AMD处理器再下猛药，多线叫板Intel
2020-03-17
15:52:03
来源: Sophie
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AMD 第三代Ryzen 3000 桌上型处理器，凭借着7nm 制程、Zen 2 架构与Chiplet 设计，在Desktop 与HEDT 两大战场上与Intel 对弈、棋逢敌手，而2020 年上半AMD 则将攻势转向行动、笔电市场，而搭载新一代AMD Ryzen 4000 笔电处理器的产品，最快可能4 月中会与玩家见面，而在此之前先来了解Ryzen 4000 “Renoir” 的产品规划、架构与官方游戏效能比较。
3 款H 系高效能、5 款U 系走轻薄
AMD 早在2011 年推出首款CPU 结合GPU 的APU 产品“Llano”，一路到2015 年的“Carrizo” 成为完整SoC 设计（CPU、GPU 与FCH），接着几年的2016 的“Bristol Ridge”，接着Ryzen 揭竿起义的2017 年“Raven Ridge”、2019 年的“Picasso”，而来到2020 年准备推出的“Renoir”。
可以说AMD 在Picasso 这代就已经在准备反攻笔电的计画，市场上有着入门款的Ryzen 7 3750H 笔电产品，但如今AMD 不甘止于「入门」，更要往8 核心高效能笔电与轻薄笔电迈进，而这一路上AMD 也并非孤身一人。
AMD 与各大OEM 合作设计、元件相容验证、创新使用者体验与最终的持续验证，从合作关系上让AMD 与笔电品牌双赢，也带给用户、玩家最好的使用体验；而AMD 预估2020 年，将会有100 台以上使用Ryzen 处理器的笔电，而在明年则会以倍数成长。
规划上，AMD 这次将推出U 系列：轻薄商务款、H 系列：高效能电竞、创作，以及Pro 系列：提供企业所需的资安保护功能；对于一般玩家来说，理解U 系列轻薄、商务，H 系列高效电竞、创作之用即可。
首先，H 系列照先前曝光就3 款产品，Ryzen 7 4800H 有着8 核心16 执行绪、2.9GHz / 4.2GHz 时脉、12MB 快取，并整合Vega 7 CU 1600MHz 内显，TDP 热功耗为45W；另一款，Ryzen 5 4600H 则是6 核心12 执行绪、3.0GHz、4.0GHz 时脉、11MB 快取，内显则是Vega 6 CU 1500MHz，同样45W TDP。
另外一款则是Ryzen 7 4900HS 同样是8C16T，较高时脉3.3GHz / 4.4GHz，并有着Vega 8 CU 1750 MHz 内显与45W TDP 设计，当然H 系列处理器，其TDP 可从35W-45W 之间调整，这就看OEM 如何调教了。
但是，最终H 系列型号共有6 款，也就是4900H/HS、4800H/HS 与4600H/HS 等，简单来说HS 预设TDP 都降为35W（时脉也有所改变），但依旧有着功耗调整的空间给OEM 厂商，这设计有点类似于NVIDIA Max-Q，让电竞笔电也可走轻薄之用。
接着，U 系列则有5 款规划，大致可分为8 核、6 核与最入门4 核产品，Ryzen 7 4800U 8C16T、1.8GHz / 4.2GHz，而Ryzen 7 4700U 则是关闭SMT 为8C8T，时脉也低一点2.0GHz / 4.1 GHz，此外这两颗的内显各差1 个CU 与时脉。
而Ryzen 5 4600U 6C12T、2.1GHz / 4.0GHz，至于Ryzen 5 4500U 同样关SMT 为6C6T、2.3GHz / 4.0GHz，除此之外内显同样为6 CU、1500MHz；最入门Ryzen 3 4300U 为4C4T、2.7 GHz / 3.7GHz，内显则是5 CU、1400MHz。
简单来看，U 系列分比较多型号，给OEM 厂商可依据核心数、多执行绪来选择适合的产品，而这5 颗U 系列处理器，TDP 热功耗都在15W，并支援动态12- 25W 调整热功耗，换句话说就是依据使用状况调整供电分配，达到长效与效能兼具。
AMD Renoir APU 架构/ 7nm Zen 2 + Vega
当然Renoir 架构上同样是承袭着Zen 2 与Vega 的SoC 系统单芯片；Zen 2 架构如之前所述，采用新的TAGE 预测分支、2 倍OP 快取容量、优化L1 I 快取、三代Address generation 单元、2 倍FP 资料传输频宽、3 倍L1 load+store 频宽、提升预取节流，并维持着SMT 多执行绪设计。
这样的设计让Zen 2 的IPC 有着15% 提升（对比上代Zen 架构），而CCX 核心内则提升L1 D 快取Load/Store 频宽为每周期32Byte，并让每个CCX 有着4MB 的L3 快取提升。
内显依旧使用Vega 世代架构，并受惠于7nm 制程有着更好的每CU 效能提升，而Vega 设计上主要是增加2 倍Data Fabric 频宽，确保有更好的功耗与资料传输，并优化Power State 的变化，以及提升25% 最高绘图时脉与77% 最高记忆体频宽。
