三级缓存多大够用?AMD四核产品线横评
AMD的45nm工艺比Intel晚了一年之久，即便如此迟来的新处理器还是带给我们不小的惊喜：成功转型45nm之后AMD在主频和超频方面都有赶超Intel的趋势；而且AMD也得以在核心中塞入更多的晶体管——Phenom II的三级缓存达到了Phenom I的三倍之多！大容量三级缓存不但有效的提升了CPU效能，而且使得四核产品线更加丰富。
作为原生四核的倡导者，AMD Phenom一代的架构不如Intel Core 2 Quad胶水四核那般灵活，由于三级缓存只有2MB不适合细分处理，因此AMD只能通过屏蔽核心的手段自降身价推出三核及双核产品，Phenom X4实际上只有一条产品线，而对手Intel的Core 2 Quad则多达四条产品线（L2=4/6/8/12MB）。
而Phenom II代则要灵活很多，它既能够屏蔽核心制造三核或双核，也能够屏蔽三级缓存制造低端四核，所以Phenom II发布时就拥有9XX系列（L3=6M）和8XX系列（L3=4M）两条产品线，再加上Phenom I代（L3=2M）和即将发布的Athlon X4（L3=0M），如今AMD拥有四大系列的四核产品线，正好与Core 2 Quad持平。
从一代的2M到二代的6M，三级缓存容量相差三倍，此外AMD居然还有三级缓存为零的四核，四条产品线的规格差异如此巨大，那么会对性能产生多大影响呢？本文将通过大量的专业测试加以说明。
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纵观AMD Phenom处理器的发展，核心架构的改进相对有限，而三级缓存的变化是最直观的。从早期Phenom的2MB三级缓存，猛增至Phenom II的6MB三级缓存，而为了市场的需要，又推出了采用Phenom II架构但没有三级缓存的Athlon X4。而AMD处理器独有的双核、三核、四核架构，加上缓存的不同搭配，一时间，AMD处理器呈现出门丁兴旺的景象。
再来看超频性能，这对于不少用户来说，都是一个必须的选择，因为一款CPU的具有购买性，其超频性能与价格之比，往往是最重要的。就拿940和810来做对比吧，虽然说940比810多出2MB的三缓并且频率也高一点，但缓存更小的CPU超频性较好，只要810超频性比940强点的话，那么具有价格优势的810将会成为AMD四核用户的宠儿。
虽然AMD的四核产品很有诱惑力，但是其纷繁的四核产品线让我们眼花缭乱，到底如何从百花之中挑选出最适合我们的也是最具有性价比的四核产品呢？今天，我们泡泡网评测室就选出了Phenom II 940、Phenom II 810、Phenom 9850以及Athlon X4 615，这四款具有代表性的AMD四核处理器，进行测试评比，看看他们谁能够荣获最具性价比的AMD四核处理器，给大家购买AMD四核产品一个很好的指南。
与65nm Phenom相比，新一代45nm Phenom II最大的变化就是升级到了45nm SOI沉浸式光刻生产工艺，好处就是主频更高、功耗更低、集成度更高，特别是三级缓存从2MB猛增到了6MB！
三级缓存翻了三番，自然需要付出一定的代价，通过Phenom和Phenom II芯片示意图的对比，我们就能略知一二了：
Phenom一代：浅蓝色为单个核心与其二级缓存，粉红色为共享三级缓存。
Brcelona/Agena集成了4.68亿个晶体管，核心(Die)面积大约285平方毫米，Shanghai/Deneb的晶体管增加了62％，多达7.58亿个，但核心面积却减小了9.5％，只有258平方毫米，新工艺的好处可见一斑。
Phenom II：浅蓝色为单个核心与其二级缓存，粉红色为共享三级缓存。
晶体管数量增加如此之多主要就是因为三级缓存的大幅扩容，这部分在整个核心里的面积比例也从大约六分之一提高到了足有三分之一。
关于三级缓存，AMD的态度是：
- 第一，三级缓存容量在服务器领域的作用更明显，不过如果服务器和桌面处理器采用不同的架构，必然会提高生产难度和成本，故而带到了桌面上；
- 第二，在桌面上，三级缓存从2MB增加到6MB可以带来大约5％的性能提升，实际测试也证明了这一点；
