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走向2021 DIY热点抢先看

2020-11-20 05:46:57 电脑爱好者 2020年22期

青岚

就像在处理器领域的摩尔定律失效一样,整个DIY市场在大尺度上的更新变化也逐渐放缓,比如曾经快至半年就更新一代的GPU也逐渐变成了一年至两年才能更新一代,原先不断变化的内存标准、总线标准等更是几年也不再更新一次。不过综合来说,每隔两到三年,还是会有一次让人比较兴奋的大规模平台更新,而从2020年底到2021年底,就是这样的契机。

PCIe 4.0和PCIe 5.0、DDR4和DDR5、RDNA2和N安培(Ampere)、锐龙与酷睿、14nm、10nm、7nm、5nm……在即将到来的一年中,将改变一段时间内电脑生态乃至形态的新产品、新技术将集中爆发,让人眼花缭乱。所以在走入炫目的新时代之前,我们最好还是先整理一下现在的线索,看到更深处的缘由与结果,才不会迷失在全新的世界中。

效率还是频率 似乎走上老路的处理器

AM D的銳龙处理器让它的性能又一次追上了英特尔的脚步,而且在锐龙5000系列(图1)推出后,更呈现出了一些资深DIYer曾经见到的情况,即AMD处理器的效率更高,而英特尔处理器频率更高。在第十代酷睿为了冲击5.0GHz以上的频率不得不付出125W TDP代价的情况下,下一代酷睿据称还会继续提升频率。造成这种情况的原因其实也和历史上非常类似,那就是英特尔的架构升级受到了严重的阻碍,因为制程升级的不断推迟,使得第十代甚至可能第十一代酷睿桌面版产品都无法脱离第六代酷睿架构(SkyLake)的桎梏,这种来自2015年的架构在效率上当然难以和来自2017年,而且还得到了更先进制程支持的Zen系列架构相抗衡。

在2021年,锐龙5000系列将成为AMD在市场上继续高歌猛进的基础。从性能来说,它们拥有更高的IPC(每时钟周期指令数),而且特别优化了游戏能力,两者提升分别为19%和26%。所以在频率提升并不明显的情况下,它们不仅继续提升了多核多线程应用性能,在办公、并行开发、大型计算等方面提升了“传统”优势,还在游戏测试中战胜了频率更高的第十代酷睿的对应型号(图2)。

由于十一代酷睿可能要等到2021年3月才会发布,并在更晚的时候上市,在零售市场占有率上已经再次接近历史高位的AMD(图3),完全可能借助锐龙5000的性能与低成本升级能力夺得零售市场的半壁江山,甚至有可能取得市占率优势,并在更“顽固”的OEM市场上攻城略地。

从现在的信息来看,2021年的处理器市场很可能会被分为上下两段,在2021年下半年,更新一代的锐龙(图4)和第十二代酷睿桌面版就可能出现在市场上,或者至少正式发布。关于这两款产品的具体架构、性能目标等方面的信息,目前披露得还不多,但仅从已经确定的信息来看,它们也将是又一次巨大的进步。

AMD基于Zen4核心的处理器将采用更新的5nm制造工艺,同时放弃已经延续了4代的AM4接口。即使仅从制程进步考虑,它的晶体管密度应该也能提升80%,并带来15%的整体性能提升。与之相应的是,英特尔也很可能在第十一代酷睿上市不到一年的情况下推出第十二代酷睿桌面版,它也将终于用上新的10nm制程,而且采用新的长方形LGA 1700接口(图5)。

在这两款处理器推出的同时,结合新的接口,我们很可能见到新一代芯片组。它们的任务并不是简单地支持新处理器、新接口,或者按部就班地提升一些周边标准,而是很可能在沉寂多年后,终于开始一些基础总线的升级。

