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英特爾與AMD的龜兔賽跑

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來源:半導體行業觀察

在過去的幾個發布周期中,英特爾和AMD的粉絲之間的評論之戰一直很激烈,大量的數字墨水都在討論這些年來哪個公司有了顯著的改善,或者沒有明顯的改善。對於兩家公司最快處理器的原始性能,也不乏意見。我們認為,深入研究每個公司的最快桌面/ CPU的存檔性能基準測試是很有趣的,這樣可以很好地了解這些年來每個公司的實際表現,甚至可以看看是否有一些模式需要收集,或者對未來進行一些押注。

在深入研究圖表之前,讓我們先從一些表開始——通過這種方式,您可以看到我們使用了哪些CPU作為每年的里程碑。在我們研究的過程中,數據中有一些不規則現象;我們也會討論這些,討論一些簡單圖表無法展示的東西。

二十年來的發燒友計算



雖然英特爾和AMD每年都會針對不同的價位和目標市場推出大量的處理器,但我們每年都局限於速度最快的台式機或「發燒友」處理器。這意味著沒有服務器處理器,也沒有高端台式機(HEDT)處理器——所以我們不會關注Threadrippers或最新型號XE系列英特爾部件。

即使是像我這樣整個時期都是作為一個系統構建者的人,組裝這樣的列表也是一個巨大的痛苦,更不用說匹配測試結果了。這在AMD方面尤其困難,因為AMD並沒有真正相當於英特爾的Ark提供單一的處理器列表,按代、類型和發布日期排序。如果你認為我選錯了一年中的「頂級處理器」,請在評論中告訴我。

我們應該解決圖表中出現的一些異常情況——首先,不,2014年、2015年和2016年AMD沒有推出新的高性能CPU並不是疏忽。2013年的fx -9590被廣泛(並且是理所應當)批評了它驚人的225W TDP和平庸的性能——在四年的運行中是Team Red最快的CPU。在此期間,AMD推出了幾代低功耗、價格低廉的桌面設備,但沒有一款性能優於FX-9590。

英特爾在2013年至2017年期間也經歷了幾次失誤,盡管沒有那麽嚴重或持續這麽長時間。第五代Core系列基本上死於2014年,盡管第四代Core i7系列的更新確實提供了顯著的性能提升。兩年後,從技術上講又是另一種風潮-配備Core i7-7700K的Kaby Lake直到2017年1月才真正啟動。我們稍加捏造,讓Kaby Lake進入2016年的行列,因為否則它會完全消失,同年晚些時候Coffee Lake和i7-8700K出現。

AMD Athlon的興衰:2001-2007年



現在很難相信,但曾幾何時,多線程工作負載遠比單線程負載要punish的多。但這並不是很久以前。


在2001-2005年,Athlon XP和Athlon 64 vs Pentium 4-AMD的時代在雙線程工作負載上獨占鼇頭。2006年,英特爾的Penti um965改變了這一平衡。


Even in the Athlon era, AMD struggled to keep up with Intel on single-threaded performance. Its即使在Athlon時代,AMD也難以在單線程性能上趕上英特爾。它的Athlon 64 X2處理器一度占據領先地位,但英特爾(Intel)憑借酷睿2 Extreme QX9650奪回了領先地位。

這是我們許多人在21世紀初忘記的事情-多任務處理性能 太差了。在上面的第一個圖表中,我們正在研究多線程和單線程Passmark CPU基準測試分數之間的比率。對於2001-2005年份的CPU,單線程得分實際上 高於多線程,這意味著您可以在給定的時間內在單線程上完成更多的計算工作,而不是分解為並行線程。

您可能會認為這是因為它們仍然是單核、單線程的CPU,但是您錯了。Intel在2002年引入了1c/2t Pentium 4 2.8GHz的超線程,這對實際的多線程能力影響很小。AMD在2005年推出了第一個真正的雙核桌面CPU——Athlon 64 X2 4800+,但它也沒有太大的區別。

在英特爾2006年的Pentium Extreme 965(雙核/四線程CPU)之前,多線程的比率沒有突破100%——這意味著多線程任務比同等的單線程任務完成得更快。第二年,AMD和英特爾都推出了真正的四核桌面CPU,並永久地結束了高性能單線程處理器的時代。