- 第三，从前边的数据看出，三级缓存增加了两倍，但得益于生产工艺的改进，核心面积反而更小了，成本也更低。
Core i7 Die示意图：四个核心一字排开，与Phenom II的方阵型不同。
熟悉Intel Nehalem Core i7处理器的朋友一定想到了，Intel也使用了同样的大容量共享三级缓存设计，且容量多达8MB，也占据了整个核心面积的三分之一左右，不同之处在于Core i7每核心一级缓存和二级缓存只有64KB和256KB，都比Phenom/Phenom II少一半。
Phenom、Phenom II、Core i7、Core 2 Quad对比。
有趣的是，同样基于45nm工艺的Core i7集成了7.31亿个晶体管，比Phenom II略少，但核心面积却稍大一些，为263平方毫米。
● 6MB L3代表产品——Phenom II 940 BE
做为AMD的AM2+处理器优异产品，现在已经陆续在市场中与普通用户见面，它的出现，代表着过渡性产品Phenom I代将会彻底的被打入冷宫。相比Phenom I代来说，940在工艺、频率、L3上都比一代的优异产品9950与9850有很大的提升。45nm的工艺、3.0GHz的起始频率以及6MB的L3都是Phenom II 940笑傲江湖的资本。并且，做为AMD的优异四核产品，仅仅1500多元的价格，这只是一个Intel低端四核的价钱，但是却能够享受到AMD优异处理器的性能。
Phenom Ⅱ X4 940采用45nm工艺制程，拥有4个核心，主频为3.0GHz，外频为200MHz，倍频为15x，二级缓存为4×512KB，三级缓存为6MB，热功耗设计为125W TDP。另外，它是采用K10.5微架构，接口为AM2+，可以兼容上一代AM2主板。
本文降倍频到2.6GHz进行测试
Phenom Ⅱ X4 940黑盒版同样具备了不锁倍频设计，这样将非常有利于超频，从不少玩家的反馈来看，Phenom Ⅱ X4 940普遍体质不错，通常风冷散热下能够达成3.6GHz的稳定使用频率。
● 4MB L3代表产品——Phenom II 810
为了丰富Phenom II的四核心处理器产品线，AMD也运用起了Intel的操作手法，通过缓存的加减来进行产品线的丰富。Phenom II 810就是在这一指导思想下产生的，在频率上仅有2.6GHz，砍掉了2MB的L3，只剩下了4MB的L3，但是其功耗和成本也相应的降了下来。
而其市场的价格也仅仅只有1200元，比940便宜了近300元之多，并且，同时是AM3规格，这要比940具有更大的升级优势，如果没有什么大的差错的话，我想这款四核产品将会成为AMD的明星四核产品。
Phenom Ⅱ X4 810采用45nm工艺制程，拥有4个核心，主频为2.6GHz，外频为200MHz，倍频为13x，二级缓存为4×512KB，由于三级缓存为4MB，所以热功耗设计得以下降，为95W TDP。另外，它是采用K10.5微架构，接口为AM2+，可以兼容上一代AM2主板。
● 2M L3代表产品——Phenom 9850 BE
做为过渡性产品，Phenom一代并没有得到多少用户的青睐，其优异产品Phenom 9850的出现，并没有能够挽救颓废的Phenom一代。Phenom 9850确实在规格上相比Phenom II 810不如，只有2MB的L3，2.5GHz的频率，价格上却直逼Phenom II 810，几乎接近了1200元。可以说，Phenom 9850是AMD四核产品中，性价比最低的产品，其唯一相对于810的优势在于，它是黑盒产品，在超频上有那么一点点的优势，不知道这个优势是否能够给其挽回一些颜面。
市场货源逐渐稀少
AMD Phenom 9850采用目前最为成为的65nm工艺制程，拥有4个核心，主频为2.5GHz，外频为200MHz，倍频为12.5x，二级缓存为4×512KB，三级缓存为2MB，支持SSE、SSE2、SSE3、SSE4A多媒体指令集和X86-64运算指令集。另外，它是采用K10微架构，核心名称为Agena，接口为AM2+，可以兼容上一代AM2主板。
虽然同为黑盒版本，不锁倍频，鼓励用户超频，但65nm羸弱的体质，极高的发热量，让每个懂硬件的人都心伤。随着大批Phenom II的上市，Phenom即将退出历史舞台。
