3D V-Cache 再戰最強遊戲處理器！AMD Ryzen 7 5800X3D 測試報告 / 加大 L3 快取不加價

AMD 對於「最強遊戲處理器」的執念有多深？我想你看了「Ryzen 7 5800X3D」的測試就知道答案。AMD 首款採用 3D V-Cache 堆疊的桌上型處理器，在同樣 8C16T 核心規格下給予 4MB L2 快取、32MB 2D L3 快取與 64MB 3D V-Cache，那高達 96MB 的 L3 快取，能讓 1080p 遊戲有著 15% 的效能提升，更可與 i9-12900KS 對決誰才是最強遊戲處理器！


AMD Ryzen 7 5800X3D 加大 96MB L3 快取不加價

究竟 AMD 是真的這麼在意最強遊戲處理器之名，亦或者是做為 3D 封裝技術的先驅者，就這時間點來看 Ryzen 7 5800X3D 處理器，筆者認為兩者皆是，而且這技術也有可能在下一代 Zen 4 中採用，這也讓下半年的處理器大戰格外有趣。

AMD Ryzen 7 5800X3D 處理器，其規格與 Ryzen 7 5800X 並無太大的差異，同樣是 7nm 製程、Zen 3 架構的 8 核心、16 執行緒處理器，不過 5800X3D 通過垂直堆疊技術，讓 L3 快取達到 96MB 的大容量。

但是 5800X3D 預設時脈降為 3.4GHz、Boost 4.5GHz，相較於 5800X 的 3.8GHz / 4.7GHz 來看確實降低不少，此外 5800X3D 不提供「超頻」功能，處理器鎖定時脈與核心電壓，玩家只能針對記憶體、Infinity Fabric 進行超頻。


↑ AMD Ryzen 5000 系列處理器規格表。


↑ 盒裝有標示著 AMD 3D V-CACHE 技術。


有趣的是 AMD 在定價上 5800X3D 與 5800X 同價美金 $449 元，台灣目前 5800X 價格為 $8970 元，倘若真的讓 5800X3D 同樣台幣定價這就相當有趣，但目前台灣市場 5700X 也是一樣 $8970 元的價格，這就有點尷尬了。


↑ AMD Ryzen 7 5800X3D。


AMD 3D V-Cache / Hybrid Bond 打造 96MB L3 快取處理器

雖說規格一樣，但是 Ryzen 7 5800X3D 的製程可是大改，首先將 7nm 製程 Zen 3 架構的 CCD 裸晶的高度（Z-Hight）降低，並通過 AMD 3D V-Cache 技術在上方堆疊同樣 7nm 製程的 64MB L3 快取 L3Die，最終晶片高度與原先的 Ryzen 處理器相同，因此處理器的散熱頂蓋與散熱器都可沿用。


↑ CPU-Z 顯示 96MB L3 快取。


↑ AMD 3D V-Cache 堆疊架構。


AMD 在 81mm2 面積的 CCD 晶片上堆疊 41mm2 面積的 L3Die 晶片，並通過 Hybrid Bond 技術，以直接 Copper-to-Copper Bound 連接上下兩顆晶片，更藉由 TSV 矽穿孔技術，讓晶片與晶片之間可直接傳輸訊號與供電。


↑ CCD 與 L3Die 資訊。


↑ 直接 copper-to-copper bound。


AMD 所採用的 3D V-Cache Hybrid Bond 技術，有著更高的 9u bump pitch 內接密度，比起 C4 130u 或 Micro Bump 50u 高出許多，這意味著晶片與快取之間有著更高的傳輸頻寬，以及更低的功耗表現。


↑ 晶片內接 bump 密度比較。


↑ AMD 3D 堆疊可讓不同面積的晶片藉由 Hybrid Bond 進行連接。


測試平台與設定 Ryzen 7 5800X3D

AMD 相當看重 Ryzen 7 5800X3D 在 1080p 解析度的遊戲效能，倘若想要成為最強遊戲處理器，那勢必要與 Intel Core i9-12900KS 相比，當然也加入 Ryzen 5900X 與 5800X 來進行對比，比較 5800X3D 在各方面的效能表現；測試平台為 ROG Crosshair VIII Dark Hero、DDR4 8GBx2 3600MHz 與 RTX 3080 Ti。

由於 5800X3D 不支援 PBO 與手動超頻，設定上為主機板預設 Auto、套用 XMP 3600 記憶體參數，以及在 Windows 電源管理上設定為平衡，其餘 AMD 處理器也套用相同設定；至於 i9-12900KS 則是預設開啟 TVB 與 ABT。

