为什么 AMD 用 7nm 工艺制作的 cpu 才追上 intel 的 14nm 工艺的CPU？
AMD最近发布了几款性价比很高的CPU，但抛开价格，请问AMD的cpu架构是比intel的菜吗？为什么用更先进的工艺好像才打了个平手，假如都是同一技术水平，理论上用7nm的工艺能比14nm的cpu提升多少呢？
谢谢邀请。 可以说AMD这次依靠Zen2打了一次翻身仗，有架构和工艺两方面的原因，先看下图。在Single Thread单核性能上，Zen2较上一代提升21%，这其中约60%由IPC也就是架构本身的提升带来的，另有约40%则直接受益于7nm工艺带来的频率和其他各项提升。
我们先来看看架构，AMD之前用128位宽的数据来进行256位 AVX2运算，需要两个并行的运算，跟Intel原本就是256位的数据位宽相比，有明显差距。AMD Zen2也改用256位的数据位宽，追平了这个差距。
AMD之前的架构被人诟病的一个地方就是Memory，也就是Cache 的结构。下图是L1/L2/L3 Cache示意图。 比如在AMD之前的Operaron跟Intel的Sandy Bridge相比，L3 Cache带宽低的令人发指，整个8核的Operaron的L3 Cache带宽，大致与Intel的单核相当。而在最新的Zen2架构中，AMD将单核L3 Cache从8MB加到了16MB，而latency只增加了5个cycle。
而在晶元间互联上，AMD使用最新的Infinity Fabric 2（IF2）。AMD将IF2跟Memory 的时钟切开，允许memory单独Overclock，另外IF2支持PCIe4.0，使得IF2整体效率提升27%。
上一代Zen架构的 12/14 nm工艺，跟7nm相比差了两代。7nm晶体管密度翻倍，相同性能下功耗减半， 比Intel 10nm性能稍好。如下图，AMD认为自己通过率先进入7nm工艺，已经在性能功耗比上赶上并超过竞争对手。AMD甚至提到台积电7nm的性能比他们预想的还要好。
而由于7nm工艺相比14nm明显的优势，使得AMD大胆地将原有架构进行革新。原来的Zen1晶元是麻雀虽小五脏俱全，每颗die上除了CPU core之外，还有两个memory controllers, 晶元互联Infinity Fabric ，和PCIe。而在Zen2上，AMD将这些IO相关，对工艺不够敏感的电路留在了14nm IO die上，而把对性能功耗要求高的CPU core，和部分Inifinity Fabric放入7nm die中，持续优化。这一点又和Intel的做法接近了。
总结： AMD Zen2在架构上已经补强了多项短板，迫近了与Intel的距离；而在工艺上，台积电7nm工艺略好于Intel 10nm，保证了AMD目前在工艺上的微弱领先。 如果说Zen 2让AMD打了一场翻身仗，那么可以说合作伙伴台积电应该有一半的功劳。据悉，最新的Zen3架构将在台积电EUV 7nm+工艺上研发，届时晶体管密度和功耗将各提升20%和15%。新一轮大战即将开始，让我们拭目以待吧。
「制程工艺对半导体晶元性能起决定性影响」是近二十年前的事情了。
那时候的CPU还是单核心，频率低功耗低，每一代新的制程工艺可以大幅提升CPU的工作频率，只要架构没有大问题，性能就可以跟随频率相应提升。
而且当年CPU架构还不够成熟，CPU厂商还能找到有效提高指令执行效率的方案，也没谁走歪路搞个说起来很牛叉但实际性能奇烂的跛脚架构出来——不用猜，说的就是Intel Pentium 4的Netburst、Itanium的IA64和AMD的Bulldozer这三个低能架构。
但从十多年前开始，CPU频率已经逼近4 GHz，制程工艺进入50nm以内开始，制程红利就大幅下降了。Intel放弃了高频低能的Netburst架构后，捡回扔掉的P6架构（Pentium Pro/II/III的架构）改出来的第一代P6补丁版，Core 2 Duo/Quad，然后就是直到现在用了11年的Core架构了。11年来，主流桌面上Core的内核架构上其实只有四个版本：Nehalem、Sandy Bridge、Haswell、Sky lake。直到8代前，桌面CPU的规格一直是i3 2C4T，i5 4C4T，i7 4C8T。超能网做过一期评测[1]，从第一代到第七代i7全部统一设置到4 GHz对比评测：
8年，IPC提升36.48%。加上频率提升的提升，稍微好看点：
8年，性能提升81.29%——说好的18个月翻番呢？制程工艺从45nm提升到14nm，里面还有内存频率从DDR3 1333提升到DDR4 2400的功劳。
所以，这10多年来，制程提升带来的单核性能提升，真的很小。
