Zen 3架構終局之戰，搭載3D V-Cache的AMD Ryzen 7 5800X3D處理器效能實測

AMD推出Ryzen 7 5800X3D強化版處理器，透過3D V-Cache先進封裝技術，將原本Ryzen 7 5800X的L3快取記憶體從32MB提升至96MB，在特定應用情境帶來等同於世代升級的效能增益。

九局下半進攻回合

AMD於2020年11月推出採用Zen 3架構的Ryzen 5000系列處理器，並在2021年6月的台北國際電腦展發表3D V-Cache快取封裝技術的資訊，並推出以Ryzen R9 5900X為基礎的試作品，透過擴充L3快取記憶體的方式，在多款遊戲中帶來平均FPS提升15%的效果。

AMD最後端出的產品，是L3快取記憶體由32MB增量至96MB的Ryzen 7 5800X3D，加上512KB與4MB的L1、L2快取記憶體，讓快取記憶體總容量超過100MB，也成為家用個人電腦處理器的新里程盃。

它的另一大優勢，就是定價與Ryzen 7 5800X開賣價格一樣為美金449元，並可相容於300、400、500系列等現有晶片組，讓現在已經具有對應平台的使用者可以輕鬆升級處理器，並沿用其他零組件。看得出企圖以下剋上的方式，以挾著價格優勢威力加強版的中高階處理器與競爭對手旗艦級處理器一決高下。

繼AMD先前推出Ryzen 5 5500、Ryzen 5 5600、Ryzen 7 5700X等處理器鞏固中低價位帶，如棒球九局上半的守備回合。而這次到了九局下半進攻回合，則以Ryzen 7 5800X3D反守為攻，企圖打出逆轉全壘打，挑戰奪回最佳遊戲處理器的寶座。

然而需要注意的是，根據AMD技術行銷總監Robert Hallock在訪談中提到，目前Ryzen 7 5800X3D僅支援Infinity Fabric、記憶體超頻，不開放處理器手動超頻與電壓調整功能，連Precision Boost Overdriver（PBO）自動超頻功能都無法使用。另一方面，其Turbo時脈僅為4.5GHz，低於Ryzen 7 5800X的4.7GHz，所以限制了處理器的「原始馬力」輸出，需透過更大的快取記憶體降低快取錯失（Cache Miss）所造成的延遲，以彌補整體效能表現。

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▲ Ryzen 7 5800X3D是AMD於Zen 3架構產品生命週期尾端推出的魔改版處理器。

▲ 它最大的特色就是透過3D V-Cache技術，將L3快取記憶體由32MB提升至96MB。

▲ Ryzen 7 5800X3D的官方定價與Ryzen 7 5800相同，L3快取記憶體大幅增加至96MB，最大Turbo時脈小幅下修至4.5GHz且不支援處理器超頻。

▲ 3D V-Cache直接將增量的L3快取記憶體「黏」到原本的裸晶上，並透過直接銅對銅介面連結，並以TSV（Through Silicon Vias）線路傳輸資料。

▲ 3D V-Cache技術能維持魔改後的處理器尺寸，因此能直接與現有主機板、散熱器相容。

▲ 根據AMD官方提供的數據，Ryzen 9 5950X在多款遊戲的效能表現介於Intel Core i9-12900K的91%~143%。

測試平台與條件

這此筆者設定的對照組為AMD自家的Ryzen 7 5800X，以及Ryzen 9 5950X、Intel Core i9-12900KS等旗艦級處理器，前者的作用為驗證Ryzen 7 5800X3D增加L3快取記憶體的功效，並挑戰後者的遊戲效能。

文中的對照組成績取自先前《5.5GHz魔鬼生化鵰，Intel Core i9-12900KS旗艦處理器效能實測》、《Intel Alder Lake處理器效能實測，新款i5輾壓前代i9讓AMD瑟瑟發抖》等文章，詳細測試平台規格請參考該文。