測試平台
處理器：AMD Ryzen 7 5800X3D、5800X、5900X
主機板：ASUS ROG Crosshair VIII Dark Hero 4006
記憶體：G.Skill DDR4 8GBx2 3600MHz
顯示卡：NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti
系統碟：Samsung NVMe SSD 960 PRO M.2
散熱器：ASUS ROG STRIX LC II 280mm
電源供應器：be quiet! DARK POWER 12 750W
作業系統：Windows 11 Pro 21H2

處理器：Intel Core i9-12900KS
主機板：ASUS ROG MAXIMUS Z690 HERO 1304
記憶體：CORSAIR DOMINATOR PLATINUM RGB DDR5 32GBx2 5200MHz


9+2 款 AAA 電競遊戲對處理器性能測試

這次我們調整下順序先來測試 9 款 AAA 遊戲與 2 款電競遊戲的效能。

9 款 AAA 遊戲效能測試，有著《F1 2021》、《古墓奇兵：暗影》、《全境封鎖 2》、《地平線：期待黎明》，以及吃重效能的《邊緣禁地 3》、《刺客教條：維京紀元》、《電馭叛客 2077》、《碧血狂殺 2》和《極地戰壕 6》等。

測試都以 1080p 解析度與遊戲最高預設設定進行 In Game Benchmark 測試。

這次測試的 9 款遊戲，5800X3D 達到 172.2 FPS 的效能，贏過 i9-12900KS 的 170.1 FPS 可說是在遊戲表現上小贏，並且與 5900X 的 155.3 FPS 相比遊戲效能提升達 11% 之多。


↑ 9 款遊戲平均 FPS，越高越好。


↑ 遊戲平均 FPS，越高越好。


2 款電競類遊戲則使用《Counter-Strike: Global Offensive》（CS:GO）與《Tom Clancy’ s Rainbow Six: Siege》（R6），設定以 1080p 解析度、遊戲預設最高特效下進行測試；而這類遊戲由於不重畫質、特效，因此主流的電腦都能獲得相當高的效能，更能反應出 CPU 對於遊戲 FPS 的差異。

只不過 CS:GO 與 R6 這兩款遊戲相對還是吃重高時脈，5800X3D 在 CS:GO 平均 665.97 FPS、R6 平均 616 FPS，相對效能都輸給 i9-12900KS，但是這兩項遊戲 5800X3D 效能相較於 5900X 還有著提升。


↑ 電競類遊戲平均 FPS，越高越好。


遊戲小結：AMD Ryzen 7 5800X3D 通過 3D V-Cache 加大 96MB L3 快取後，確實能在 1080p 解析度下，獲得不小的遊戲效能提升，測試的遊戲僅只有《刺客教條：維京紀元》與《邊緣禁地 3》的提升幅度較小，整體來看有著 11% 的遊戲效能提升。


3DMark CPU 效能與 FS、TS 跑分測試

電腦繪圖遊戲效能測試工具 3DMark，主流的 Direct X11 測試 Fire Strike 與 Direct X12 的 Time Spy 測試。

從成績來看 5800X3D 在 Fire Strike 奪下 39371 分的總成績，但是物理分數僅 30448 小輸 5800X；至於 Time Spy 測試上，5800X3D 達到 17953 分的成績、CPU 分數達11874 分。


↑ 3DMark，分數越高越好。


3DMark CPU 測試，主要測試 CPU 的物理運算與自訂模擬兩種工作，並分別測試處理器的 1、2、4、8、16 與最大執行緒的效能，而 16 執行緒以上的效能會屬於 3D 渲染、影音輸出才會用到，一般 Direct X12 遊戲偏好 8T 執行緒，而以下的執行緒則是舊遊戲的偏好。

5800X3D 可通過較大的 L3 快取，讓 GPU 獲得更多的資料加速遊戲效能，但就 CPU 物理、運算來看反而是 5800X 效能較強。


↑ 3DMark CPU，分數越高越好。


CPU-Z 處理器效能 Cinebench、VRay 渲染測試

首先 CPU-Z 的 CPU 效能測試，多執行緒測試下 5800X3D 獲得 6512 分、單執行緒 618.1 分的成績，性能上小輸給 5800X，畢竟預設、Boost 時脈低了不少。


↑ CPU-Z，效能越高越好。


CINEBENCH R20，由 MAXON 基於 Cinema 4D 所開發，可用來評估電腦處理器的 3D 渲染性能，這也是目前可快速評比 CPU 多核心運算性能的可靠測試軟體。

