AMD 发布 Ryzen 9 系列移动 CPU,笔记本市场变天了么?
四年前,如果你咨询笔记本电脑行情,告诉别人自己想要买一款处理器代号为 A 开头的笔记本时,对方往往会一边苦口婆心的的劝你:「千万不要买 AMD 的笔记本啊,balabala」最后还会喊一句,「 i3 默秒全 」。
但最近,我发现身边有越来越多的朋友在讨论 AMD 笔记本,不少朋友甚至直接表示,「 新的 Ryzen 4000 有点香啊,等新机器出来就入手。」
这四年,AMD 是如何一步步逆转笔记本市场口碑的,Ryzen 4000 系列能否让 AMD 在笔记本市场咸鱼翻身,我们还要从 APU 时代说起。
推土机时代:APU 的心酸往事
在 AMD 的战略中,笔记本电脑想要实现低功耗,就必须将传统的 CPU 与 GPU 进行融合,AMD 将其称为「异构系统架构」。最终落实到产品,就是我们熟悉的 APU 。
AMD 的思路很好,异构计算不但可以让 CPU 和 GPU 发挥自身优势,提高系统效率。一颗芯片解决所有问题也是一个更具性价比的选择,用户不再需要单独购买显卡就可以获得足够好的图形、视频和游戏体验。
各代 APU 合影
想法虽好,但由于推土机架构的低效和自家晶圆厂的工艺不争气。AMD 一直被 Intel 甩在身后。当 2014 年 Intel 五代酷睿进入 14nm 时代时, AMD 的 APU 才刚刚用上 28nm 工艺,并一直用到了七代 APU 。
2017 年 1 月的 CPU 天梯图,当时 FX 8800P 和 i3 6100H 性能差距不大
第七代 APU 到底有多惨呢,以当时最高端的 FX-9800P 为例,它的性能甚至比不上隔壁家的 i3 低压处理器。
当时 AMD 在笔记本已经下沉到了鄙视链的底端,大家一听到 APU, 一看到 FX,A10,A12 开头的笔记本,话都不说,转头就走。这类笔记本也戏称为「学霸专用机」——又卡又慢,玩个 LOL 都费劲。
至尊性能,你也被这个标志骗到过么?
Ryzen 到来,AMD 绝地求生
好在 2017 年,AMD 终于推出了 Zen 架构的 Ryzen 处理器,格罗方德也终于用上了 14nm 工艺,初步赶上了 Intel 的步伐。
Zen 一代
Zen 架构在 IPC 上对比之前的推土机架构有 40% 的提升,配上 CCX 堆核心的战略,逼迫 Intel 挤出牙膏,将笔记本带入了 4C/8T 时代。初代的 Ryzen 其实在多核性上已经接近同等级的 Intel 产品,但在单核的性能上仍然落后不少。GPU 架构则升级到了 Vega ,核显超过入门级独显级别。
Zen 的时间轴
但由于架构较新,驱动、游戏优化等问题,跑分出色的锐龙 APU 在实际应用和游戏场景中仍然比不上 Intel。虽然惠普、联想等电脑厂商纷纷推出搭载 Ryzen APU 的电脑,但被「推土机」伤害过的消费者还没有缓过劲来,并没将 AMD 看成 Intel 的对手,但人们也承认: AMD 在笔记本电脑领域与 Intel 也有了一战之力。
但人们对 AMD 的期望不止如此,他们希望 AMD 能带给 Intel 压力,促使其快速进步。Intel 已经连续 5 代 CPU 都在使用 14nm 工艺,新的 10nm 工艺还迟迟无法量产,要知道隔壁的手机 SoC 已经准备进入 7nm 时代了。
AMD 与 Intel 的制程对比
鉴于格罗方德在研发 14nm 工艺上的表现,AMD 心里明白,等格罗方德的 7nm 工艺上马,对手估计都用上 5nm 了。想清楚了这一点后,AMD 果断放弃了格罗方德这个拖油瓶,转头扑向台积电和三星的怀抱。
2019 年上半年,AMD 发布了第二代移动 Ryzen 处理器—— Ryzen 3000 系列。架构改进到 Zen+ ,工艺升级为 12nm,针对第一代移动 Ryzen 的缓存、内存延迟问题进行了优化改进,功耗比也提升不少。
进入 4C/8T 时代
第二代移动 Ryzen 性能相对一代提升只有 10% ,相对 Intel 的差距也进一步缩小,甚至已经开始在中低端市场上侵蚀 Intel 份额。
按照以往的剧本,Intel 这时候应该使出全力,宣布 10nm 全系标配,再次将 AMD 踩在脚下。但 Intel i5/i7 系列在 10nm 工艺上良率太低。迫于出货压力,只能先在低功耗市场铺货 10nm 处理器。在高端的 i5/i7/i9 上继续使用 14nm+++ 制程。