● 无L3代表产品——Athlon X4 615
这是一个让人很意外的产品，没有L3的45nm四核处理器，Athlon X4 615可能是有史以来最低端的处理器，虽然说在规格上和性能上有着天生的劣势，但是千万不要小瞧它的潜力。因为AMD的产品，往往都是这样的产品最受用户青睐，只要它的上市价格能够被压到千元以下级别，就能够完全把Intel的低端四核产品打压下去。所以说，这款出其不意的四核处理器，将会成为市场上热卖的一匹黑马，只要价格合适，相信冲着它四核的名头去的消费者应该不在少数。
手头这颗尚未发布的ES版CPU
Athlon X4 615是定位主流中低端的产品，用以取代征战多年的Athlon 64 X2系列。由于L3成本较高，因此AMD将Phenom II X4的三级缓存彻底删去（注意不是屏蔽），只要Athlon 64 X2的库存下降到合理水平，Athlon X4将会很快与大家见面。
此次测试我们找到了AMD已上市的Phenom II 940（6M L3）和Phenom II 810（4M L3），以及Phenom 9850（2M L3），还有一颗神秘的没有L3的Athlon X4工程样品，让他们都工作在200*14=2.6GHz频率下，这样就能直观的对比6M/4M/2M/0M三级缓存所造成的性能差异。
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PCPOP.COM泡泡网DIY评测室 | |
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硬件系统配置 | |
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处理器 |
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主板 |
技嘉 790X-UD4 (790FX+SB750) DDR2 |
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硬盘 |
日立1TB HDE721010SLA330 |
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金泰克 DDR2 800×2 |
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ASUS EAH4870 （核心频率750MHz 显存频率3600MHz） |
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电源 |
Tt暗黑650P |
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显示器 |
ASUS 24寸 M241H |
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软件系统配置 | |
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Windows vista Ultimate SP1 32BIT |
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驱动 |
AMD/ATI Catalyst 9.4WHQL |
为了不使测试平台的其它部分作为瓶颈，在系统方面采用了Vista 32bit SP1，主板方面选用了技嘉的790FX搭配HD4870显卡进行辅助测试。内存选择了比较适合大众性价比较高的金泰克DDR2-800，双通道两条2GB共4GB，参数为默认的5-5-5-15-2T，不作更改。
◎ Sisoftware Sandra 2009 SP2算数/多媒体性能测试
Sisoftware Sandra是一套功能强大的系统分析评比工具，拥有电脑你能想到的各种设备的测试方案，作为一款系统测试软件，除了可以提供详细的硬件信息外，还可以做产品的性能对比。其中算数和浮点运算程序直观明了，能够大体知道一款CPU的性能表现。
