​AMD处理器再下猛药,多线叫板Intel

2020-03-17 15:52:03 来源: Sophie

来源:内容来 自「 xfastest 」, 谢谢。


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。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第2251期内容,欢迎关注。

推荐阅读


国内SiC产业加速出击

芯片的3D化

芯片测试科普

半导体行业观察

半导体第一垂直媒体

实时 专业 原创 深度


识别二维码 ,回复下方关键词,阅读更多

“芯”系疫情 |传感器|IGBT| 存储 氮化镓|英飞凌|中美贸易|半导体股价|芯片测试



回复 投稿 ,看《如何成为“半导体行业观察”的一员 》

回复 搜索 ,还能轻松找到其他你感兴趣的文章!


责任编辑:Sophie