為了讓比較基準一致，所以Ryzen 7 5800X3D的散熱器與Core i9-12900KS一樣使用MSI MEG Coreliquid S360，但礙於工作時程限制，僅部分新進行的Ryzen 7 5800X測試項目改用新散熱器，並於圖表中加註星號。

在測試過程中開啟顯示卡的Resizable BAR功能，所有成績都是進行3輪測試，在確定沒有極端值後取平均，而燒機溫度與功耗、Handbreak影片轉檔僅進行1輪測試。

遊戲效能使用遊戲內建的測試模式，並在1080p、2K、4K解析度搭配最高畫質設定，若有設定範本則套用最高範本，若無則將所有畫質相關項目調至最高，關閉VRS或動態解析度等設定，並僅進行開、關光線追蹤功能的調整。《特戰英豪》與《絕對武力：全球攻勢》分別為手動操作射擊訓練場、與電腦玩家對戰，同樣進行3輪並使用NVIDIA FrameView記錄FPS。

測試平台：
處理器：AMD Ryzen 7 5800X3D
散熱器：MSI MEG Coreliquid S360
主機板：GIGABYTE X570 Aorus Ultra（UEFI版號F36a）
記憶體：Team Xtreem ARGB DDR4-4000 8GB x 2
顯示卡：NVIDIA GeForce RTX 3080 Founder Edition
儲存裝置：Seagate FireCuda 520 SSD 1TB
電源供應器：Seasonic Prime Platiunm 1300W
軟體環境：Windows 11專業版21H2，GeForce Game Ready 512.15

▲ 這次測試的主角是搭載96MB L3快取記憶體的AMD Ryzen 7 5800X3D，系統主記憶體則使用雙通道Team Xtreem ARGB DDR4-4000 8GB x 2。

▲ 搭配的顯示卡為NVIDIA GeForce RTX 3080 Founder Edition，並開啟Resizable BAR。

（下頁還有效能實測）

處理器與綜合效能測試

首先我們先看看在各項與處理器效能關係較緊密的測試項目中，加大L3快取記憶體，但時脈較低且不支援PBO自動超頻的Ryzen 7 5800X3D，整體效能表現如何

數據圖表中的測試平台標記如下（注意搭配的散熱器有不同）：

• 5800X：Ryzen 7 5800X、X570晶片組、DDR4-4000、Coreliquid 360R
• *5800X：Ryzen 7 5800X、X570晶片組、DDR4-4000、Coreliquid S360
• 5800X3D：Ryzen 7 5800X3D、X570晶片組、DDR4-4000、Coreliquid S360
• 12600K：Core i5-12600K、Z690晶片組、DDR5-4800、Coreliquid 360R
• 5950X：Ryzen 9 5950X、X570晶片組、DDR4-4000、Coreliquid 360R
• 12900K：Core i9-12900K、Z690晶片組、DDR5-4800、Coreliquid 360R
• 12900KS：Core i9-12900KS、Z690晶片組、DDR5-4800、Coreliquid S360