看过这样的成绩，我们惊奇地发现，各款CPU的性能基本在同一水平，造成这样的原因，一是软件的区分度不高，另一原因是，本是同根生相煎何太急，无论Phenom还是phenom II之间的区别仅是架构上的小幅改进。
◎ Sisoftware Sandra 2009 SP2内存带宽/延迟测试
内存读写方面，各款CPU的差距就体现出来了，Phenom II的改进在于内存带宽，而测试结果也能反映这一事实。此外，缓存对内存带宽及延时也有影响，不过Phenom II架构下，缓存超过4MB后，提升并不明显，基本算是误差了。
◎ SuperPI 性能测试
SuperPI是由东京大学Kanada Lab.所制作的一款通过计算圆周率的来检测处理器性能的工具，在测试里面可以有效的反映包括CPU在内的运算性能。在玩家群中，Super PI更是一个衡量CPU性能的标尺之一。
SuperPI这种纯计算软件完全由架构效率和核心频率高低，以及缓存容量大小速度来左右测试结果，由于这是一款测试单核效能的软件，相同架构的CPU测试结果由缓存容量区分性能，而测试结果也证明了这个真理。
◎ wPrime 性能测试
wPrime是一款与Super Pi相同的圆周率计算软件，但与Super Pi只能支持单线程不同的是，wPrime最多可以支持八个线程，也就是说可以支持八核心处理器，并且测试多核心处理器性能时比Super Pi更准确。
这是一款取代SuperPI的新一代的纯计算软件，不过加入了多核的支持，软件测试原理依旧是测试CPU整体的计算能力。新工艺下，性能的提升是毋容置疑的，这点很明显能从测试得分看出来。同架构下，缓存对性能的影响不大，但Athlon X4的表现，尤其是在大量运算过程中，力压上代拥有完整3级缓存的9850，核心效率的优势不言而喻。
◎ Fritz 10 Benchmark 性能测试
这是一款国际象棋测试软件，但它并不是独立存在的，而是《Fritz9》这款获得国际认可的国际象棋程序中的一个测试性能部分。由于国际象棋的运算大致仍旧是依靠电脑CPU的高速处理能力，将每一个可能的走法以穷举算法预测，从中选择胜算最大的非常好的走法。所以用它来衡量对比不同的PC系统中CPU的多线程运算能力也是有参考价值的。
Fritz这款国际象棋引擎模拟器，测试的是CPU的AI算法运算能力，在默认情况下，软件是根据核心的数量，自动设置线程数进行计算。同为4核的前提下，即使是没有三缓的Athlon X4也能力压上代旗舰9850。充分证明了新一代Phenom II的核心效率先天优势。此外工艺进步，三级缓存的加大，CPU处理能力得到小幅提高。
◎ ScienceMark 性能测试
ScienceMark是一款通过运行一些科学方程式来测试系统性能的工具。主要用于桌面台式机和工作站上测试内存子系统，同时也用于测试服务器环境中的读写延时，当然，它对内存的带宽及CPU与内存控制器之间的速度等也可进行测试。
sciencemark
从测试成绩来看，架构效率才是决定性能的关键，缓存的影响并不大，6M/4M/0M间的差距几乎可以忽略。
◎ CineBench R10 性能测试
CineBench使用针对电影电视行业开发的Cinema 4D特效软件引擎，可以测试CPU和显卡的性能。Maxon公司表示，相对于之前的9.x版，R10版更能榨干系统的最后一点潜能，准确体现系统性能指标。最新R10版，支持XP、vista、MAC等，最高支持16核。
默认优化线程模式：双核处理器双线同开，三核则三线同开,以此类推
在CineBench对比测试中，架构效率起了很大的作用。即便是Athlon X4也比phenom 9850强上一点。而缓存能够加大这种架构差异的幅度。
多核测试中，由于涉及的数据量很大，所以缓存的重要性就显现出来了。这项测试中，成绩按照缓存大小排序。
● 应用程序对比测试
◎ WINRAR压缩软件性能测试
WINRAR作为目前最常用的压缩软件备受大家喜爱，基本是每台电脑的必备软件。而大家也知道，WINRAR的压缩效率和CPU的性能成等比关系，CPU运算能力越强，压缩及解压文件的速度就越快。
从WinRAR测试结果来看，缓存的作用还是很明显的，架构效率固然很重要，但失去缓存的配合后，性能还是不济。所以核心数量架构效率与缓存的配合是应当注意的。