14nm 工艺的 Comet Lake-H
虽然我们知道, Intel 10nm 制程强过台积电的 7nm,甚至在密度上堪比台积电的 7nm 改进工艺 N7+ 。但在标压处理器的市场上,AMD 的 7nm 工艺还是有优势的。
Ryzen 4000,AMD 反攻移动市场的利刃
AMD 正是抓住了 Intel 制程工艺尚未完全普及的时间差,在今年年初的 CES 2020 上发布了第三代移动端 Ryzen 处理器,也就是前几天公布所有细节的 Ryzen 4000 系列,它是 AMD 移动处理器的一次全面进化。
Ryzen 4000 全系都用上了 7nm 工艺,相对 14nm+++ 制程,有明显的工艺优势。
之前在桌面级的 Ryzen 三代上,Zen 2 在工艺、封装、单核及多核上都有着全面的改进。
其中包括继承 SMT 多线程技术,加入了新的 TAGE 分支预测,使分支预测的误命中率减少了 30%,大幅提升命中精度和效能。AVX2 指令也得到了完全支持,位宽从 128bit 提升到了 256bit,浮点性能直接翻倍。
整数执行单元中,调度器从 84 个增加到了 92 个,物理寄存器从 168 个增加到了 180 个,从每周期 6 发射提升到了 7 发射,进一步优化执行单元的效率及执行速度。
CCX 模块和 I/O 模块分离,采用不同的工艺制造,减少产能压力。连接 CCX 模块的 IF 总线也进化到了第二代,改善了并行、延迟和处理器效能。
一整个操作下来,Zen 2 架构的单核 IPC 相较上代大幅提升,一举改变了 Ryzen 单核性能差的缺点。由于采用了 CCX 模块化设计,多核相对 Intel 也更好
当然,考虑到移动端对芯片面积有着更严苛的要求,之前桌面 Ryzen 采用的 Chiplets 小芯片分核封装是没办法在笔记本电脑中使用的。
所以 AMD 在 Ryzen 4000 系列上舍弃了 Chiplets 封装结构,将 CCX 模块和 IO 模块封装在同一块芯片上,IF 总线连接 CCX 和 I/O。核显模块则由横置的 8 组 CU 组成,值得一提的是,Ryzen 4000 的核显采用了 Vega 的 3D 运算模块和 Navi 架构的编码解码引擎、显示特性模块组合而成,性能相对上代有着 59% 的提升。
APU 时间线
由于不再使用 Chiplets 封装,三代移动 Ryzen 的总线带宽和核内延迟有了显著降低。再加上 7 nm 工艺的加持,芯片能效比也有进一步提升。
当然,单芯片封装也有它的缺点,由于芯片大小限制,CCX 最多只能有两组,也就是 8 核。由于还需要为 Vega 留出空间,L3 缓存和 CU 单元也不得有所取舍。
在架构和制程的大步跃进下,Ryzen 4000 相对上代 IPC 性能提升 15%,单线程性能提升了 25%,单位能效直接翻倍。其中 15% 源自 IPC 性能提升,17% 源自设计改良提升,47% 源自 7nm 制造工艺提升。
对于笔记本来说,处理器究竟能发挥多大性能,不仅要看它的核心数量,频率规格,更重要的是看它的 TDP 和单位能耗比,单位能耗比越低的处理器,Boost 的时间就越长,性能释放的也更加充分。
得益于更高的功耗比和单核性能,TDP 同为 15W 的 Ryzen7 4800U 单线程性能比 3700U 提升了 25%。
接口和通道支持方面,Zen 2 加持的 Ryzen 4000 终于支持了最新的 Wi-Fi 6,4xPCIe 通道,NVMe,USB-C,LPDDR4X 4266 内存,算是补上了 A 家在笔记本端的短板。
在 CES 发布会上,AMD 已经用 15W 低压的 Ryzen 7 4800U 对比了 Intel 最新的十代低压处理器,根据 AMD 的测试,4800U 在 Cinebench R20 和 3D Mark 的多核测试中拥有碾压级的优势。
主流游戏本采用的标压处理器上,8C/16T 的 Ryzen 7 4800H 也在性能测试中轻松战胜了 6C/12T 的 i7-9750H 。就连同样是 8C/16T 的 i9-9880H,也被 Ryzen 7 4800H 打落马下。
现在,AMD 又公布了顶级性能的 Ryzen 9 系列,其中包括 4900H 和 4900HS 两款,都是 8C/16T ,拥有更多的 CU 单元,提升了基频和 Boost 频率,直接对标酷睿 i9 ,挑战 Intel 移动市场老大的地位。

2020-03-23 21:47:04