雖然身處移動網際網路時代，但稍有閱歷的朋友應該還記得PC時代精彩的“紅藍大戰”，記得英特爾擠的每一管“牙膏”和那句“AMD YES！”。時間到了2020年，在過去的幾場釋出會後，英特爾和AMD粉絲之間的口水戰依舊不斷，雙方互相指責對手這些年沒有明顯的進步。
其實，對於目前各家公司最強處理器的原始效能，業界也一直不乏異見。為此，科技媒體Ars Technica深入研究了兩家公司最快的桌面級/發燒友CPU的存檔效能基準，了解了兩家公司在過去幾年中的實際表現，並試圖總結出有跡可循的發展規律。
上圖是英特爾和AMD兩家公司20年來的各個產品里程碑，雖然英特爾和AMD顯然每年都會針對不同的價位和目標市場推出大量的處理器，但為了便於梳理，我們只列出每年最快的桌面級或“發燒友”處理器。
AMD 速龍的興衰：2001-2007在21世紀初，當時計算機的多工處理的表現非常糟糕。在下面的圖片中，我們可以看到在PassMark排行榜中多執行緒和單執行緒 CPU基準測試成績之間的比例。對於2001-2005年的老牌CPU來說，單執行緒的分數實際上要高於多執行緒——這意味著在給定的時間內，你可以在單執行緒上完成更多的計算工作，而不是分解成並行執行緒。
看到這，你可能會認為這是因為這些還是單核、單執行緒的CPU。但你這麼想就錯了，英特爾在2002年用1c/2t 奔騰 4 2.8GHz引入了超執行緒，雖然這對實際的多執行緒能力影響很小。AMD在2005年推出了第一款真正的雙核桌面CPU——速龍 64 X2 4800+，但它也沒有什麼區別。
多執行緒比例並沒有突破100%，也就是說多執行緒工作的完成速度比同等的單執行緒工作快，直到2006年英特爾推出雙核/四執行緒CPU——奔騰 Extreme 965。第二年，AMD和英特爾都推出了真正的四核桌面級CPU，並徹底結束了高效能的單執行緒時代。
甚至在AMD的黃金時代，英特爾都在單執行緒效能上擊敗了AMD。雖然因為效能還不如奔騰 III 導致奔騰 4 架構被嘲諷。然而，奔騰 III的主頻並不能像奔騰 4一樣高，而且，不管怎樣嘲諷，那個時代效能最高的工作負載都是單執行緒的，英特爾的奔騰 4在單執行緒效能上還是要領先AMD的速龍 XP CPU的。
不幸的是，早在2001年之前，整個世界就已經轉向了多工作業系統，多執行緒工作負載也隨之而來，火狐瀏覽器(Firefox)的前身 Phoenix 在2002年採用標籤式瀏覽器就證明了這一點。在那些經常花費大量時間在CPU上的系統中，以及在使用者越來越習慣於整天開啟許多程式的環境中，顯然多執行緒效能才是王道。
2007年，AMD和英特爾都推出了真正的四核桌面CPU。兩家廠商的發燒級CPU的多執行緒效能都達到了頂峰。不過，儘管雙方都獲得了巨大的收益，但英特爾的酷睿2至尊QX9650還是打敗了AMD的新款羿龍 X4。
新的四核CPU有足夠的多工處理能力，可以同時處理低優先順序的後臺任務和高優先順序的前臺任務，而前臺任務不會受到明顯的影響，這就把焦點轉移到了單執行緒效能上。這對AMD來說尤其不幸，因為英特爾不僅在多執行緒效能上有所提升，QX9650在單執行緒效能上也有所突破。
隨著近70%的單執行緒效能優勢被英特爾的QX9650所取代，人們的關注點突然又回到了單執行緒效能為王，AMD的21世紀第一個黃金時代也就此正式結束。
英特爾反擊：2007-20132007-2013年是一個CPU效能和功能不斷提升的激動人心的時代，但就英特爾和AMD之間的鬥爭而言，卻是一個相當無聊的時代。英特爾在單執行緒和多執行緒效能方面一開始就處於領先地位，而且在大多數情況下，他們都保持著這種優勢。
AMD在其羿龍和羿龍 II 架構的整個執行過程中，在多執行緒和單執行緒效能上都取得了穩定的、遞增的收益。這使得它在單執行緒效能上幾乎趕上了英特爾。但在多執行緒方面，它依舊差距巨大。
2010年，兩家公司都發布了他們的首款六核CPU，但AMD的X6 1100T與2009年的X4 965採用相同的K10架構，而英特爾的i7-980X使用的是基於Nehalem的微架構和新的 AES 指令集。這使得英特爾的多執行緒效能幾乎是其競爭對手的兩倍，同時仍然保持著單執行緒的小幅領先。
2011年，AMD憑藉其命運多舛的八核Bulldozer（推土機）架構全身心投入多執行緒領域。雖然Bulldozer確實在多執行緒領域開始大幅領先英特爾，但這是有代價的。新的FX-8150實際上在單執行緒效能上出現了倒退。
到了2012年，AMD的Bulldozer已經改進成了Piledriver（打樁機），在多執行緒方面幾乎趕上了英特爾——但這只是因為英特爾在將其工藝縮減到22奈米時，將核心數量從6個降到了4個。這使得AMD在擁有兩倍核心數量的情況下，多執行緒效能幾乎“一樣好”，而單執行緒效能則比英特爾落後了三年。
時間來到2013年後，AMD的情況變得更加糟糕，其推出了最後一款Piledriver CPU——FX-9590。隨著英特爾在工程上的領先優勢越來越大，這款CPU也只是在主頻和電壓方面勉強跟得上英特爾 i7-4770K。