▲ 在綜合效能測試項目PCMark10 Extendend中，Ryzen 7 5800X3D受到時脈較低的影響，在各項目的表現皆不如Ryzen 7 5800X。

▲ 同為綜合效能測試的CrossMark中，Ryzen 7 5800X3D的表現卻可超過Ryzen 7 5800X與Ryzen 9 5950X。

▲ 在Cinebench R20處理器渲染測試中，Ryzen 7 5800X3D的單核心效能稍微落後於Ryzen 7 5800X，但多核心效能則微幅領先。

▲ Cinebench R23處理器渲染測試仍然由8P+8E核心的Core i9-12900KS大幅領先，而16核心的Ryzen 9 5950X緊追在後。

▲ 到了POV-Ray光線追蹤渲染測試也呈現接近的趨勢。

▲ L1快取記憶體的頻寬測試中，各項成績的分布較為凌亂。

▲ L2快取記憶體的頻寬則由AMD陣營取勝。

▲ L3快取記憶體則需格外關注，可以看到Ryzen 7 5800X3D表現略低於Ryzen 7 5800X。

▲ 系統主記憶體頻寬由採用DDR5的Intel陣營領先。

▲ 在記憶體延遲部分，主要看到L3快取記憶體延遲。Ryzen 7 5800X3D表現略差於Ryzen 7 5800X。

▲ 透過x264 Benchmark、x265 Benchmark進行軟體編碼影片轉檔測試，加大快取記憶體的Ryzen 7 5800X3D並沒有明顯優勢。

▲ Handbreak影片轉檔將4K24p、H.264的來源影片，套用預設的Matroska H264 2160p60、Matroska H265 2160p60等範本，以軟體編碼方式轉檔。Ryzen 7 5800X3D與Ryzen 7 5800X的表現相當接近，的Core i9-12900KS則因核心數較多而占到優勢。

▲ 在3DMark CPU Profile處理器多工測試中，Ryzen 7 5800X3D也是受限時脈而表現略低於Ryzen 7 5800X。

▲ 在燒機測試部分，由於Ryzen 7 5800X3D的時脈較低且不支援PBO，所以反而溫度較低。

▲ Ryzen 7 5800X3D在CPU+FPU雙重燒機條例下，114.3W的功耗與TPD規格105W相去不遠，而Ryzen 7 5800X則因自動超頻而吃到142.2W。

遊戲效能表現

在大多數的測試項目中，1080p解析度的情況下的效能瓶頸比較容易產生在處理器，而隨著解析度提高，效能瓶頸則會轉移到顯示卡，因此讀者可以多加觀查1080p解析度的效能表現，更能瞭解處理器造成的效能差異。

此外由於這次筆者使用的顯示卡與《5.5GHz魔鬼生化鵰，Intel Core i9-12900KS旗艦處理器效能實測》一文相同，所以也遇到本次使用的顯示卡效能以2~5%的幅度低於先前數據，而有打星號的「*5800X」與Core i9-12900KS則與Ryzen 7 5800X3D使用相同的顯示卡，特此聲明。

至於與Core i5-12400、Core i5-12600K等處理器搭配DDR4記憶體的效能比較，則可參考《Intel Core i5-12400處理器效能實測，主流遊戲最強戰將》一文。

▲ 在使用Direct X 12繪圖搭配2K（2560 x 1440）解析度的3DMark Time Spy測試中，可以看到Ryzen 7 5800X3D在處理器分數領先Ryzen 7 5800X幅度為4.88%，但圖像分數卻落後3.39%，所以在加權計算後，總分呈現落後情況。

▲ Time Spy Extreme將解析度提升至4K（3840 x 2160）並增加運算負擔，Ryzen 7 5800X3D在處理器分數一樣小幅領先Ryzen 7 5800X，但總分被圖像分數拖累。

▲ 接下來在遊戲測試部分先看到《大地長征5》，由於這款遊戲的效能瓶頸發生在顯示卡（GPU Bound），所以各處理器跑出的FPS效能相差不遠，但仍可看到受到測試誤差影響，Ryzen 7 5800X3D與Core i9-12900KS一樣落後前次測試的各平台。

▲ 開啟光線追蹤會加劇顯示效能瓶頸的狀況，基本上可以驗證這次使用的顯示卡體質落後前次樣品。

▲ 《古墓奇兵：暗影》讓我們看到Ryzen 7 5800X3D驚驗的表現，即便受到顯示卡效能誤差影響，在1080p解析度的效能還是大幅領先Core i9-12900KS達13.19%。