然而，是不是新制程就没用呢？也不是，更先进的制程，晶体管功耗更低，晶元面积更小。同样的功率限制下，可以容纳更多的核心。所以，如果把目光放到Intel的HEDT平台和伺服器平台上，可以看到HEDT的核心数量从3、4代的6核到5代的8核，6代的10核，7代的18核；伺服器的Xeon从初代的10核到V2的15核，V3的18核，V4的24核，可扩展的28核。虽然做不到18个月翻番，但提升幅度也并不算小。
Intel家的说完了，轮到说AMD了。第一代锐龙的台积电14nm工艺，其实比Intel的14nm是要落后的，但初代Zen已经在桌面上Intel还是4/6核的时候提供8核，伺服器提供了32核的规格——都比Intel更多，虽然多的不多。当然，这个时候的AMD才刚刚扔掉了推土机架构，拿老K10改出来的初代的Zen，和Intel刚刚扔掉Netburst架构时，拿老P6改出来的Core 2一样的。都是被竞争对手强势打压多年，捡起个多年前的老架构仓促改出来的第一版总是有各种缺陷，并不能很好的发挥性能，所以Zen和小改版的Zen+两代，单线程性能比同期的Core是落后不少的。
那么第二版大幅改良后的Zen2架构，又用上了7nm工艺，IPC更高，即便频率略低也能做到单线程性能不落后，超线程性能高不少；主流桌面提供了比Intel多一倍的16核心，HEDT、伺服器平台提供了比Intel的2倍还多的64核心。
性能方面，AMD御用的CineBench R20就不拿出来了，拿业界比较认同的SPEC测试成绩好了。同样是华硕的双路系统，整数的SPECInt2017，AMD的7742得分701[2]，Intel的8280得分364[3]；浮点的SPECfp2017，7742得分539[4]，8280得分301[5]——Intel的AVX512某些项目种还是有优势的。归一化计算就是整数192.6%、浮点179.1%。
用更先进的工艺好像才打了个平手？
题主是不是对「平手」有什么误解？
参考
- ^超能网：Intel真的在挤牙膏？ 历代Core i7处理器性能大比拼 https://www.expreview.com/49967-all.html
- ^https://www.spec.org/cpu2017/results/res2019q4/cpu2017-20191125-20001.html
- ^https://www.spec.org/cpu2017/results/res2019q2/cpu2017-20190429-12779.html
- ^https://www.spec.org/cpu2017/results/res2019q4/cpu2017-20191125-20015.html
- ^https://www.spec.org/cpu2017/results/res2019q2/cpu2017-20190429-12775.html
因为这个duv 7nm工艺本身并不适合cpu，导致RYZEN的频率上不去，一直在3.X蹦跶，很难破4.0，隔壁牙膏分分钟5.0。
台积电7nm专为soc等高能效领域优化，所以通过牺牲功耗拐点的方式，来换取低频下的极佳能效比。
ryzen3000受制于这个工艺，完全是出厂即灰烬，完全拉不动。3900x的功耗更是高达180w+
但是问题在于，只要你把3900x从4.3降到3.5，就可以用1v的电压过p95，此时的满载功耗甚至低至90w。
90w啊兄弟
不要忘了，3.5的3900x，也是一颗12c24t的cpu。
前提你要知道台积电的7nm工艺只是一个泛称，指的是台积电自称基于7nm的技术，而工艺的主要判定方法是面积晶体管数量，intel的10nm能做到1平方毫米1亿晶体管，而台积电的7nm也只有1亿而已。intel 10nm桌面晶元还没发布，台积电现在的技术还算是世界顶级。所以amd选择台积电是个明智的选择。
然后就是你说的单核性能差不多，首先你肯定是忘看频率了，同频下amd锐龙三代是比i系列9代好不少的，你看到的单核性能差不多是因为iu的主频比au高，导致频率把性能差距给拉平了。同频amd胜出，体现就是发热更小，功耗更低，但是因为iu频率高，所以最大输出性能是差不多的。前者省点电环保点而已。
第三个问题是intel的7nm，那么要知道10nm相比14nm的每平方晶体数量积提升几乎是翻倍的，7nm虽然是小规模升级，但是幅度也不会低于40%。到时候再和台积电的7nm一比，相信肯定是胜负分明。
英特尔14nm实际性能＝一般的10nm
台积电7nm实际上有点虚标
AMD的架构直到zen2才在部分指标上超过英特尔
英特尔现在同性能处理器的功耗与发热均高于AMD
同功耗下AMD核心数多
同频率下AMD效率更高
反应到消费者身上就是:AMD便宜又凉快，性能又不差。
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