不变与大变 2021年的芯片组

2020年底到2021年初的处理器对升级用户相当友好。对AMD用户来说,多年不变的AM4接口已经展现出了相当好的升级诚意,不过像本次这样的还是很少见。作为AM4平台的收官之作,锐龙5000干脆没有推出新的配套芯片组,直接搭配已有的500系列芯片组,而不是像之前的各代锐龙处理器一样,只是为了升级用户而“兼容”旧芯片组,同时用新芯片组来“诱惑”新用户和高端用户。在锐龙5000正式发售前,主要的主板厂商就已经确认了自家的相关主板可以支持新一代锐龙,甚至在更早的时候就为500系列主板提供了兼容的BIOS(图6)。

更早的X470和B450主板同样可以兼容锐龙5000系列处理器,如果要使用锐龙9 5950X,它们可能会在线路设计和元件配置的冗余量、供电能力等方面有些不足。但要知道锐龙7 2700X的TDP就已经达到了105W(图7),所以这些主板直接升级到锐龙5 5600XT、锐龙7 5800XT乃至锐龙9 5900X都问题不大,最大的限制其实只是BIOS容量。

至于第十一代酷睿桌面版处理器,也许我们仍然会见到针对性的芯片组,但从消息更准确的主板厂商的表现看,预计它们应该不会变换接口,而且极有可能会很好地兼容400系列主板。更有趣的是,在第十代酷睿桌面版以及400系列芯片组推出时,其实就已经可以基本确定第十一代酷睿会提升PCIe总线版本,所以有些品牌的产品也就针对性地进行了超前设计(图8)。

然而在2021年下半年到年底,可能会出现的处理器及其配套的新一代芯片组却可能在一年多的风平浪静之后掀起巨大的波澜。在已知的消息中,AM D和英特尔的新一代芯片组都是可以支持“5”时代的,也就是支持DDR5内存以及PCIe5.0通道。对AMD平台来说,已经持续了数代的PCIe 4.0早已让人有些“审美疲劳”,升级已经是众望所归。但英特尔在2021年3月的第十一代酷睿桌面平台才开始支持PCIe 4.0,2021年的至强处理器就已经确定会支持PCIe5.0,如果其后的第十二代酷睿平台快速跟进的话,英特尔的PCIe4.0时代可能仅仅持续一年左右,成了相当短命的总线。

终于更新 DDR5内存

如果半年之后再问笔者该如何升级内存,那么得到的答案很可能是“暂时观望”,因为那时DDR5内存很可能已经在跃跃欲试,准备登上主流消费平台了。

作为DDR4内存的接班者和以后处理器的“天然”好搭档,DDR5从201 9年年初推出样品到2020年中由JEDEC(固态存储协会)正式确定标准,经历的时间相当长。这虽然让用户和处理器、板卡厂商有些难以适从,但给了内存芯片厂商足够的打磨时间,所以相关产品的商业化生产非常快,标准正式确立后几个月,DDR5内存就实现了量产和商品化(图9)。而处理器的内置内存控制器及相关优化却需要等待标准正式确立才能定型,成了“拖后腿”的一方,因此出现了DDR5量产一年甚至更久之后,才会得到消费级平台支持的情况。

从目前的情况看,DDR5内存理论上讲应该从等效频率3.2GHz起步,但目前公布的实际标准和产品已经将频率直接拉升至4.8G Hz,毕竟锐龙5000已经公开宣称可以充分利用到DDR44000的能力了,后续产品的内存显然不会再回到更低的等效频率。至于最高频率,目前的信息是会达到6.4GHz(图10),不过从之前的DDR3、DDR4的实际产品线来看,估计会达到8GHz甚至更高。

DDR5内存频率翻倍的方法和之前的各代DDR内存一样,利用了每个时钟周期内电平的不同来触发“动作”(图11),这样就可以在保持基础频率的基础上获得数倍的等效运行频率。这种渐进式的发展兼容性、成本控制都更好,是DDR5成为下一代标准的主要原因之一。

当然为了达到这么高的运行速度,并且保证高速运行的稳定性,DDR5内存也增加了一些新模块、电路和算法,比如相位旋转器(Phase Rotator)、注频锁相振荡器(Injection Locked Oscillator)等,另外也会采用更好的芯片制造工艺(图12)。

