為什麼 AMD 用 7nm 工藝製作的 cpu 才追上 intel 的 14nm 工藝的CPU？
AMD最近發布了幾款性價比很高的CPU，但拋開價格，請問AMD的cpu架構是比intel的菜嗎？為什麼用更先進的工藝好像纔打了個平手，假如都是同一技術水平，理論上用7nm的工藝能比14nm的cpu提升多少呢？
謝謝邀請。 可以說AMD這次依靠Zen2打了一次翻身仗，有架構和工藝兩方面的原因，先看下圖。在Single Thread單核性能上，Zen2較上一代提升21%，這其中約60%由IPC也就是架構本身的提升帶來的，另有約40%則直接受益於7nm工藝帶來的頻率和其他各項提升。
我們先來看看架構，AMD之前用128位寬的數據來進行256位 AVX2運算，需要兩個並行的運算，跟Intel原本就是256位的數據位寬相比，有明顯差距。AMD Zen2也改用256位的數據位寬，追平了這個差距。
AMD之前的架構被人詬病的一個地方就是Memory，也就是Cache 的結構。下圖是L1/L2/L3 Cache示意圖。 比如在AMD之前的Operaron跟Intel的Sandy Bridge相比，L3 Cache帶寬低的令人髮指，整個8核的Operaron的L3 Cache帶寬，大致與Intel的單核相當。而在最新的Zen2架構中，AMD將單核L3 Cache從8MB加到了16MB，而latency只增加了5個cycle。
而在晶元間互聯上，AMD使用最新的Infinity Fabric 2（IF2）。AMD將IF2跟Memory 的時鐘切開，允許memory單獨Overclock，另外IF2支持PCIe4.0，使得IF2整體效率提升27%。
上一代Zen架構的 12/14 nm工藝，跟7nm相比差了兩代。7nm晶體管密度翻倍，相同性能下功耗減半， 比Intel 10nm性能稍好。如下圖，AMD認為自己通過率先進入7nm工藝，已經在性能功耗比上趕上並超過競爭對手。AMD甚至提到臺積電7nm的性能比他們預想的還要好。
而由於7nm工藝相比14nm明顯的優勢，使得AMD大膽地將原有架構進行革新。原來的Zen1晶元是麻雀雖小五臟俱全，每顆die上除了CPU core之外，還有兩個memory controllers, 晶元互聯Infinity Fabric ，和PCIe。而在Zen2上，AMD將這些IO相關，對工藝不夠敏感的電路留在了14nm IO die上，而把對性能功耗要求高的CPU core，和部分Inifinity Fabric放入7nm die中，持續優化。這一點又和Intel的做法接近了。
總結： AMD Zen2在架構上已經補強了多項短板，迫近了與Intel的距離；而在工藝上，臺積電7nm工藝略好於Intel 10nm，保證了AMD目前在工藝上的微弱領先。 如果說Zen 2讓AMD打了一場翻身仗，那麼可以說合作夥伴臺積電應該有一半的功勞。據悉，最新的Zen3架構將在臺積電EUV 7nm+工藝上研發，屆時晶體管密度和功耗將各提升20%和15%。新一輪大戰即將開始，讓我們拭目以待吧。
「製程工藝對半導體晶元性能起決定性影響」是近二十年前的事情了。
那時候的CPU還是單核心，頻率低功耗低，每一代新的製程工藝可以大幅提升CPU的工作頻率，只要架構沒有大問題，性能就可以跟隨頻率相應提升。
而且當年CPU架構還不夠成熟，CPU廠商還能找到有效提高指令執行效率的方案，也沒誰走歪路搞個說起來很牛叉但實際性能奇爛的跛腳架構出來——不用猜，說的就是Intel Pentium 4的Netburst、Itanium的IA64和AMD的Bulldozer這三個低能架構。
但從十多年前開始，CPU頻率已經逼近4 GHz，製程工藝進入50nm以內開始，製程紅利就大幅下降了。Intel放棄了高頻低能的Netburst架構後，撿回扔掉的P6架構（Pentium Pro/II/III的架構）改出來的第一代P6補丁版，Core 2 Duo/Quad，然後就是直到現在用了11年的Core架構了。11年來，主流桌面上Core的內核架構上其實只有四個版本：Nehalem、Sandy Bridge、Haswell、Sky lake。直到8代前，桌面CPU的規格一直是i3 2C4T，i5 4C4T，i7 4C8T。超能網做過一期評測[1]，從第一代到第七代i7全部統一設置到4 GHz對比評測：
8年，IPC提升36.48%。加上頻率提升的提升，稍微好看點：