◎ 高清编码转换
高清视频流行的今天，有多少人知道欣赏的720P高清电影是通过压缩1080P视频得来的，而关乎压缩速度的最有效途径就是使用的CPU以及支持的指令集。所以，笔者采用MediaCoder编码将1080P压缩至720P测试CPU的编码能力。
由于我们的测试视频不大，所以转换时间并不是很长。从测试结果看，缓存的容量影响并不大，即使是没有L3的Athlon X4也没比phenom II慢多少。相反，从Phenom I代和II代间的性能表现来看，核心架构的效率才是决定视频压缩性能的关键。
● 应用程序对比测试
◎ PHOTOSHOP CS4加载图片效率测试
打开大量的大体积图片文件，相信也是不少用户面临的工作，测试软件选取最新的PHOTOSHOP CS4，打开的文件依旧是上面提到的20张体积大约10MB左右、分辨率大于6000X4000的图片，并计算打开时间，衡量不同处理器之间的性能差距。
◎ PHOTOSHOP CS4滤镜渲染速度测试
加载大体积图片时间测试中，除了与处理器运算能力有关，与缓存容量也有很大关系，虽然核心效率更好，但没有三缓的劣势，让Athlon X4不得不饮恨。整体成绩排序，与缓存容量呈等比关系。
◎ PCMark Vantage 性能测试
PCMark Vantage 是Futuremark发布的新一代基准测试软件，并比较完美的对多核心处理器进行了优化，而且是专为Windows vista 32/64-bit打造的，不再支持Windows 2000/XP。PCMark是一大堆日常应用的合集，其中包括大量的多任务测试及多媒体视频音频测试，虽然多核心并不能发挥出全部性能，但优化支持也很到位。
PCMark Vantage可以衡量各种类型PC的综合性能，主要分为三大部分进行：1、处理器测试：基于数据加密、解密、压缩、解压缩、图形处理、音频和视频转码、文本编辑、网页渲染、邮件功能、处理器人工智能游戏测试、联系人创建与搜索。2、图形测试：基于高清视频播放、显卡图形处理、游戏测试。3、硬盘测试：使用Windows Defender、《Alan Wake》游戏、图像导入、Windows vista启动、视频编辑、媒体中心使用、Windows Media Player搜索和归类，以及以下程序的启动：Office Word 2007、Adobe Photoshop CS2、Internet Explorer、Outlook 2007。
从成绩看，架构效率比缓存更重要，在phenom II架构下，4MB的容量显得。
◎ 3D Mark Vantage 测试
3DMarkVantage2008年4月28日发布，是业界第一套专门基于微软DX10 API打造的综合性基准测试工具，并能全面发挥多路显卡、多核心处理器的优势，能在当前和未来一段时间内满足PC系统游戏性能测试需求。和3DMark05的DX9专用性质类似，3DMark Vantage是专门为DX10显卡量身打造的，而且只能运行在Windows vista SP1操作系统下。
由于此款软件是针对3D性能的测试，所以只选用了测试项目中的CPU选项的得分进行对比。设置为性能模式，采用1280X1024进行测试。
Peformance模式下，CPU性能对vantage整体得分有一定的加成。由于3D Mark Vantage支持多核处理器，所以在这里单核效率的意义就不是很大了，整体上看，成绩与架构关系很大，不过810和940的差距并不大。
Peformance模式下，两代Phenom处理器性能差距十分明显，从测试成绩分析，缓存对性能的提升有很大的加成，同时在更高内存带宽的帮助下，没有3级缓存的Athlon X4领先9850显得十分强悍，而810和940的对比中，虽然多出2MB，但性能并没有多少提升。
● 经典游戏正统续作《FarCry2》
经典之作FarCry曾是首款DX9游戏、首款通过补丁支持DX9C、HDR+AA的游戏，FarCry的成功除了画面极致华丽之外，其游戏中真实的武器操作感觉和明快的画面风格也受到了很多玩家的肯定。在此之后，FarCry的开发商Crytek着手制作Crysis并与EA合作发行，于是FarCry的正统续作FarCry2就由育碧独立制作发行，游戏内容也从热带孤岛转移到了广袤无际的非洲大草原。