它还有一些其他改进,例如BANK数量翻倍,也就是增加了内存条自身的位宽、并行传输能力和容量扩展能力,同频率下的带宽就有明显的提升(图13),再加上频率增长,可以让处理器的内存带宽大幅提升,翻倍乃至3倍以上都很容易实现。这显然会让相应的处理器性能得到更充分的释放,为显卡等配件提供更好的支持,提升电脑的整体性能。

在频率、带宽提升的同时,它还将电压从DDR4内存的1.2V(实际上高频内存普遍使用1.35V)降低到1.1V,可以更好地控制功耗。目前已经公布的DDR5内存几乎都没有散热片(图14),说明其功耗、发热表现真的不错。此外为了保证稳定性,标准还要求有更高的电压耐受度,大家也不用担心它使用这么低的电压,会不会稍有波动就受损了。

当然,这里要注意的是,DDR5是最适合下一代消费级电脑平台的产品,并不代表它就是最出色的產品。比如近期量产的HBM2e(图15)带宽就远远超过DDR5;做腾内存速度稍慢,但关闭电脑之后能保留所有数据;游戏主机采用GDDR6作为主内存使用也有不错的效果等等。目前这些内存的成本、架构等方面还存在不少问题,不适合在消费级电脑中作为主内存使用,但其技术前景都不错,也得到了一定的支持,也许下下一代的电脑平台中,就会出现一些新形态的主内存,而不再是DDRx代了。

玩家的狂欢 显卡大升级

2020年底对玩家来说绝对是一次狂欢式的盛宴,这段时间发布、上市的不仅有英伟达RTX 30和AMD Radeon RX 6000系列显卡,还有两大主机的新型号,钱包几乎是无法守住了。当然在对钱包彻底放手前,还是先了解一下这些游戏设备,特别是显卡的实际情况吧。

虽然英伟达和AMD都在2020年底正式发布新一代GPU(图16),但完成整个市场布局,并且能够充分稳定供货的话,预计要到2021年初了。如果后续还有类似GTX 16系列或者Super系列的产品,那么整个过程持续到2021年中也毫不奇怪。

在选择方面,RTX 30作为RTX 20的后继型号,在口碑、兼容性、特效等方面基本都无可挑剔,性能越级、价格持平的策略更凸显了性价比。例如RTX 3080以5000多元的价格,直接“挑翻”前一代万元级旗舰显卡RTX 2080 Ti(图17),RTX 3070则以不足4000元的价格。提供超越RTX 2080Super,接近RTX 2080 Ti的性能。预计其后的RTX 3060 Ti等产品也将延续这一表现,将显卡的性价比推向新的高度。

AMD的粉丝则迎来了同样拥有光线追踪特效的Radeon RX6000系列,它和新一代游戏主机拥有同样的GPU架构(图18),对目前多采用跨平台策略的游戏大作来说,兼容性方面应该有着天然的优势。另外在英伟达的RTX 30推出并公开了出色的性能后,AMD还对价格进行了调整,进一步提升了性价比。

总体来看,2021年的显卡市场应该会让玩家非常满意,唯一的麻烦大概就是年初可能仍然会持续一段时间的高端缺货问题,好在随着良品率的上升,在年中前应该就会明显地缓解。但由于新一代高端显卡的TGP(全显卡功耗)普遍超过了300W,对电源的压力明显提升,升级显卡时更换电源,大概会成为2021年的一个普遍现象。

疲于奔命 难以“跟上形势”的固态硬盘

在2020年底,能比较充分利用PCIe 4.0通道的固态硬盘终于开始批量出现,7GB/s左右的读写速度与PCIe 3.0固态硬盘彻底拉开了距离,不过留给它们的时间并不多了,在它大规模取代高端PCIe3.0标准固态硬盘之前,PCIe 5.0就会来到面前。

