处理器与内存延迟的关系

对于DIY玩家来说，探究技术细节是他们的一大乐趣之一，最让玩家纠结的一个参数大概要属内存延迟这事了，一方面这关系到内存的选择，频率越高的内存当然延迟会更低，只不过价格也会越高。

另一方面，内存延迟也会影响处理器性能，这个原因也很简单，因为现代的电子计算机都是基于冯诺依曼体系的，计算与存储分离，计算性能越强，对存储系统的要求也更高，而目前CPU内部的L1、L2、L3缓存带宽基本上不是问题了，瓶颈主要是在内存与CPU之间。

不同内存频率及时序下的延迟

如何提升CPU与内存之间的性能，提升内存频率是一个选择，但延迟同样会影响CPU的性能，这个就是很多人不太了解的了，只有发烧玩家才比较纠结这件事。

延迟到底有多重要？我们举个例子，处理器好比加工厂，内存则是给加工厂送货的运货车，同时开进的货车越多（通道越多）、运货速度越快（内存频率越高），理论上加工厂的产能就越大，但是影响产能的关键还有一处——每辆车卸货的速度，这个就是内存延迟，如果卸货速度太慢（延迟高），那么外面有再多的车辆运过来，产能也是提不高的，因为都堵塞在某辆车上了。

所以，在现在的处理器中，内存延迟是一个很重要的参数，它在CPU设计中的地位甚至比其他子单元更重要，平衡好内存延迟、内存带宽是现代CPU架构师的重要任务。

在延迟这个问题上，Intel与他们的竞争对手走向了不同的选择，Intel现在是坚持原生多核设计，其一大好处就是延迟比较低，而友商的设计则偏向模块多核，好处是设计灵活，但代价就是延迟增大了，这就好比在原有厂房之外增加了一个车间，理论上产能更高，但是货车卸货的周期是增加了。

对于这两点不同，Intel之前在科隆游戏展上做过解释，指出友商锐龙3000处理器使用CCD及CIOD设计，核心与内存之间存储数据都需要IF总线，所以Core to DRAM 延迟需要75ns、Core to Core 则需要78ns。

相比之下，Intel的酷睿i7-9700K处理器Core to DRAM 延迟只需要62ns、Core to Core 也只需要44ns，延迟要低得多。

实际测试也是如此，之前Techspot网站将Intel的酷睿i9-9900K处理器降频到4GHz跟友商产品做对比，同样的频率可以消除频率导致的延迟，即便如此，酷睿i9-9900K的内存延迟依然要比竞品低得多。

在AIDA64中，8核的酷睿i9-9900K内存延迟只有50ns左右，友商的一代、二代、三代内存延迟都在70ns到75ns之间，这个测试跟Intel官方测试结果差不多。

在Sisoftware的延迟测试中，酷睿和锐龙的表现各有千秋，锐龙可以做到更低，但是酷睿更稳定。

酷睿i9-9900K的最低延迟为46.5ns，虽然高于四款锐龙，但是锐龙的高低延迟差异比较大，锐龙9 3900X差的时候延迟能达到81.2ns，初代锐龙7 1700X更是高达超过130ns，而酷睿i9-9900K最差也只有52.6ns，高低波动幅度还不到6ns，锐龙则最好也达到了51ns，高低差了足足三倍。

延迟这个问题是属于CPU性能的一部分，单独测试延迟的话上面的AIDA64、Sisoftware中已经很明显了，酷睿i9-9900K的延迟要比竞品低50%左右。这个差距不仅会影响一些应用性能，也会影响游戏性能，从Computerbase以及其他媒体的测试来看，8核的酷睿i9-9900K的游戏性能综合领先友商的12核处理器平均10%左右，这就不仅仅是游戏多核优化不足的问题了，延迟对性能的影响也是其中的重要因素。

总的来说，Intel酷睿与友商处理器之间有很多不同之处，Intel现在选择的是一条最难走但是效果最好的路，原生多核带来的低延迟也变相提高了CPU性能，使得酷睿处理器能够以少胜多，游戏测试中表现依然足够强悍。