FarCry2整个游戏世界面积达到50平方公里，玩家可以自由在其中驰骋，而游戏的结局也是开放的。游戏中的环境可以动态变化，玩家甚至能体验到一年四季、动态天气效果、24小时日夜循环等效果，这也是其不同于其他游戏的亮点。
测试方法：FarCry2自带非常专业灵活的测试程序，自动加载地图并且换场景，充分展示该游戏高精度纹理贴图、火焰、爆炸、广袤的场景、草丛和树木等。
在1600X1200的设置下，显卡已不是瓶颈，而CPU的处理能力才是决定游戏速度的关键。缓存越大，单位交换的数据量越多，从这个角度出发。Athlon X4的落败也不足为奇了，不过缓存达到4MB后，已经可以很好喂饱核心的处理要求了。再增加容量，帧数的提升基本可以忽略不计。
◎ DX10游戏—《孤岛危机》
作为年度DX10游戏巨作Crysis的游戏画面达到了当前PC系统所能承受的极限，超越了次世代平台和之前所有的PC游戏，即便是搭配优异的显卡，在采用大分辨率开抗锯齿的情况下，也只能勉强“浏览”游戏。
测试方法：Crysis Demo内置了CPU和GPU两个测试程序，我们使用CPU测试程序，这个程序会自动切换地图内的爆炸场景，激烈的爆炸场面严格的考验着CPU渲染性能，运行一段时间得到稳定的平均FPS值作为测试依据。
在低分辨率情况下，显卡已经不是瓶颈，而仅在于考验CPU的运算能力。Crysis的两个CPU测试场景，得出的结果表现基本一致，缓存对帧率的影响明显。不过缓存容量超过4MB后，还能得到一定的帧率提升。看来，最BT DX10游戏的数据交换量真不是一般的大。
至此，Phenom II家族中代表性CPU测试到此结束了，对所有测试成绩分析对比后，我们可以得出以下结论：
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虽然AMD处理器架构有其特殊性，对缓存的依赖性不如Intel处理器那样强烈，但缓存确实能够提高性能；
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三级缓存容量在大多数项目中对CPU性能都有提升，但只是量变并非质变；
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对CPU性能起决定性的作用是内核架构，三级缓存只能作为辅助；
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Phenom II架构下，3级缓存对内存带宽有一定影响，和缓存容量呈线性关系；
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客观来讲，Phenom II的对缓存容量的需求并不是很强烈，4MB是容量和性能的非常好的点。
根据笔者的测试，分析出以下几点：Phenom II的腾飞，与采用45nm工艺有密不可分的关系，先进的工艺，可以在有限的空间内放置更多的晶体管，换句话说，Intel常用的提升CPU性能的方法——增加缓存容量，AMD这次也以彼之道，还施彼身，带来性能提升。同时，新一代Phenom II的内置内存控制器较以往有了不少提升，采用专业内存检测工具发现，在内存同频率同延时下，Phenom II的内存控制器表现出的性能更猛。而稍感遗憾的是，Phenom II的核心架构，并没有太大的改进，也没有新指令集的加入，仅是小幅改进BUG而已。
当然，何种架构下的处理器，对缓存的需求都是有度的，超过这个度，即使有性能提升，提升幅度的弧度也会下降，所以，设计CPU之初，都会对其架构进行规划，最高端的处理器虽然性能较好，但更实惠是缓存容量小些的版本。毕竟高端处理器对大多数用户和厂商来说就是面子问题。以前我们通过测试，core 2 45nm的非常好的点是3MB，那么经过今天的测试，AMD phenom II对缓存的需求也是有度，而这个度就是4MB，大多数测试中，超过4MB后，性能提升明显放缓。所以，phenom II在价格呈阶梯状的区间中，笔者最为看好phenom II 8XX系列会得到用户的认可！■
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