即使在AMD的這個黃金時代,英特爾在單線程性能方面也擊敗了AMD。Pentium 4架構作為Pentium III的較弱後繼者而受到全面和應有的嘲諷,而PentiumIII往往會逐時勝過它。但是,Pentium III的時鍾頻率不能達到Pentium 4的水平,而且,無論如何,該時代性能最高的工作負載都是單線程的,並且英特爾的Pentium 4在性能上領先於AMD的Athlon。盡管後者的CPU性能很弱。

對英特爾來說不幸的是,早在2001年之前,整個世界就已經轉向了多任務操作系統,多線程的工作負載也隨之出現,這在Firefox前身Phoenix在2002年采用選項卡式瀏覽中得到了證明。隨著CPU飽和,用戶逐漸習慣於全天打開許多程序的環境,多線程性能(而不是單線程)成為當務之急。

2007年,AMD和英特爾都推出了真正的四核桌面CPU。兩家廠商的發燒級CPU的多線程性能都達到了頂峰——盡管雙方都獲得了巨大的收益,但英特爾的Core 2 Extreme QX9650擊敗了AMD的新Phenom X4。

新的四核CPU具有足夠的多任務性能,可以同時處理低優先級的後台任務和高優先級的前台任務,而不會使前台任務明顯受損,這就將焦點轉移到了單線程性能上。這對AMD來說尤其不幸,因為Intel不僅在多線程性能上有所改進,QX9650在單線程性能上也取得了突破。

隨著近70%的單線程性能優勢被英特爾的qx9650所取代,以及焦點突然回到單線程性能的王者地位,至少在這些高端CPU中是這樣——AMD 21世紀的第一個黃金時代正式結束了。

英特爾反擊:2007-2013



與2008年的i7-965 Extreme相比,英特爾2009年的i7-975 Extreme並沒有太大的改進,但2010年的十六進製core i7-980X則是一個大熔爐。與此同時,AMD雖然年復一年地穩步前進,但仍然處於劣勢。


在整個2007年至2013年期間,英特爾都比AMD擁有單線程優勢,而且通常是相當多的優勢。

就提高CPU性能和功能而言,2007-2013年是一個令人振奮的時代,但就英特爾與AMD之間的鬥爭而言,這是一個相當無聊的時代。英特爾從單線程和多線程性能的健康領先開始,一直保持領先地位。

在整個Phenom和Phenom II架構的運行過程中,AMD在多線程和單線程性能方面均取得了穩步的增長。這樣一來,它在單線程性能上幾乎可以趕上英特爾,但在多線程方面,它從未接近過。

兩家公司都於2010年發布了他們的第一個六核CPU,但是AMD的X6 1100T與2009年的X4 965使用相同的K10架構,英特爾的i7-980X既實現了芯片縮減,又添加了一套新的AES指令。這使Intel的多線程性能幾乎升升了兩倍,同時仍然保持了很小的單線程引導時間。

2011年,AMD憑借其命運多舛的八核Bulldozer架構全力投入多線程。盡管Bulldozer確實在多線程領域開始在Intel上取得重要地位,但這是有代價的。新的FX-8150實際上在單線程性能上倒退了。

到2012年,AMD的Bulldozer已成為Piledriver,並且在多線程方面幾乎趕上了Intel,但這僅僅是因為Intel在將其工藝縮減至22nm時將其核心數量從6個減少到4個。這使AMD擁有「幾乎一樣好」的多線程性能,內核數量是原來的兩倍,而單線程性能則比英特爾落後了三年。

2013年,情況更糟的是,AMD推出了最終的PiledriverCPU(可惡的FX-9590)。盡管英特爾在工程技術上的領先優勢不斷提高,但該CPU仍代表了一種保持競爭力的Hail Mary方法-它主要與英特爾i7-4770K保持同步,但僅通過時鍾頻率和電壓來實現,而時鍾頻率和電壓通常會留在「極限超頻器」領域。

與FX-8350的125W和i7-4770K的84W相比,額定TDP為225W,FX-9590是幾乎無法使用的CPU。在典型情況下,對其進行空氣冷卻是沒有挑戰性的,而且風扇的噪音和廢熱也令人討厭,即使是鐵桿AMD風扇也無法為其找借口,尤其是在其競爭仍然輕鬆勝過它的時候。

FX-9590是AMD四年來最後一個發燒級CPU。從2014-2017年開始,Red Team唯一的新CPU版本是預算CPU和APU,沒有一個比FX-9590更好,更不用說競爭了。