这样的改变，在Vega 8 CU 的效能上，可有着59% 每CU 的效能提升、1.79 TFLOPS（FP32）运算效能，而且与上代维持同样的15W 功耗；也就是说，Renoir 的Vega 内显，在同瓦下有着近59% 的每CU 效能提升，并针对笔电所需的功耗、电源状态切换有着优化。
另一方面，这代Vega 有着第二代Multimedia Engine，新增HDR/WCG 编码（HEVC），并且有着31% 编码速度提升，除此之外Youtube 的VP9 8b/10b 解码支援1080p240 / 4K60，H. 264 8b 解码1080p480 / 4K120、编码1080p240 / 4K60，以及H.265 8b/10b 解码1080p240 / 4K60、解码1080p240 / 4K60 等影音编码能力。
最终，功耗方面新一代Zen 2 笔电处理器Renoir，在同样15W 功耗下对比前代，可有着25% 的单执行绪性能增长；而从每单元指令功耗（Instructions per unit of energy）来评断，1.15x 提升来至IPC、1.17x 提升来至设计、1.47x 提升受惠于7nm 制程，几乎2x 的每单元指令功耗的提升。
因此，新一代Zen 2 笔电处理器，再与上一代同功耗下，可达到几乎2 倍的多核心性能增长。
针对续行力Battery Life 设计，AMD 降低了20% SoC Power，除了受惠7nm 制程之外，大幅降低CPUOFF 的耗电，以及降低I/O 所需的电源，并降低CPUOFF 时的延迟问题。
并制订3 阶段ACPI，让系统可更有效的降低功耗；并针对Renoir Audio Controller 支援Always Listening 智慧语音控制与Always Playing 低功耗播放等技术。
Renoir 是完整SoC 系统单芯片设计，提供用户所需的I/O 连接并强化安全保护，并且将记忆体升级至DDR4 3200 或LPDDR4x 4266，多增加4 条PCIe 通道扩充NVMe SSD 与2 个USB 连接埠。
Renoir 效能剑指Ice Lake、Comet Lake 一打二
AMD Renoir 推出之际将对上Intel 第10 代的Ice Lake 与Comet Lake 世代，也就是说4800H 剑指同样8 核心的i9-9880H 与同位阶的6 核心i7-9750H。
4800H 对上i7-9750H 同样搭配独显RTX 2060 芯片，在整体效能PCMark 10 测试，4800H 有着8% 领先、Office 应用有10% 提升、影片转档（Handbrake）则有80% 飙升、Premiere 则有50 % 提升，光线追踪V-Ray 有着47% 提升、渲染Blender 20%。
而在游戏效能方面，则有持平（CS:GO、Rocket League）、略输（League of Legend）与完胜（Overwatch、Fortnite）等状况；而AAA 大作游戏表现一样，有小输、持平与完胜的局面。
为何在笔电平台游戏表现更好，可能在于Intel 高时脉、单核效能的优势，对于笔电平台来说有所限制，反而让AMD 有着优势。
而上述Ryzen 7 4900HS 将会是ASUS Zephyrus G14 西风之神独占，这台14 吋笔电仅17.9mm 厚度与1.6kg 重量，名副其实的轻薄电竞笔电；效能上，4900HS 同样能轻松赢过i9- 9880H（8C16T）同核心处理器。
而4900HS 搭配RTX 2060 MaxQ 独显，在1080p 解析度下，可让eSports 游戏有着100 fps 以上的效能，面对AAA 游戏也可有着60 fps 以上的性能，各位玩家你能不期待这台吗？
看完H 系列后，回到U 系列比较，Ryzen 7 4800U、4700U 分别对上i7-1065G7、i7-10710U 与i7-10510U，同样都是15W TDP 的产品。
效能上不论单执行绪、多执行绪以及绘图效能，都是由4800U 与4700U 完胜；在系统PCMark 10 与压缩等测试下，同样由AMD 取得优势，而Office 测试与浏览器效能则算是平手。
影音编码、渲染、音乐转档与PCMark 10 DCC 数位内容创作测试，同样由AMD 完胜；游戏效能方面，对比内显来说这也无须比较，即便Intel Ice Lake 也无法赢过Renoir。
AMD 简报功力再现，以单核、多核、生产力、绘图与创作效能的雷达图，来展示AMD 全方面的能力，并且一打二Intel 的产品。
Ryzen 5 4600U 与4500U 则对上i5-1035G7、i5-1035G4、i5-1035G1 与i5-10210U 等产品，同样单执行绪、多执行绪与绘图效能AMD 都取得优势；系统效能、Office 与压缩测试，同样由AMD 取得优胜，而浏览器测试效能则持平。
影音转档、渲染、音乐转档与PCMark 10 DCC 数位内容创作测试，同样是AMD 有着优势；游戏效能一样AMD 完胜。