8年，性能提升81.29%——說好的18個月翻番呢？製程工藝從45nm提升到14nm，裡面還有內存頻率從DDR3 1333提升到DDR4 2400的功勞。
所以，這10多年來，製程提升帶來的單核性能提升，真的很小。
然而，是不是新製程就沒用呢？也不是，更先進的製程，晶體管功耗更低，晶元面積更小。同樣的功率限制下，可以容納更多的核心。所以，如果把目光放到Intel的HEDT平臺和伺服器平臺上，可以看到HEDT的核心數量從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從初代的10核到V2的15核，V3的18核，V4的24核，可擴展的28核。雖然做不到18個月翻番，但提升幅度也並不算小。
Intel家的說完了，輪到說AMD了。第一代銳龍的臺積電14nm工藝，其實比Intel的14nm是要落後的，但初代Zen已經在桌面上Intel還是4/6核的時候提供8核，伺服器提供了32核的規格——都比Intel更多，雖然多的不多。當然，這個時候的AMD才剛剛扔掉了推土機架構，拿老K10改出來的初代的Zen，和Intel剛剛扔掉Netburst架構時，拿老P6改出來的Core 2一樣的。都是被競爭對手強勢打壓多年，撿起個多年前的老架構倉促改出來的第一版總是有各種缺陷，並不能很好的發揮性能，所以Zen和小改版的Zen+兩代，單線程性能比同期的Core是落後不少的。
那麼第二版大幅改良後的Zen2架構，又用上了7nm工藝，IPC更高，即便頻率略低也能做到單線程性能不落後，超線程性能高不少；主流桌面提供了比Intel多一倍的16核心，HEDT、伺服器平臺提供了比Intel的2倍還多的64核心。
性能方面，AMD御用的CineBench R20就不拿出來了，拿業界比較認同的SPEC測試成績好了。同樣是華碩的雙路系統，整數的SPECInt2017，AMD的7742得分701[2]，Intel的8280得分364[3]；浮點的SPECfp2017，7742得分539[4]，8280得分301[5]——Intel的AVX512某些項目種還是有優勢的。歸一化計算就是整數192.6%、浮點179.1%。
用更先進的工藝好像纔打了個平手？
題主是不是對「平手」有什麼誤解？
參考
- ^超能網：Intel真的在擠牙膏？ 歷代Core i7處理器性能大比拼 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
因為這個duv 7nm工藝本身並不適合cpu，導致RYZEN的頻率上不去，一直在3.X蹦躂，很難破4.0，隔壁牙膏分分鐘5.0。
臺積電7nm專為soc等高能效領域優化，所以通過犧牲功耗拐點的方式，來換取低頻下的極佳能效比。
ryzen3000受制於這個工藝，完全是出廠即灰燼，完全拉不動。3900x的功耗更是高達180w+
但是問題在於，只要你把3900x從4.3降到3.5，就可以用1v的電壓過p95，此時的滿載功耗甚至低至90w。
90w啊兄弟
不要忘了，3.5的3900x，也是一顆12c24t的cpu。
前提你要知道臺積電的7nm工藝只是一個泛稱，指的是臺積電自稱基於7nm的技術，而工藝的主要判定方法是面積晶體管數量，intel的10nm能做到1平方毫米1億晶體管，而臺積電的7nm也只有1億而已。intel 10nm桌面晶元還沒發布，臺積電現在的技術還算是世界頂級。所以amd選擇臺積電是個明智的選擇。
然後就是你說的單核性能差不多，首先你肯定是忘看頻率了，同頻下amd銳龍三代是比i系列9代好不少的，你看到的單核性能差不多是因為iu的主頻比au高，導致頻率把性能差距給拉平了。同頻amd勝出，體現就是發熱更小，功耗更低，但是因為iu頻率高，所以最大輸出性能是差不多的。前者省點電環保點而已。
第三個問題是intel的7nm，那麼要知道10nm相比14nm的每平方晶體數量積提升幾乎是翻倍的，7nm雖然是小規模升級，但是幅度也不會低於40%。到時候再和臺積電的7nm一比，相信肯定是勝負分明。
英特爾14nm實際性能＝一般的10nm
臺積電7nm實際上有點虛標
AMD的架構直到zen2纔在部分指標上超過英特爾
英特爾現在同性能處理器的功耗與發熱均高於AMD
同功耗下AMD核心數多
同頻率下AMD效率更高
反應到消費者身上就是:AMD便宜又涼快，性能又不差。
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