命運的變化:2013-2020






事實上,AMD在三年的低迷期中幸存下來,卻沒有發布一款新的CPU,這說明了市場的一小部分——以及每個廠商的利潤率——最大、最快的CPU才是真正的。在2014-2017年,Red團隊繼續推出了新的桌面CPU——但所有的新設計都瞄準了「財政上更合理」的市場細分,集中在便宜的APU上。

盡管AMD慘敗,但英特爾卻大為吃驚。值得稱讚的是,Blue Team確實繼續發布了新的性能CPU,並在這段時間內實現了單線程性能的增量提升,但單線程的提升並不多。在2016年,很難從5年的舊CPU上進行升級。

2017年,一切都發生了改變,AMD最終發布了一款代號為Zen的全新、熱情友好的架構。Zen架構將功率和熱效率恢復了一致,同時使原始多線程性能顯著高於英特爾的最佳性能。盡管Zen的單線程性能仍落後於英特爾,但它也實現了幾次大幅躍升,奪回了這一桂冠。

2018年的Zen +在多線程性能方面充其量僅是次要的改進,但與最初的Zen相比,它在Intel的單線程領先優勢中所占的份額不大。英特爾的第一個可行的i9產品i9-9900K短暫地使Red Team奪回了多線程性能的桂冠,但領先優勢並沒有持續很長時間。

2019年,英特爾在狂熱者這一領域大做文章——它最好的CPU是i9-9900KS,與2018年的i9-9900K相比幾乎沒有任何改進。與此同時,AMD的Ryzen 9 3950x又實現了一次巨大的多線程飛躍和一次強大的單線程增長。Ryzen 9 3950x是一款16核/32線程的巨形處理器,展示了其新Zen 2架構的最佳性能。AMD還沒有完全趕上英特爾的單線程領先地位,但它將i9-9900KS的多線程性能提高了一倍多。

這使我們到了今年。英特爾仍在為延遲10納米製程工藝而苦苦掙紮,於是發布了i9-10900K,盡管它仍在與9900K和9900KS相同的體系結構上運行,但在單線程和多線程工作負載方面均取得了顯著改善。不幸的是,對於Blue Team而言,AMD並沒有休息-2020年的Zen 3架構大大改善了Zen 2的單線程性能。

在這一點上,AMD在單線程性能上處於領先地位。此外,連續第二年,它在多線程性能上遙遙領先,幾乎是英特爾所能提供的最好性能的兩倍。

長遠來看:2001-2020年的一代一代的改進



看到英特爾在2012年出現反常現象嗎?該公司從六核CPU降為四核-而且沒有人在意,因為單線程性能得到了相應的提高。


AMD最大的單線程spike對應的介紹,Athlon 64 X2架構在2005年。2007年,英特爾推出了其核心系列產品。


乍一看,此圖表與純多線程之間沒有太大區別,但請注意,AMD的趨勢線在2016年至2020年之間將保持一致。

如果我們想看看英特爾和AMD的工程流程如何進行,那麽從原始數據繼續進行,並觀察性能的代際提升是有啟發性的-這意味著,今年的情況要比去年好百分之幾。

這些圖表放大了兩家公司各自的架構變更和工程工作的影響,從而更容易發現重大變更。到目前為止,多線程性能是最大和最令人興奮的峰值-隨著2007年四核CPU的推出,多線程性能也達到了最高性能。在單線程圖表上,幾乎看不到任何東西。

我們最喜歡的一代圖表版本是第三代,它將單線程和多線程改進平均到一條直線上,並賦予兩者相同的權重。盡管乍一看它看上去與純多線程圖表大致相似,但還是會彈出一些有趣的功能。

第一個跳出這里的是英特爾在2005年的輝煌表現,在圖表上只有不到100%的點。低於100%的跌幅可能很小,足以使誤差造成波動-但是,即使Pentium 3.8GHz並不比2004年的Pentium 4 3.6GHz主動 惡化,但顯然沒有任何改善。

再看看AMD從Zen到Zen +,Zen 2和Zen 3的2017-2020年進展,這很有趣。盡管此處的總體形狀與我們在純多線程圖表上看到的相同發音M相同,但包含單線程性能清楚地表明,每個步驟都是超越最後一步的重要且持續的改進。