i7-4770K vs FX-9590
相比FX-8350的125W和i7-4770K的84W，標稱TDP（熱設計功耗）225W的FX-9590簡直就是一個差勁的CPU。通常情況下，它的空氣冷卻技術都難堪大用，而且風扇噪音和浪費熱量驚人，甚至連 AMD 的鐵桿粉絲也怨氣滿滿。
FX-9590是AMD最後一款發燒友CPU，時間長達四年之久。從2014-2017年，AMD唯一發布的新CPU是經濟型CPU和APU，沒有一款CPU的效能超過FX-9590，更不用說超過英特爾了。
命運的變化：2013-2020事實上，AMD 在經歷了三年的低迷之後，仍然沒有釋出一款新的 CPU。在2014-2017年，AMD繼續推出新的桌面CPU，但所有的新設計都瞄準了更“精打細算”的細分市場，專注於廉價的APU。
當AMD在失敗中徘徊時，英特爾基本上安於現狀。值得稱道的是，英特爾確實繼續釋出新的高效能CPU，並在這段時間內取得了增量的單執行緒效能提升，只是單執行緒的提升並不多。
到了2017年，一切都發生了變化，AMD終於釋出了代號為Zen（禪）的全新發燒友架構。Zen架構將功耗和熱效率重新拉回了正軌，同時原始多執行緒效能明顯高於英特爾最優秀的處理器。
2018年的Zen+充其量只是在多執行緒效能上的小幅提升，但它和原來的Zen一樣，繼續縮小了與英特爾的單執行緒差距。之後，英特爾的第一款可行的i9產品i9-9900K短暫地從AMD手中奪回了多執行緒效能的王冠，但這種領先優勢並沒有持續多久。
2019年，英特爾在發燒友CPU市場狠狠地摔了一跤——它最好的CPU i9-9900KS與2018年的i9-9900K相比幾乎沒有任何進步。與此同時，AMD憑藉銳龍 9 3950x又實現了巨大的多執行緒飛躍，並在單執行緒方面取得了強勁的收益，這款16核/32執行緒的“效能怪獸”展示了其新的Zen 2架構的精華。雖然AMD仍然沒有完全趕上英特爾的單執行緒領先優勢，但它將i9-9900KS的多執行緒效能提高了一倍多。
這就到了今年。英特爾仍在苦苦掙扎於延遲已久的10nm工藝，釋出了i9-10900K。儘管它與9900K和9900KS執行在相同的架構上，但在單執行緒和多執行緒工作負載方面都取得了顯著改善。不幸的是，對於英特爾來說，AMD並沒有停下來等它——2020年的Zen 3架構對Zen 2的單執行緒效能進行了大規模的改進。
在這一點上，AMD在單執行緒效能上的領先優勢非常明顯。此外，AMD連續第二年在多執行緒效能上擁有絕對的領先優勢，幾乎是英特爾的兩倍。
回顧：2001-2020年的代際改進情況如果我們想了解英特爾和AMD的工程程序如何，從原始資料出發，看看效能的代際增長——也就是說，今年的部分比去年的部分提高了多少百分比——是很有啟發意義的。
上圖展示了兩家公司內部個別架構變化和工程改進。到目前為止，最大、最令人興奮的峰值是在多執行緒效能上——隨著2007年四核CPU的推出，多執行緒效能也成為最高效能。
上面這張圖將單執行緒和多執行緒的改進平均到一條線上，給予兩者同等的權重。雖然乍一看和單純的多執行緒圖表大致相似，但還是有幾個有趣的點。
首先是英特爾在2005年的慘淡表現，即圖上唯一一個低於100%的點。
再來看看AMD從Zen到Zen+、Zen 2、Zen 3的2017-2020年的發展歷程，也很有意思。雖然這裡的整體形狀和純多執行緒圖表上的M走勢一樣明顯，但加入單執行緒效能後，可以清楚地看到每一個步驟都是比上一個步驟有顯著、持續的進步。
2021年及以後……目前，英特爾在桌面級CPU上的情況看起來很嚴峻，AMD-Zen 4又有了重大的架構改進，其中包括工藝節點縮減到5nm將在2021年完成。
在英特爾方面，估計不會出現像從i9-9900K到i9-9900KS那樣的糟糕迭代，但這並不意味著英特爾前方都是美好和Sunny。雖然i9-10900K確實比前幾代產品有了顯著而驚人的進步，但它並不能與AMD的相提並論，它仍然代表著一個垂死架構的最後一搏。
英特爾的桌面級CPU仍然停留在14nm工藝上，明年的Rocket Lake也將繼續採用14nm工藝。其Cypress Cove架構本質上是英特爾10奈米Sunny Cove筆記本架構的變種，後來移植到老的14奈米工藝上。
雖然英特爾最新的Sunny Cove筆記本處理器（今年的Tiger Lake）在效能上有了顯著的提升，但到目前為止，我們只在原型設計中看到了它的核心和執行緒數都很低，而且高效能似乎也帶來了更高的功耗。
總之，現在判斷10奈米Sunny Cove在核心數和功耗效率方面的限制是否會轉化為14奈米Cypress Cove還為時過早。不過，2021年英特爾似乎不太可能出現AMD憑藉Zen及其後繼者帶來並基本維持的那種復興。
參考資料：
https://arstechnica.com/gadgets/2020/11/a-history-of-intel-vs-amd-desktop-performance-with-cpu-charts-galore/