最后Ryzen 3 4300U 对上i3-1005G1、i3-10110U，虽说单执行绪效能接近，但多执行绪与绘图效能依旧领先；系统效能、Office 与压缩测试，同样由AMD 取得优胜，而浏览器测试效能则持平；影音转档、渲染、音乐转档与PCMark 10 DCC 数位内容创作测试，同样是AMD 有着优势；游戏效能则是有输有赢。
优化Boost 效能STT V2 与SmartShift
AMD 针对笔电产品并非仅推出CPU 给OEM，亦替OEM 思考如何在笔电上达到更好的Boost 效能，且更能有效分配CPU、dGPU 的功耗，甚至是笔电C 件温度等控制功能。
因此AMD 增加了Dynamic Power & Thermal Control（DPTC）介面，可藉由BIOS 来动态调整SoC 电源，以及Advanced Platform Management Link（APML）传输通道（bus），可回报机器的检查架构与设定CPU 散热暂存器，此外还有AMD Skin Temperature Aware Power Management（STAPM），笔电在高效能Boost 时，可通过这回馈温度维持着较长的Boost 时间。
System Temperature Tracking（STT）V2 简单来说，就是希望在最大化Boost 效能下，也能维持笔电舒适使用（不热手的状况），简单来说就是处理器提供Embedded Control（EC），可让额外的温度感测回报给系统BIOS，在跟DPTC 协同回馈制给处理器来调整SoC Power。
藉由STT 的回馈，可让笔电在Boost 时依据整体温度来微调时脉，而不会遇到温度达到上限后，立刻降低的问题，如此一来即可维持高时脉至一段时间。
AMD SmartShift 透过Infinity Control Fabric 可让CPU 与dGPU 之间有着连动，以往笔电设计其散热功耗是CPU + dGPU 一起解，同样在电源功耗上也是一样的状况，但这情况会遇到明明游戏时CPU 不需要太多电与散热，但却无法把多余的电与散热空间挪给dGPU 使用，反之在一般文书、浏览、算图使用时，dGPU 多余的电与散热空间也无法让CPU 获得更多的效能。
因此在Renoir 搭配Navi 10 dGPU 的情况下，即可让dGPU 的效能有额外Shift 空间；也就是说，dGPU 与Soc 之间通过PCIe 连接后，dGPU 会分享资讯给SoC，这时SoC 将dGPU 视为内显（IGP），通过DPTC 来规划Soc 与dGPU 的电源。
而且STT V2 可与SmartShift 连动，只要在dGPU 增加额外的温度侦测即可；而这功能主要是开发给OEM 品牌，以更智慧的方式挪用笔电CPU、dGPU 的电源、散热（预算）空间，发挥出更出色的效能。
续行大幅提升System Power Management
笔电除了效能之外，另一方面则是续行表现，AMD 整合System Power Management 的方式，从硬体层针对CPU 时脉功耗优化，并从BIOS 与驱动层回报与控制，系统层则有优化的多低电源状态可切换，最后使用者可通过系统来调整电池状态下的效能表现。
这样设计的优化，可在PCMark 10 App Start 测试中，可见Ryzen 4000 处理器时脉变化更迅速、稳定与持久；而这也让Ryzen 4000 在Memory Self Refresh、CPUOFF、GFXOFF 与VDDOFF 可暂留更多时间，借此达到应用测试期间59% 的耗电降低（Less Power Consumed）。
说道续行力测试，AMD 则以Ryzen 7 4800U 的Lenovo Yoga Slim 7 60.7Whr 电池的机种，对比Intel 的i7-1065G7 Dell XPS 13 49.9Whr 与60.7Whr 的机种来进行比较。
在PCMark 10 测试4800U 可执行达8.6 小时，而i7-1065G7 最高7.4 小时，游戏以3DMark TimeSpy 测试，则可执行达2.8 小时，比i7-1065G7 的2.5 小时还久，而在影片播放测试下4800U 可达17.4 小时，而i7-1065G7 则可达到18.8 小时之久。
换言之，续行表现上这代Ryzen 与Intel 相近，但Intel 最强的莫过于待机时间了。
小结
行文至此可见AMD Ryzen 4000 的备战上花了非常多的心思，不仅止于将7nm、Zen 2 与Vega 整合至SoC 单芯片，更与OEM 合作，提供更好的电源控制、温度回馈等机制，也考量到以往CPU + dGPU 的电源预算、解热能力都在一线之上，与其让OEM 设定固定值，不如回馈给SoC 依据状况调变，达到更好的笔电效能与续行表现。
不过呢，SmartShift 目前仅Renoir 搭配Navi 10 dGPU 可以使用，至于搭配NVIDIA 独显能否启用这功能，就要看OEM 怎么解了；总之，这代Renoir 从官方提供的资料来看，规格、效能、功耗与续行表现都相当漂亮，而实际最终笔电体验感受，就留待日后解禁在来与各位分享了。
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