2021年及以後


對於台式機上的英特爾來說,現在形勢嚴峻,而AMD的另一項重大架構改進(Zen 4)則在2021年面世,AMD稱其為「按部就班」,其工藝節點縮小至5納米。

在英特爾方面,我們預計並不會像從i9-9900K到i9-9900KS那樣糟糕。但是,這並不意味著Blue Team充滿了光明。盡管i9-10900K確實比前幾代產品有了顯著且令人驚訝的改進,但它與AMD的興起沒有匹敵-它仍然代表著垂死的架構的最後一口氣。

英特爾的台式機CPU仍停留在14納米製程上,明年的Rocket Lake也將保持14納米製程。賽普拉斯Cove架構本質上是英特爾10納米Sunny Cove筆記本電腦架構的一種變體,被反向移植到較早的14納米製程。

盡管英特爾通過其最新的Sunny Cove筆記本電腦處理器(今年至今僅在原型設計中看到了今年的Tiger Lake)獲得了顯著的性能提升,但其內核和線程數卻很少,而高性能似乎與更高的功耗相關。

現在說10nm Sunny Cove在內核數和功率效率方面的限製是否會轉變為14nm Cypress Cove還為時過早。但是,似乎不太可能在2021年看到英特爾像Zen和它的繼任者那樣帶動並很大程度上維持AMD的復興。

盡管如此,英特爾的壞消息很可能是性能愛好者的好消息。英特爾這個規模小得多的競爭對手,將需要不止一兩個主導周期來鞏固與大型OEM和系統製造商的關系和市場認知。這些業務關系——以及由此帶來的訂單、收入和利潤——將是保持AMD強大的研發力量的必要條件,以確保未來AMD能夠為消費者提供更高的性能和更好的價格。

編輯:sabrina

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財經新聞常見問題 FAQ

甚麼因素會影響錢財的價值?

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為何銀色債券以債務工具於中央結算系統(CMU) 作清算及儲存 ?

根據銀色債券發行通函,若客戶經配售銀行申請銀色債劵,所分配的銀色債券會以債務工具於中央結算系統(CMU)作清算。

甚麼是債券?

債券是由政府、公司或其他機構發行的一種借貸票據。當您購入債券,即等同向發行者提供貸款,發行者則承諾於債券到期日以指定價格贖回債券,而在到期日前則須支付指定的利息。債券的種類繁多,不同的發行者以不同的條款發行債券。例如:定息債券、浮息債券、零息債券及存款證等。一般來說,債券及存款證的回報比較穩定。目前,銀行可代客買賣多種債券和存款證,除備有多種主要貨幣選擇外,客戶亦可選擇不同債券發行機構,包括政府,如中國政府、美國政府及香港特區政府等,或本地著名的半官方機構,超國機構及世界知名的公司。此外,債券年期由一年至三十年不等,而票面收益亦各異,選擇眾多,能符合投資者的不同需要。投資金額低至港幣1萬元。

甚麼是證券?

證券是一般可在股票市場交易之投資工具的統稱。任何人士均可透過經紀或銀行從事證券投資,並可從每日的報章或互聯網觀察投資行情。 證券投資的回報潛力一般高於儲蓄戶口。在經濟蓬勃的地區,只要假以時日,股市一般都會出現增長,有時更會在短時間內急升。但是,股市波動在所難免,所以購買證券不應視為一種短線的謀利方法。購買證券需要支付有關的交易費用,例如經紀佣金。如果要享有交收的便利,您可考慮採用銀行證券買賣服務。除了自行投資證券外,您亦可委託專業投資管理人員或公司代勞。

何謂「首次公開招股」(IPO)?

「首次公開招股」(IPO)是指一間公司首次向公眾投資者發行新股,債券或銀行發行的存款證。此類股票,債券或存款證有可能在證券交易所上市買賣。

為何我經銀行IPO申請獲分配的通脹掛鈎債券以債務工具於中央結算系統(CMU) 作清算及儲存?

根據通脹掛鈎債券發行通函, 若客戶經配售銀行申請該債劵, 所分配的債券會以債務工具中央結算系統(CMU)作清算,及在銀行的債券買賣服務透過場外交易買賣。

如何啓動我的中國A股交易服務?