5800X3D 於多核心測試獲得 5810 PTS、單核 581 PTS 的成績。


↑ CINEBENCH R20，越高越好。


CINEBENCH R23 與 R20 測試情境相同，採用新的編譯器，並有著壓力測試功能，玩家可自訂 Minimum Test Duration 時間，例如 10 或 30 分鐘測試電腦的穩定性；不過 R23 的成績無法與 R20 一起比較。

5800X3D 多核心達到 15005 PTS、單核 1489 PTS 的成績。


↑ CINEBENCH R23，越高越好。


Corona Benchmark 則是相當容易操作的測試工具，採用 Corona Renderer 1.3 渲染器進行測試，比較處理器的渲染速度與 Rays/s 的效能，評分為計時以秒為單位。

5800X3D 以 1 分 23 秒的速度完成渲染，這段效能與 5800X 相當快了 1 秒。


↑ Corona Benchmark，時間越短越好。


V-Ray Benchmark 是由 Chaos Group 所開發，V-Ray 是基於物理法則所設計的光線渲染軟體，而此工具可針對 CPU 進行光線追蹤的渲染圖像的運算效能測試，CPU 評分以 vsamples 每秒計算數為單位。

5800X3D 獲得 11486 的運算效能。


↑ V-Ray Benchmark，越快越好。


POV-Ray 則是另一套免費的光線追蹤 3D 渲染工具，藉由多核心 CPU 的運算能力，來計算光影與 3D 影像的渲染。

5800X3D 多核心達到 5254.12 PPS 的處理效能。


↑ POV-Ray，越高越好。


Blender 是跨平台、開放源碼的 3D 創作工具，支援著各種 3D 作業：Modeling、Rigging、Animation、Simulation、Rendering、Compositing 與 Motion Tracking 等。而測試，則以 Blender Benchmark 3.1.0 進行 Demo 專案的渲染工作測試。

測試結果為每分鐘的 Sample 數量、效能越高越好，5800X3D 相對運算效能較低。


↑ Blender，效能越高越好。


創作 PR 影像輸出、LR 與 PS 照片編修效能測試

針對 Adobe Premiere Pro 2020 的轉檔輸出測試，這次使用 UL Procyon Video Editing Benchmark 測試工具，測試情境為使用 2160p 30/60 FPS 的影片，分別輸出為 H.264 – YouTube 1080p Full HD 與 HEVC (H.265)–4K UHD 格式，並且比較單純 CPU 輸出與加入 GPU 加速的輸出效能。

在使用相同 RTX 3080 Ti 顯示卡的情況下，這成績可明確反應出不同 CPU 對於影音轉檔輸出的效能，但是影音輸出主流都是以 CPU + GPU 的混合運算為主。

性能上 5800X3D 達到 6578 分但比起 5800X 還是小輸。


↑ UL Procyon Video Editing Benchmark，分數越高越好。


Adobe Photoshop 與 Lightroom Classic 則透過 UL Procyon Photo Editing Benchmark 測試工具；測試的兩個工作情境，Image Retouching test 為使用 Photoshop 進行照片的邊修，並記錄每個步驟的時間，而 Batch Processing test 則是批次使用 Lightroom 進行大量照片的調整與輸出。

從總分來看，5800X3D 與 5900X、5800X 效能相當 10027 分的成績。


↑ UL Procyon Photo Editing Benchmark，分數越高越好。


AIDA64處理器記憶體、WinRAR、7-Zip 壓縮測試

AIDA64 記憶體測試，5800X3D 讀取 51124 MB/s、寫入 28791 MB/s 的效能與 5800X 相當，而記憶體延遲則在 62.6ns。


↑ 記憶體效能測試。


↑ 記憶體延遲。


WinRAR 廣泛且便利的壓縮軟體，支援相當多的壓縮檔案與格式，這款以往在效能上偏好高時脈，但在 Alder Lake 世代上，效能則是 Ryzen 較有優勢。

這項目反而是 5800X3D 的強向，藉由較大的 L3 快取效能達到 47527 KB/s 的速度，比起 5800X 有著 42% 的效能提升，也是這次測試中少數偏愛大容量快取的應用。