▲ 《古墓奇兵：暗影》開啟光線追蹤後，Ryzen 7 5800X3D在1080p解析度還是保有優勢。

▲ 《看門狗：自由軍團》在1080p解析度原本是Intel處理器的天下，Ryzen 7 5800X3D則在加大快取記憶體的協助下有明顯改善。

▲ 《看門狗：自由軍團》開啟光線追蹤之後，各平台1080p解析度的成績較為趨近。

▲ 《戰慄深隧：流亡》中各處理器的FPS效能差距並不大，可以看到遊戲受時脈的影響大於快取記憶體容量，所以Ryzen 7 5800X3D表現不如Ryzen 7 5800X。

▲ 開啟光線追蹤之後，受制於顯示卡效能瓶頸，讓各處理器的FPS效能差距縮小至可忽略的狀況。

▲ 《極地戰嚎6》由於繪圖負擔較低，所以瓶頸主要發生在處理器，讓Ryzen 7 5800X3D的效能較Ryzen 7 5800X多出12.71%。

▲ 《極地戰嚎6》開啟光線追蹤的顯示效能瓶頸會發生在4K解析度，Ryzen 7 5800X3D領先Ryzen 7 5800X擴大至19.78%。

▲ 《火線獵殺：絕境》對處理器效能的需求較為遲頓，無論是何種解析度各測試平台的表現都差不多。

▲ 《刺客任務III》Dubai（杜拜）測試項目包含多種場景與NPC角色，整體負擔較低，但仍可看出效能瓶頸主要落在處理器，Ryzen 7 5800X3D在加大快取記憶體的協助下，在1080p解析度僅以0.92%的微幅落後於Core i9-12900KS。

▲ 《刺客任務III》Dartmoor（達特穆爾）測試項目則包含許多槍枝射擊與爆炸效果，充滿物理與粒子模擬，對處理器與顯示卡的考驗更加嚴苛。Ryzen 7 5800X3D仍然是AMD陣營中最出色的選手。

▲ 《刺客教條：維京紀元》測試中3個平台皆使用同一張顯示卡，可以看到遊戲的效能瓶頸在顯示卡，3款處理器的表現在誤差範圍內。

▲ 《絕對武力：全球攻勢》中Ryzen 7 5800X3D的表現非但未取得明顯優勢，反而在1080p解析度落後於Ryzen 7 5800X，可見較低的時脈還是硬傷。其中99% FPS代表第99百分位的效能，可以理解為遊戲過程中僅有1%的時間低於此數值。

▲ 《特戰英豪》的效能則對快取記憶體更加敏感，可以看到1080p解析度時Ryzen 7 5800X3D不但以1.86%的幅度領先Ryzen 7 5800X，領先Core i9-12900KS的幅度更是拉大到5.81%。

最強遊戲處理器可能過譽，但絕對是升級好選擇

從測試結果可以看到，3D V-Cache並沒有決定性改變Ryzen 7 5800X3D的遊戲效能，快取記憶體帶來的幫助也因不同遊戲而有較大的差異，還無法稱它之最強遊戲處理器。

另一方面，它的時脈較低且不支援PBO自動超頻與手動超頻，限制了整體效能表現，所幸這個差距並不大，不會對體感效能造成明顯的負面影響。而對於多數不追求手動超頻且使用空冷散熱器的使用者而言，Ryzen 7 5800X3D的功耗與發熱量較低反而成為另類優勢。

而筆者認為，Ryzen 7 5800X3D最大的優點就是相容於現有AM4腳位的主機板，AMD表示針對400、500系列晶片組的AGESA 1.2.0.6b已陸續開始推送，而針對300系列晶片組的AGESA 1.2.0.7預計於2022年4或5月開始推送，使用者只要更新BIOS/UEFI就能支援Ryzen 7 5800X3D。

這樣的好處在於升級時能夠延用現有的主機板、記憶體，大幅節省整體花費，對於Ryzen 1000、Ryzen 3000系列尤其是中低階處理器的使用者來說，只要支出購買1顆處理器的費用，就可以讓電腦獲得巨大的效能提升，達到再戰5年的極高經濟效益。