如您已持有銀行綜合投資戶口及人民幣儲蓄戶口,即可買賣合資格的中國A股, 毋須登記。如您未持有任何銀行綜合投資戶口,亦可透過銀行銀行網上理財(只適用於現有銀行銀行客戶)或親臨任何一間銀行分行開立綜合投資戶口,過程方便快捷。此服務只適用於非美國個人客戶並持有符合美國稅務局要求的身分證明文件,例如香港永久居民身份証或護照。

參加銀行的「股票月供投資計劃」有什麼好處?

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甚麼是單位信託基金?我怎受惠於基金投資?

單位信託基金亦稱互惠基金為投資者提供多元化投資機會,方法是由基金經理把眾投資者的資金,匯聚成一筆龐大基金,用以在廣泛地區及市場作不同的投資。所以,即使個人的投資額不大,投資者亦可參予全球各地市場的證券、債券、貨幣及商品投資。這種多元化投資稱為投資組合。單位信託基金提供多項有利因素:分散風險:由於分散投資,故基金的風險通常低於投資單一股票。但不同的基金,其風險和回報的水平,當然亦會有差異。專業管理:基金經理的日常工作主要是研究和管理投資。個人投資者一般很難像基金經理對全球市場有透徹的認識,但如果購買單位信託基金,便可享有基金經理提供的專業知識。投資全球市場:透過單位信託基金,您的資金可運用於個人投資者未必能夠涉足的海外市場,從而擴闊投資範疇。經濟效益:由於大量投資者的資金以單一基金處理,故能平均攤銷經營成本和佣金,減低個人投資者支付的費用。流動性:您可在任何交易日(但基金所掛屬國家的公眾假期除外)買賣單位信託基金,增加資金流動性。有些單位信託基金產品與各證券交易所上市的指數期權掛屬,亦有時與貨幣期權掛屬。這種基金的風險略高於多元化的基金組合。

什麼是結構投資產品?它是如何運作的?

結構投資產品是涉及衍生工具的投資產品,其回報﹑到期金額及/或其結算方法是參照1) 任何一項或多於一項的參考資產的價格、價值或水平的變動; 及/或 2) 任何事件的發生或不發生而釐定。

有哪些資產屬於要約範圍內?

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當「高息投資存款」的存款日為提交指示之後第2個營業日,如何計算綜合理財戶口有抵押信貸的信貸比例?

若已於交易日(Trade Date) 開立「高息投資存款」並處於存款日(Deposit Date)之前的時間: 如以外幣作為存款貨幣,該筆已保留於戶口作為扣除交易所需的款項將會從戶口可用結餘 (account available balance) 中扣除並不會納入有抵押信貸的計算。因此有抵押信貸的信貸額將會下降,基於外幣存款在「高息投資存款」交易日之前被計算為有抵押信貸的信貸額。 如以港元作為存款貨幣,該筆已保留於戶口作為扣除交易所需的款項將亦會從戶口可用結餘 (account available balance) 中扣除並不會納入有抵押信貸的計算。但基於港元存款在「高息投資存款」交易日之前已不納入為有抵押信貸的信貸額,因此有抵押信貸的信貸額不會受影響。 在「高息投資存款」存款日(Deposit Date)當日(即交易日之後第2個營業日),以任何貨幣作為存款貨幣的交易金額將會納入計算為有抵押信貸的信貸額,直至到期日為止。

如何經銀行投資外匯?

您可以經銀行透過多種方法投資外匯。您可使用24小時外幣兌換服務讓您隨時隨地透過網上理財或流動理財設立兌換指示。若您對個別外幣有特定的目標兌換價,您可透過外匯限價買賣服務預設指示。若您想以定期儲蓄的形式累積外幣或人民幣,您可透過外幣/人民幣轉存服務預設兌換指示,我們會根據您的預設指令自動替您執行指示。

要約僅針對透過歐洲清算銀行有限公司(Euroclear Bank SA/NV) 直接持有的證券(即債券,存款證和股票),Euroclear Bank SA / NV是本行參與的唯一歐洲經濟區中央證券存管處(例如帶有ISIN 前置代號XS,US,AU,CA)。該要約與透過Euroclear的其他託管人或附屬託管人持有的證券無關。

您首先需要了解個人的理財需要或投資目標、財政狀況及風險取向。您的目標可包括應付以下各項需要:保障家人子女教育退休策劃管理及累積財富遺產規劃您亦須考慮您的目標,投資年期,可承擔的投資金額及個人的投資偏好。

你們會於何時強制出售我的股票(斬倉?

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