↑ WinRAR，性能越高越好。


7-Zip 壓縮測試相對偏好多核心的性能，5800X3D 無法藉由大容量 L3 快取換來較高的性能，壓縮評比 87.8 GIPS、解壓縮 118.2 GIPS。


↑ 7-Zip，性能越高越好。


PCMark 10、CrossMark 與 Office 電腦效能測試

電腦整體性能先以 PCMark 10 進行測試，可分別針對 Essentials 基本電腦工作，如 App 啟動速度、視訊會議、網頁瀏覽性能進行評分，而 Productivity 生產力測試，則以試算表與文書工作為測試項目，至於 Digital Content Creation 影像內容創作上，則是以相片 / 影片編輯、渲染與可視化進行測。

5800X3D 達到總分 8169 分、基本電腦工作 10845 分、生產力 10291 分、創作 13255 分的成績。


↑ PCMark 10，分數越高越好。


CrossMark 跨平台的電腦效能測試工具，則是由 BAPCo 所開發的免費測試工具，支援 Windows、iOS/iPadOS、macOS 與 Android 等平台，並針對電腦的生產力，如文字編輯、試算表、網頁瀏覽，以及創作類的相片編輯、整理與影片編輯等工作，再加上電腦反應速度進行測試。

5800X3D 總分獲得 1699 分、生產力 1643 分、創作 1852 分與反應 1448 分的成績。


↑ CrossMark，分數越高越好。


UL Procyon 辦公室生產力基準測試使用微軟 Word、Excel、PowerPoint 和 Outlook 來測試 Windows 電腦在日常工作中的實用、真實性能，並以常見的文書工作來設計測試情境，從文書開檔、複製、輸入，試算表的計算、排序、匯出，簡報的添加文件、圖檔、影片與郵件收發等測試。

測試上 5800X3D 獲得 6789 分的成績、Word 7048 分、Excel 6537 分、PowerPoint 8018 分、Outlook 4874 分。


↑ UL Procyon Office，分數越高越好。


Ryzen 7 5800X3D 處理器溫度與功耗測試

從上述測試可以瞭解到 Ryzen 7 5800X3D 藉由 96MB L3 快取，可在 1080p 遊戲中達到 11% 的遊戲效能領先更是小超 i9-12900KS 的成績，但是為何 AMD 要降低 5800X3D 的時脈，使得 CPU 運算、渲染、電腦與創作效能上都小輸給 5800X 呢？

其實答案也相當明顯，5800X3D 採 3D V-Cache 技術在核心 CCX 上堆疊 L3Die，換句話說核心的散熱需通過上層的 L3Die 才會傳到處理器頂蓋，也因此 AMD 藉由降低時脈讓 5800X3D 在使用上不會臨界溫度上限。

壓力測試方面，測試都使用 ROG STRIX LC II 280mm 水冷散熱器，分別比較 AIDA64 CPU、FPU 與 Cinebench R23 10min 燒機；一般電腦使用，比較接近 AIDA64 CPU 測試的溫度表現，而 FPU 測試則是最高負載與較高的耗電狀況。

5800X3D 在 AIDA64 CPU 壓力測試時達到 69°C 與 5800X 相當，但是 5800X3D 時脈 4.55GHz 低於 5800X 的 4.66GHz；同樣 FPU 壓力測試下 5800X3D 壓在 90°C 的溫度，但是時脈僅 4.3GHz 相比 5800X 的 4.53GHz 要低。


↑ CPU 溫度測試。


CPU 功耗則以 CPU Package Power 為主，5800X3D 在 AIDA64 CPU 測試功耗達到 85W、FPU 116W，畢竟時脈較低的情況下功耗也跟著降低，但即便多加 L3Die 的前提下也不至於多增加太多功耗。


↑ CPU 功耗測試。


總結

AMD Ryzen 7 5800X3D 是不是最強遊戲處理器？從測試來看確實是，在 9 款 AAA 遊戲中 5800X3D 已平均 172.2 FPS 的效能贏過 i9-12900KS 的 170.1 FPS，並比起 5900X 有著 11% 的遊戲效能提升。

但是也有遊戲偏愛時脈高，或者對於 CPU 的效能差異較不明顯，因此根據測試的遊戲多寡與類型，這結果或許略有不同。

單就遊戲效能提升來看，5800X3D 的 3D V-Cache 確實強悍，若是 1080p 的遊戲玩家，單論遊戲效能性價確實 5800X3D 較為出色，倘若台灣價格與 5800X 同價 $8,790 元，這 1080p 遊戲性能提升確實不錯，但相對必須犧牲時脈與超頻可玩性。

只不過，讓筆者比較有興趣的是下半年 Zen 4 與新平台的登場，屆時處理器大戰才會更加熱鬧。