AMD 發表 Ryzen 9 系列行動 CPU,筆電市場要變天了?

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 24 日 8:45 | 分類 筆記型電腦 , 處理器 , 電腦 follow us in feedly


4 年前,如果你告訴別人想買處理器代號 A 開頭的筆電時,對方往往會苦口婆心勸你:「千萬不要買 AMD 的筆電啊,blabla……」

但最近,身邊越來越多朋友討論 AMD 筆電,不少朋友甚至直接表示,「新 Ryzen 4000 有點看頭啊,等新機出來就入手」。

這 4 年,AMD 如何步步逆轉筆電市場口碑,Ryzen 4000 系列能否讓 AMD 鹹魚翻身,還要從 APU 時代說起。

推土機時代:APU 的心酸往事

AMD 的戰略是,筆電想做到低功耗,必須將傳統 CPU 與 GPU 融合,AMD 稱為「異構系統架構」,最終落實到產品,就是大家熟悉的 APU 。

AMD 概念很好,異構計算不但可讓 CPU 和 GPU 發揮各自優勢,提高系統效率,一顆晶片解決所有問題也是更具性價比的選擇,用戶不再需另購顯示卡就可獲得夠好的圖形、影片和遊戲體驗。

▲ 各代 APU。

想法雖好,但由於推土機架構低效能和自家晶圓廠製程不爭氣,AMD 一直被英特爾甩在身後。當 2014 年英特爾五代 Core 進入 14 奈米時代時,AMD 的 APU 才剛用 28 奈米,並一直用到七代 APU 。

▲ 2017 年 1 月的 CPU 天梯圖,當時 FX 8800P 和 i3 6100H 效能差距不大。

第七代 APU 到底有多慘,以當時最高階 FX-9800P 為例,效能甚至比不上英特爾 i3 低壓處理器。

當時 AMD 筆電下沉到鄙視鏈的底端,大家一聽到 APU,一看到 FX、A10、A12 開頭的筆電,話都不說,轉頭就走。這類筆電也戲稱為「學霸專屬機」──又卡又慢,玩 LOL 都費勁。

Ryzen 到來,AMD 絕地求生

好在 2017 年,AMD 終於推出 Zen 架構 Ryzen 處理器,格芯也終於開始用 14 奈米,初步趕上英特爾的步伐。

▲ Zen 一代。

Zen 架構在 IPC 對比之前推土機架構有 40% 提升,配上 CCX 堆核心戰略,逼英特爾擠牙膏,將筆電帶入 4C / 8T 時代。初代 Ryzen 其實多核性已接近同等級英特爾產品,但單核效能仍落後不少。GPU 架構升級到 Vega,核顯超過入門級獨顯等級。

▲ Zen 時間軸。

但由於架構較新,驅動、遊戲最佳化等問題,跑分出色的銳龍 APU 實際應用和遊戲場景仍然比不上英特爾。雖然惠普、聯想等電腦廠商紛紛推出搭載 Ryzen APU 的電腦,但被「推土機」傷害過的消費者傷口還沒有復原,並沒將 AMD 看成英特爾的對手,但人們也承認:AMD 在筆電領域與英特爾有一戰之力。

但人們對 AMD 的期望不只如此,他們希望 AMD 能給英特爾壓力,促其快速進步。英特爾已連續 5 代 CPU 都在用 14 奈米,10 奈米製程遲遲無法量產,要知道隔壁的手機 SoC 都進入 7 奈米時代了。

▲ AMD 與英特爾製程對比。

基於格芯 14 奈米製程表現,AMD 心裡明白,等 7 奈米上馬,對手估計都開始用 5 奈米了。想清楚這點後,AMD 果斷放棄格芯這拖油瓶,轉頭撲向台積電和三星的懷抱。

2019 上半年,AMD 發表第二代行動 Ryzen 處理器 Ryzen 3000 系列。架構改進到 Zen+,製程升級為 12 奈米,針對第一代行動 Ryzen 的緩衝區、記憶體延遲問題最佳化,功耗比也提升不少。

▲ 進入 4C / 8T 時代。

第二代行動 Ryzen 效能相對一代提升只 10%,相對英特爾的差距也進一步縮小,甚至開始在中低階市場侵蝕英特爾市占率。

按照以往劇本,英特爾這時候應該使出全力,宣布 10 奈米全系列標配,再次將 AMD 踩在腳下。但英特爾 i5 / i7 系列在 10 奈米製程良率太低。迫於出貨壓力,只能先在低功耗市場鋪貨 10 奈米處理器,高階 i5 / i7 / i9 繼續用 14 奈米+++ 製程。

▲ 14 奈米製程 Comet Lake-H。

雖然英特爾 10 奈米強過台積電 7 奈米,甚至密度堪比台積電 7 奈米改進製程 N7+,但在標壓處理器的市場,AMD 7 奈米製程還是有優勢。

Ryzen 4000:AMD 反攻行動市場的利刃

AMD 正是抓住英特爾製程未完全普及的時間差,今年初 CES 2020 發表第三代行動端 Ryzen 處理器,也就是前幾天公布所有細節的 Ryzen 4000 系列,是 AMD 行動處理器的全面進化。

