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內容簡介

詳細資料

 

 

今年1月份，AMD正式公開了很多OEM、硬體愛好者和大眾都期待已久的，代號為「Renoir」的APU，是為Ryzen 4000系列移動APU，它將表現出色的Zen 2架構和成熟的Vega GPU整合在了一起，並重構了外圍的I/O、供電等部分，成功地在15W這個檔次的TDP限制中塞入了8個帶有超線程特性的CPU核心和高頻的GPU單元。 在等待產品正式上市的兩個月間，不斷地有跑分信息傳出。前不久，我們也拿到了一臺搭載Ryzen 7 4800H的機型進行測試，結果令人振奮。AMD也終於在昨日晚間正式公布Renoir APU的技術細節，帶著「除了核心架構的大變動以外，Renoir身上究竟還有哪些改變之處？」這樣的疑問，我們深入研究了這些資料，一窺Renoir的究竟。 更強更全面的SoC ... Renoir內部結構圖 從內部結構圖上面可以看到，Renoir APU整合了Zen 2 CPU、8個Vega CU和各種I/O、顯示輸出引擎、多媒體處理引擎，和桌面版CPU一樣，SoC中還集成了SMU（系統管理單元），不過它多了FCH和Sensor Fusion Hub，前者就是APU平臺的晶片組，後者用於收集各種傳感器數據。 再看到I/O部分，AMD沒有為Renoir APU設計PCIe 4.0總線，仍然沿用PCIe 3.0，SoC一共具有16個通道，其中8個用於接駁獨顯，剩下的x8由廠商自行分配，可以用於NVMe和SATA存儲設備，也可連接網卡等外圍設備。當然新的I/O部分肯定是少不了原生USB-C支持的，它和新版顯示控制器一起合作，支持DisplayPort 1.4版本與顯示流壓縮技術（DSC），可以用菊花鏈的形式串聯輸出到兩個4K顯示器上。 ...... Zen 2內核架構圖，較Zen的改動有使用了全新的「TAGE」分支預測器，優化過的L1指令緩存，兩倍的微指令緩存，兩倍的浮點單元數據寬度，第三代AGU，加大的各種調度器、指令存儲隊列，兩倍的L1數據緩存讀寫帶寬，單個CCX擁有兩倍的L3緩存。以上這個改動促成了Zen 2相對於Zen有超過15%的IPC提升。 ... 在Renoir上面，單個CCX的三級緩存被削減到了4MB，相當於每個核心配備1MB的三級緩存。 ... 就像上面這張圖中的體現出來的那樣，APU的CCX面積明顯要比桌面版的CCX要小，這也有利於控制核心面積。 ...... GPU部分使用了成熟的Vega架構，不同點在於，Renoir APU上面的Vega是基於7nm工藝的，比最早的Vega要強上很多。因此這些CU也得以運行在更高的頻率上，單個CU的性能提升了59%，從而以更少的CU實現了更強的性能，單精度浮點運算性能比Ryzen 3000系列移動APU要高出27%。 ... 多媒體引擎得到了升級，對於HEVC，它能夠支持HDR/WCG（廣色域）的編碼，另外在編碼速度上提升了31%。 ... 內存控制器同時支持LPDDR4x和DDR4，前者規格可到LPDDR4x-4266，後者原生支持DDR4-3200，與桌面版相同。LPDDR4x-4266可帶來峰值為68.3GB/s的內存帶寬，對於GPU是非常有利的。 ... SoC的內部互聯使用了Infinity Fabric總線，不過針對移動平臺進行了調整。 ... 改動最終結合到一起，形成了這枚Renoir APU，在臺積電N7P工藝的幫助下，它的核心面積控制在了156mm2的級別，電晶體多了兩倍，但是面積卻比上代小25%。 新版頻率調度和電源管理，補足自身短板 要說上代APU身上有什麼毛病的話，那它的電源管理和頻率調度可謂是拖了相當的後腿。這次AMD著重優化了這一塊，Renoir APU的調度系統有很大的改變。 ...... 如果用一圖流來表示，那麼就是該高頻的時候高頻，該低頻的時候低頻。在PCMark 10的應用啟動測試中，Renoir APU明顯有著更好的表現——在應用開啟時迅速變更至高頻狀態，開啟後迅速回歸低頻狀態。在節能與性能之間切換的速度提升了，並且會在低頻狀態保持更長時間。在測試中，其減少了59%的電能消耗量。 ... 新的STT（系統溫度追蹤，SystemTemperatureTracking） V2頻率調度系統增加了頻率緩降措施，它不是常見的PL2時間結束或觸發溫度牆之後強硬地直接掉到PL1，而是慢慢降低自己的功耗，直到達到PL1。當然，AMD方面給PL2換了個名字，叫做STAPM（表面溫度感知電源管理，SkinTemperatureAwarePowerManagement）Boost，而之後的「延程時間」稱為STT Boost，它將會監控筆記本的表面溫度，在合理範圍內最高允許SoC在Boost狀態下運行長達四倍的時間。 這裡引用我們實測的例子，還是那臺使用Ryzen 7 4800H的機子，OEM給它設定了最高62W的功耗上限，在開啟烤機的瞬間，其功耗上到62W大的最高值，並維持了一段時間，然後逐漸降低到53W，並停留了一段時間，最後緩慢落到47W的PL1，在這個功耗上面穩定運行。 ... Renoir APU的這套整合電源管理方案可以大幅簡化OEM廠商的嵌入式控制器（EC）的設計，讓廠商在調度上面做到更好。系統將會根據用戶偏好、作業系統指令、BIOS及驅動報告的狀況以及硬體監測情況來決定SoC的運行狀況。 ... 處於最上層的是用戶偏好，舉例來說就是在Windows自帶的電源管理中自行選擇需要的性能模式。當然，OEM的軟體也可以提供相似的調整選項。SMC將會根據偏好設定功耗上限。 ... 在用戶層下面的是作業系統層，它會根據即將要運行的活動來調整電源狀態，這裡Renoir APU一共提供了三種狀態，分別為正常運行、節能和深度節能。 ... BIOS和驅動在作業系統和硬體層之間，前者包含OEM設置的信息，同時還會反饋系統運行狀態，後者可以提供當前硬體上面的負載，比如說顯卡驅動可以提供當前GPU上面正在跑3D渲染還是遊戲應用。SMC會根據這些信息來調整系統電源狀態。 ... 最下面就是硬體層，SMC將會根據當前SoC活動的信息來調整頻率，當然，更高層次的調整可以影響硬體層面的調整。 ...... 總而言之，新的頻率和電源調度系統可以在讓SoC反應地更迅速的同時儘可能地延長設備的續航時間。 ...... 除了軟體方面的調整外，由工藝進步和硬體設計層面給到的幫助也是相當重要的。 ...... AMD還給出了一系列的實測數據，參考機型為搭載Ryzen 7 4800U的聯想Yoga Slim 7，對照機型為使用Core i7-1065G7的XPS 13，為了公平性，AMD調整了XPS 13的電池容量到同一水平線，後者的Ice Lake擁有Intel平臺最新的電源管理技術。在PCMark 10和3DMark的測試中，Yoga Slim 7均擁有更好的表現。不過在Cinbench R20、視頻回放、開屏待機和關屏待機這四個項目上仍然不及使用Core i7-1065G7的XPS 13，但相比於上代，已經有了非常大的提升了。 SmartShift：3A平臺有了新的核顯/獨顯切換機制 AMD在CES 2020上公布新APU的同時，還公布了一個新的核顯/獨顯切換機制——SmartShift，不過當時並沒有給出太多關於這套機制的信息。現在我們能夠得知這套機制的原理了，首先，它是一套AMD平臺獨家方案，只有在使用Ryzen APU和Radeon RX顯卡時才能夠使用。它並不是什麼顯卡交火機制，只不過能夠帶來更好的電源效能。 ...... 平臺通過Infinity控制總線整合SoC內部和獨顯的狀態（實際上獨顯通過PCIe總線發送自己的狀態），兩者工作在同一個虛擬域中，此時獨顯的電源狀態將會由SoC來接管，SoC將會像管理自己的集顯一樣管理這顆獨顯的電源狀態，它的性能標定由平臺DPTC決定。 ...... 它實際上是STT V2的一個組成部分。在支持SmartShift技術的機型上面，獨立顯卡將會提供一個新的數據源，SoC的SMC將會參考它的狀態來協同調整整個平臺的電源狀態。在該技術的支持下，整個平臺的性能可以完整的發揮出來，SoC的睿頻時間也會更長。 ...... AMD官方介紹了一款使用SmartShift技術的機型——Dell G5 SE，它使用H系列處理器和RX 5600M顯卡，將會在第二季度上市。 總結：AMD要挑戰Intel最穩定的根據地之一——移動市場了 從整個Renoir APU的調整來看，AMD這回是在移動市場動真格的了。新的架構和製程帶來的能效比提升讓新的處理器在更低的功耗下提供更好的性能，對於散熱系統有限，功耗限制嚴格的移動市場來說，廠商們更喜歡功耗和發熱更低的產品，這樣在不增加散熱系統成本的前提下可以往裡面塞入擁有更強悍性能的CPU。比如說，之前只有頂級遊戲本才能擁有的8核16線程處理器，現在在7000元級別上面就出現了，而且表現一點都不差，根據我們的測試成績來看，同樣的45W功耗下，Ryzen 7 4800H在常見測試中毫無壓力地幹掉了Core i7-9750H。 上面說的還是對功耗敏感程度較低的遊戲本市場，放到對功耗非常敏感的輕薄本市場中，新的Renoir APU也是有很大優勢的。AMD針對原本的短板——頻率調度和電源管理做了非常大的改進，從目前泄漏出來的各種成績來看，15W的Renoir APU一點都不差，並且在續航表現上有驚喜。另外，新的製程帶來的能耗比提升讓8核16線程的處理器登陸15W的低功耗端成為了可能，未來的高端輕薄本將會擁有強悍的生產力。 總的來說，Renoir APU將會成為AMD在移動市場中挑戰Intel的利器。當然，Intel方面也不是坐以待斃的，不管是放開Ice Lake處理器的供應還是加快Tiger Lake-U系列的上馬，他們仍然在想辦法圍堵AMD，不過在Tiger Lake-U之前，我們將會在四月份首先見到Comet Lake-H。但從目前的情況來看，它在面對Renoir APU時並沒有明顯的優勢，甚至我們可能會在今年看到Intel在穩穩占據了十多年的移動市場中出現一定的衰退。 AMD，Yes嗎？還是等待具體產品上市的時候，再說吧。

 

 

 

 

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