在过去很长的一段时间中，AMD一直无法在桌面处理器的单核心性能领先Intel，只能靠着在单一处理器封装塞入更多核心，以及设定较低的价格，与对手在市场相互拼搏，然而AMD却透过Ryzen 5000系列处理器反转此一情况，就让我们一起来看看Zen 3架构的改变之处。

　重新设计整体架构

　　AMD在2017年的时候就曾宣示，他们将提供世界上最好的桌面处理器（We wanted to deliver the best desktop processors in the world andchange the industry along the way.），如今他们透过Zen 3架构的Ryzen 5000系列处理器达成这一目标，我们通过性能实测，看到Ryzen 9 5900X的性能确实能超越其主要竞争对手Intel Core i9-10900K。

　　继AMD先前推出的Zen与Zen 2架构后，Zen 3的是款完全重新设计（Ground-up Redesign）的处理器架构，包含强化前端、执行引擎、存取、SoC架构等部分都经过改善，并带来了显著的性能与功能提升。

　　强化前端的目标为增加大量分枝的大型程序预取（Fetching）性能，尤其在大量分枝的大型程序，将L1分枝预测的缓冲区加倍至1024个，并增加分枝预测器的通道宽度，增加预测错误的回复速度，提升循序预取性能，并让切换cache流水线的粒度更细。

　　在执行引擎部分，新架构的设计目标为缩短延迟并加大架构以提高指令等级平行化（ILP，Instruction-Level Parallelism）的能力，在整数数据取用器、整数窗口、浮点数通道宽度、浮点数乘积累加运算等部分也都进行最佳化与性能提升。

　　存取方面的改良目标为扩大架构并强化预取能力，以满足执行引擎所需的更大量数据吞吐量，数据读取与写入的时钟频率较Zen 2皆有所提升。

　　▲ Zen架构的旅程始于2017年，到现在已经进入Zen３世代。

　　▲ Zen３改进的重点为提升IPC/单核心性能、降低延迟、提升功耗效率。

　　▲ Zen３重新设计整个处理器，前端、执行引擎、存取、SoC架构都有改进。

　　▲预取与解码区块的架构也有所更新，以降低分支预测的延迟。

　　▲ Zen 3透过多项功能改善，达到IPC平均提升19%的成就。

　　▲这19%来自Cache预取、执行引擎、分枝预测、微指令Cache、前端、存取等各项性能改进的贡献。

打破CCX屏障

　　Zen 3的另一项重大改进，就是改进了SoC架构，目标同样以降低延迟为主，同时缩短处理器核心对核心、核心对Cache、主存储器等数据存取的延迟，并将L3Cache丛集增大1倍。

　　在Zen 2架构的设计中，单一处理器封装最多可以容纳2组CCD（Compute Die，运算裸片）与1组IOD（Input/Output Die，输出入裸片），每组CCD最多可以容纳2组CCX（Core Complexes，核心复合体），而每组CCX最多可以容纳4个处理器核心。举例来说，可以透过2组具有4个处理器核心的CCX，组成1组CCD，达成8核心处理器配置。

　　而Zen 3则将CCX可以容纳的核心数提升至8个，每组CCD则只能容纳1组CCX。因此8核心处理器会有1组具有8个处理器核心的CCX，组成1组CCD。

　　这样最大的好处是可以把原本每组丛集只能容纳4个核心的架构，改变为可以容纳8个核心，且把原本的2组16MB L3 Cache存储器，合并为1组32MB的组态。

　　如此一来可以缩短处理器核心之间通讯的延迟，例如在Zen 2架构中如果位于不同CCX的处理器核心的需要沟通，则某核心需透过Infinity Fabric将数据传至IOD，再由IOD交至另一核心，将会因为传输延迟而影响性能，若处理器核心位于同一CCX则无此问题。

　　另一方面，统一的32MB L3 Cache存储器也比拆分为2组16MB更具效率，且能容纳更大笔的数据，有助于提升游戏性能表现。

　　在制程方面，Zen 3的CCD采用与Zen 2一样的台积电7nm节点制程，并继承在Ryzen 3000XT系列处理器所纳入的设计改良，因此能再次推升最高时脉。IOD则完全延用先前12nm制程与设计，并让处理器相容于先前推出的500、400系列芯片片组。

　　▲Zen 3大改了CCX的组态，将原本只能容纳4个处理器核心的限制提升至8个，也让2组16MB L3 Cache存储器合并为统一32MB区块。

　　▲这样的改变也让8个处理器核心能共享同一块L3 Cache存储器，有助于提升多工性能表现。

　　▲以8核心的Ryzen 5000系列处理器为例，处理器封装中包含CCD（其中有1组CCX）与IOD各1组。

　　▲ 16核心部分则有2组CCD与1组IOD。

　　▲首波推出的4款Ryzen 5000系列处理器价格从美金299元至799元不等，其中只有Ryzen5 5600X附上Wraith Stealth散热器。

　　▲相较前代的Ryzen 3000XT系列处理器，Ryzen 5000系列处理器的同级产品皆涨价美金50元。

　　整体而言，Ryzen 5000系列处理器的「历史定位」在于单核心性能超级Intel旗舰产品，且依然维持核心较多的优势，因此无论在单核心或多核心程序表现都能追上或超越Intel（也需考虑软件、编译器、指令集等最佳化因素造成的性能影响），在游戏、电竞、美术设计、影片编辑、电脑辅助制造（CAM）、电脑辅助设计（CAD）等应用上都能带来性能优势。

　　比较可惜的是，Ryzen 5000系列处理器较同级的Ryzen 3000XT贵了50美元（如Ryzen 5 5600X与Ryzen 5 3600XT相比），这样的定价策略当然可以解释为新款处理器带来更大的性能提升，但仍与消费者的期望相左。

　　有趣的是，在AMD发表Ryzen5000系列处理器的消息后，Intel也不甘示弱，以RocketLake-S处理器反击，并不小心把牙膏挤太大力，对于消费者而言，这样一来一往的竞争往往能让产品的性能、价格更加亲民，或许双方未来都会陆续更贴近市场需求以得到消费者的青睐。