Ryzen 4000 全系列都使用 7 奈米製程,相對 14 奈米+++ 製程,有明顯優勢。

之前桌面管理系統級的 Ryzen 三代,Zen 2 製程、封裝、單核及多核都有全面改進。

包括繼承 SMT 重執行緒技術,加入新 TAGE 分支預測,使分支預測誤命中率減少 30%,大幅提升命中精度和效能。AVX2 指令也完全支援,位元寬從 128bit 提升到 256bit,浮點效能直接翻倍。

整數執行單元,排程器從 84 個增加到 92 個,物理暫存器從 168 個增加到 180 個,從每週期 6 發射提升到 7 發射,進一步最佳化執行單元的效率及執行速度。

CCX 模組和 I/O 模組分離,採用不同製程,減少產能壓力。連線 CCX 模組的 IF 匯流排也進化到第二代,改善並列、延遲和處理器效能。

Zen 2 架構單核 IPC 相較上代大幅提升,一舉改變 Ryzen 單核效能差的缺點。由於採用 CCX 模組化設計,多核相對英特爾也更好。

當然,考慮到行動端對晶片面積有更嚴苛要求,之前桌面管理系統 Ryzen 採用的 Chiplets 小晶片分核封裝沒辦法於筆電使用。

所以 AMD 在 Ryzen 4000 系列捨棄 Chiplets 封裝架構,將 CCX 模組和 IO 模組封裝於同一塊晶片,IF 匯流排連線 CCX 和 I/O。核顯模組則由橫置的 8 組 CU 組成,值得一提的是,Ryzen 4000 核顯採用 Vega 的 3D 運算模組和 Navi 架構的編碼解碼引擎、顯示特徴模組組成,效能相對上代有 59% 提升。

▲ APU 時間線。

由於不再使用 Chiplets 封裝,三代行動 Ryzen 匯流排頻寬和核內延遲顯著降低。再加上 7 奈米加持,晶片能效比也進一步提升。

當然,單晶片封裝也有缺點,由於晶片大小限制,CCX 最多只有兩組,也就是 8 核。由於還需要為 Vega 留空間,L3 緩衝區和 CU 單元也得取捨。

架構和製程大步躍進,Ryzen 4000 相對上代 IPC 效能提升 15%,單執行緒效能提升 25%,單位能效直接翻倍。其中 15% 源自 IPC 效能提升,17% 源自設計改良提升,47% 源自 7 奈米製程提升。

對筆電來說,處理器究竟能發揮多大效能,不僅要看核心數量、頻率規格,更重要的是看 TDP 和單位能耗比,單位能耗比越低的處理器 Boost 時間越長,效能釋放也更充分。

得益更高功耗比和單核效能,TDP 同為 15W 的 Ryzen7 4800U 單執行緒效能比 3700U 提升 25%。

介面和通道支援方面,Zen 2 加持的 Ryzen 4000 終於支援最新 Wi-Fi 6,4xPCIe 通道、NVMe、USB-C、LPDDR4X 4266 記憶體,算是補上 AMD 筆電端的短處。

在 CES 發表會,AMD 用 15W 低壓的 Ryzen 7 4800U 與英特爾最新十代低壓處理器比較,據 AMD 測試,4800U 在 Cinebench R20 和 3D Mark 多核測試擁有輾壓級的優勢。

主流遊戲筆電採用的標壓處理器,8C / 16T 的 Ryzen 7 4800H 也在效能測試輕鬆戰勝 6C / 12T 的 i7-9750H。就連同是 8C / 16T 的 i9-9880H,也被 Ryzen 7 4800H 打落馬下。

現在,AMD 又公布頂級效能 Ryzen 9 系列,包括 4900H 和 4900HS 兩款,都是 8C / 16T,擁有更多 CU 單元,提升基頻和 Boost 頻率,直接對上 i9,挑戰英特爾行動市場老大的地位。

根據 AMD 官方測試結果,Ryzen 9 4800HS(35W TDP)在 Cinebench R20、影片解碼、圖片渲染等多核項目,都強過 45W TDP 的 i9-9880H。

AMD 全面出擊,行動市場將變天

一步一腳印,AMD 終於等到這天。這兩年,我們在 PC 市場看到 AMD 迅速崛起,市占率步步攀升的身影,但筆電市場,AMD 因口碑差和效能功耗比落後,依舊無法威脅英特爾在輕薄筆電和高階筆電的市場地位,只能靠性價比進攻中低端市場。

Ryzen 4000 系列問世終於改變了局面,Zen 2 架構+台積電 7 奈米製程,讓行動三代 Ryzen 在 TDP 不變的情況下效能大幅提升,功耗比更優秀。出色的帳面效能不僅讓消費者大呼「AMD Yes!」,也讓廠商有更多供應鏈議價權,動搖英特爾在行動市場「一言堂」的地位。

過去只有高檔的筆電,才有資格享受 8 核 16 線處理器的頂級效能。現在 Ryzen 將這規格下放到五萬元台幣以內,推動產業進步同時,也給消費者更多實惠。

如今手持 Ryzen 4000 的 AMD 已將花種到英特爾的後花園,英特爾今年將如何回應,下半年可見分曉。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:AMD)

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