在最近一段时间内实现了单线程性能的增量提升，但单线年的旧CPU上进行升级。

  2017年，一切都发生了改变，AMD最终发布了一款代号为Zen的全新、热情友好的架构。Zen架构将功率和热效率恢复了一致，同时使原始多线程性能明显高于英特尔的最佳性能。尽管Zen的单线程性能仍落后于英特尔，但它也实现了几次大幅跃升，夺回了这一桂冠。

  2018年的Zen +在多线程性能方面充其量仅是次要的改进，但与最初的Zen相比，它在Intel的单线程一马当先的优势中所占的份额不大。英特尔的第一个可行的i9

  i9-9900K短暂地使Red Team夺回了多线程性能的桂冠，但一马当先的优势并没有持续很久。2019年，英特尔在狂热者这一领域大做文章——它最好的CPU是i9-9900KS，与2018年的i9-9900K相比基本上没有任何改进。与此同时，AMD的Ryzen 9 3950x又实现了一次巨大的多线程飞跃和一次强大的单线线程的巨形处理器，展示了其新Zen 2架构的最佳性能。AMD还没有完全赶上英特尔的单线KS的多线程性能提高了一倍多。

  这使我们到了今年。英特尔仍在为延迟10纳米制程工艺而苦苦挣扎，于是发布了i9-10900K，尽管它仍在与9900K和9900KS相同的体系结构上运行，但在单线程和多线程工作负载方面均取得了显着改善。不幸的是，对于Blue Team而言，AMD并没有休息-2020年的Zen 3架构大大改善了Zen 2的单线程性能。

  在这一点上，AMD在单线程性能上处于领先地位。此外，连续第二年，它在多线程性能上遥遥领先，几乎是英特尔所能提供的最好性能的两倍。

  看到英特尔在2012年出现反常现象吗？该公司从六核CPU降为四核-而且没有人在意，因为单线程性能得到了相应的提高。

  AMD最大的单线程spike对应的介绍，Athlon 64 X2架构在2005年。2007年，英特尔推出了其核心系列产品。

  乍一看，此图表与纯多线程之间没有太大区别，但请注意，AMD的趋势线年之间将保持一致。

  如果我们想看看英特尔和AMD的工程流程如何进行，那么从原始数据继续进行，并观察性能的代际提升是有启发性的-这意味着，今年的情况要比去年好百分之几。

  这些图表放大了两家公司各自的架构变更和工程工作的影响，从而更容易发现重大变更。到目前为止，多线程性能是最大和最令人兴奋的峰值-随着2007年四核CPU的推出，多线程性能也达到了最高性能。在单线程图表上，几乎看不到任何东西。

  我们最喜欢的一代图表版本是第三代，它将单线程和多线程改进平均到一条直线上，并赋予两者相同的权重。尽管乍一看它看上去与纯多线程图表大致相似，但还是会弹出一些有趣的功能。

  第一个跳出这里的是英特尔在2005年的辉煌表现，在图表上只有不到100％的点。低于100％的跌幅可能很小，足以使误差造成波动-但是，即使Pentium 3.8GHz并不比2004年的Pentium 4 3.6GHz主动 恶化，但显然没有一点改善。

  再看看AMD从Zen到Zen +，Zen 2和Zen 3的2017-2020年进展，这很有趣。尽管此处的总体形状与我们在纯多线程图表上看到的相同发音M相同，但包含单线程性能清楚地表明，每个步骤都是超越最后一步的重要且持续的改进。

  对于台式机上的英特尔来说，现在形势严峻，而AMD的另一项重大架构改进（Zen 4）则在2021年面世，AMD称其为“按部就班”，其工艺节点缩小至5纳米。

  在英特尔方面，我们预计并不会像从i9-9900K到i9-9900KS那样糟糕。但是，这并不代表Blue Team充满了光明。尽管i9-10900K确实比前几代产品有了显着且令人惊讶的改进，但它与AMD的兴起没有匹敌-它仍然代表着垂死的架构的最后一口气。

  英特尔的台式机CPU仍停留在14纳米制程上，明年的Rocket Lake也将保持14纳米制程。

  Cove架构本质上是英特尔10纳米Sunny Cove笔记本电脑架构的一种变体，被反向移植到较早的14纳米制程。尽管英特尔通过其最新的Sunny Cove笔记本电脑处理器（今年至今仅在原型设计中看到了今年的Tiger Lake）获得了显着的性能提升，但其内核和线程数却很少，而高性能似乎与更高的功耗相关。

  现在说10nm Sunny Cove在内核数和功率效率方面的限制是否会转变为14nm

  Cove还为时过早。但是，似乎不太可能在2021年看到英特尔像Zen和它的继任者那样带动并很大程度上维持AMD的复兴。尽管如此，英特尔的坏消息很可能是性能爱好者的好消息。英特尔这个规模小得多的竞争对手，将需要不止一两个主导周期来巩固与大型OEM和系统制造商的关系和市场认知。这些业务关系——以及由此带来的订单、收入和利润——将是保持AMD强大的研发力量的必要条件，以确保未来AMD能够为广大购买的人提供更高的性能和更好的价格。

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