当然,就和PCIe 4.0固态硬盘刚开始出现的时候一样,估计PCIe5.0固态硬盘在2020年底可能只会有少量品牌型号小规模上市,但它们的上市就会直接取代这些高速PCIe 4.0固态硬盘的旗舰地位。更加麻烦的是,也许在固态硬盘能充分利用PCIe 5.0通道的能力前,PCIe 6.0又会在2022年降临,这使得PCIe 4.0/5.0固态硬盘都会陷入非常尴尬的境地。

与速度上疲于奔命不同,固态硬盘的容量在近期的价格调整中稳步提升。2020年底,一线品牌的1TB固态硬盘已经在799元左右,二三线品牌甚至将2TB产品的价格打入了干元以下(图19),这一容量已经完全可以满足一般用户的全部存储需求。在2021年,0LC颗粒应该会正式进入普及阶段,在这种容量价格比更高的颗粒加持下,预计TB级别的固态硬盘也将拥有更高的容量价格比,从机械硬盘手中抢走大量的存储市场份额。如果主流用户的存储需求没有明显的提升,那么从2021年开始,机械硬盘的定位很可能会快速地发生变化,从主流走向专业、发烧级市场,将1TB~4TB的市场让位给固态硬盘,转而在主流固态硬盘难以企及的10TB级别市场延续生命。

外设

如果走出电脑机箱,开阔视野,2021年的变化同样显著,大到显示器,小到各种USB外设,都可能会在新的一年出现明显的变化。

洗牌中高端显示器新时代

2020年的下半年,mini LED面板应该是显示器新闻,特别是高端显示器新闻中最常见到的词了。不过“只听楼梯声,不见人下来”,截至发稿时,我们见到的还是只有华硕PA27UCX(图20)、宏碁Acer CM7321 K、苹果Pro Display XDR等2019年的旧面孔,CES 2020上庞大的mini LED显示器阵容并没有真正出现在市场上。随着疫情对全球经济的影响逐渐减缓,笔者估计在双11和圣诞促销季以及CES 2021展会期间,会有大量的型号正式露面,价格应该也会从绝对高端走向相对大众一些。

另一个变化同样是偏向高端显示器市场,随着HDMI 2.1接口的引入和高端显卡性能的提升,原先有些尴尬的4K高刷新率显示器变得实用了起来。此外前述的mini LED面板还可以通过分区亮度控制,在一定程度上提升响应速度、刷新率,也让这些显示器的表现更出色,会成为发烧级玩家和专业电竞选手的好选择。

外设 USB4一统江湖

在2021年,USB4应该会随着第十一代酷睿快速普及,它速度高、兼容性好,显然会成为新一代外设的最佳选择。当然,和之前各个版本的USB标准一样,USB4的普及不会太快,不过这一标准的设计相当完善,甚至将更早期的USB 3.2 Gen2×2和雷电3直接纳入了自身的体系(图21),所以估计在高端外设中的应用会相当普遍。

相对来讲,雷电3/4虽然性能出色,但无论是配置方式还是技术路线,都不太适合连接大量的低速低功耗设备,对一直在USB路线上行进的设备兼容性也不是很好,更要命的是几乎不支持快速崛起的AMD平台。所以雷电4虽然也有兼容USB4等出色的设计,但笔者个人预计,它仍将是一种相对小众的外设接口。

其他

在2021年,還有一些产品或市场会出现相当大的变化,例如很多玩家和办公用户非常关心的机械键盘领域,随着静音、矮轴等键轴逐渐被接受,大量相关产品的推出正在逐渐改变机械键盘的传统形象。

而在网络设备方面,Wi-Fi 6不再是各种数码设备着重宣传的卖点,也正说明它已经成了市场主流,因此配套的Wi-Fi 6路由器显然会成为更新的首选。在主机形态方面,大量厂商推出准系统型mini主机,不仅影响了DIY的方式,也吸引着一些DIYer搭建更自由、更个性化的小钢炮系统等等。

21世纪的第三个十年以不断见证历史的2020年开始,在其后的日子里,应该还有更多、更大的跌宕起伏在等待着我们。DIY之路也是如此,在即将到来的2021年中,希望每一位DIYer都能经受住各种考验,以最小的代价收获到自己的“幸福”。