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AMD 发表 Ryzen 9 系列行动 CPU,笔电市场要变天了?

2024-11-23 207


4 年前,如果你告诉别人想买处理器代号 A 开头的笔电时,对方往往会苦口婆心劝你:“千万不要买 AMD 的笔电啊,blabla……”

但最近,身边越来越多朋友讨论 AMD 笔电,不少朋友甚至直接表示,“新 Ryzen 4000 有点看头啊,等新机出来就入手”。

这 4 年,AMD 如何步步逆转笔电市场口碑,Ryzen 4000 系列能否让 AMD 咸鱼翻身,还要从 APU 时代说起。

推土机时代:APU 的心酸往事

AMD 的战略是,笔电想做到低功耗,必须将传统 CPU 与 GPU 融合,AMD 称为“异构系统架构”,最终落实到产品,就是大家熟悉的 APU 。

AMD 概念很好,异构计算不但可让 CPU 和 GPU 发挥各自优势,提高系统效率,一颗芯片解决所有问题也是更具性价比的选择,用户不再需另购显卡就可获得够好的图形、影片和游戏体验。

▲ 各代 APU。

想法虽好,但由于推土机架构低效能和自家晶圆厂制程不争气,AMD 一直被英特尔甩在身后。当 2014 年英特尔五代 Core 进入 14 奈米时代时,AMD 的 APU 才刚用 28 奈米,并一直用到七代 APU 。

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

第七代 APU 到底有多惨,以当时最高阶 FX-9800P 为例,效能甚至比不上英特尔 i3 低压处理器。

当时 AMD 笔电下沉到鄙视链的底端,大家一听到 APU,一看到 FX、A10、A12 开头的笔电,话都不说,转头就走。这类笔电也戏称为“学霸专属机”──又卡又慢,玩 LOL 都费劲。

Ryzen 到来,AMD 绝地求生

好在 2017 年,AMD 终于推出 Zen 架构 Ryzen 处理器,格芯也终于开始用 14 奈米,初步赶上英特尔的步伐。

▲ Zen 一代。

Zen 架构在 IPC 对比之前推土机架构有 40% 提升,配上 CCX 堆核心战略,逼英特尔挤牙膏,将笔电带入 4C / 8T 时代。初代 Ryzen 其实多核性已接近同等级英特尔产品,但单核效能仍落后不少。GPU 架构升级到 Vega,核显超过入门级独显等级。

▲ Zen 时间轴。

但由于架构较新,驱动、游戏最佳化等问题,跑分出色的锐龙 APU 实际应用和游戏场景仍然比不上英特尔。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”伤害过的消费者伤口还没有复原,并没将 AMD 看成英特尔的对手,但人们也承认:AMD 在笔电领域与英特尔有一战之力。

但人们对 AMD 的期望不只如此,他们希望 AMD 能给英特尔压力,促其快速进步。英特尔已连续 5 代 CPU 都在用 14 奈米,10 奈米制程迟迟无法量产,要知道隔壁的手机 SoC 都进入 7 奈米时代了。

▲ AMD 与英特尔制程对比。

基于格芯 14 奈米制程表现,AMD 心里明白,等 7 奈米上马,对手估计都开始用 5 奈米了。想清楚这点后,AMD 果断放弃格芯这拖油瓶,转头扑向台积电和三星的怀抱。

2019 上半年,AMD 发表第二代行动 Ryzen 处理器 Ryzen 3000 系列。架构改进到 Zen+,制程升级为 12 奈米,针对第一代行动 Ryzen 的缓冲区、内存延迟问题最佳化,功耗比也提升不少。

▲ 进入 4C / 8T 时代。

第二代行动 Ryzen 效能相对一代提升只 10%,相对英特尔的差距也进一步缩小,甚至开始在中低阶市场侵蚀英特尔市占率。

按照以往剧本,英特尔这时候应该使出全力,宣布 10 奈米全系列标配,再次将 AMD 踩在脚下。但英特尔 i5 / i7 系列在 10 奈米制程良率太低。迫于出货压力,只能先在低功耗市场铺货 10 奈米处理器,高阶 i5 / i7 / i9 继续用 14 奈米+++ 制程。

▲ 14 奈米制程 Comet Lake-H。

虽然英特尔 10 奈米强过台积电 7 奈米,甚至密度堪比台积电 7 奈米改进制程 N7+,但在标压处理器的市场,AMD 7 奈米制程还是有优势。

Ryzen 4000:AMD 反攻行动市场的利刃

AMD 正是抓住英特尔制程未完全普及的时间差,今年初 CES 2020 发表第三代行动端 Ryzen 处理器,也就是前几天公布所有细节的 Ryzen 4000 系列,是 AMD 行动处理器的全面进化。

Ryzen 4000 全系列都使用 7 奈米制程,相对 14 奈米+++ 制程,有明显优势。

之前桌面管理系统级的 Ryzen 三代,Zen 2 制程、封装、单核及多核都有全面改进。

包括继承 SMT 重执行绪技术,加入新 TAGE 分支预测,使分支预测误命中率减少 30%,大幅提升命中精度和效能。AVX2 指令也完全支援,位元宽从 128bit 提升到 256bit,浮点效能直接翻倍。

整数执行单元,排程器从 84 个增加到 92 个,物理暂存器从 168 个增加到 180 个,从每周期 6 发射提升到 7 发射,进一步最佳化执行单元的效率及执行速度。

CCX 模组和 I/O 模组分离,采用不同制程,减少产能压力。连线 CCX 模组的 IF 总线也进化到第二代,改善并列、延迟和处理器效能。

Zen 2 架构单核 IPC 相较上代大幅提升,一举改变 Ryzen 单核效能差的缺点。由于采用 CCX 模组化设计,多核相对英特尔也更好。

当然,考虑到行动端对芯片面积有更严苛要求,之前桌面管理系统 Ryzen 采用的 Chiplets 小芯片分核封装没办法于笔电使用。

所以 AMD 在 Ryzen 4000 系列舍弃 Chiplets 封装架构,将 CCX 模组和 IO 模组封装于同一块芯片,IF 总线连线 CCX 和 I/O。核显模组则由横置的 8 组 CU 组成,值得一提的是,Ryzen 4000 核显采用 Vega 的 3D 运算模组和 Navi 架构的编码解码引擎、显示特徴模组组成,效能相对上代有 59% 提升。

▲ APU 时间线。

由于不再使用 Chiplets 封装,三代行动 Ryzen 总线带宽和核内延迟显著降低。再加上 7 奈米加持,芯片能效比也进一步提升。

当然,单芯片封装也有缺点,由于芯片大小限制,CCX 最多只有两组,也就是 8 核。由于还需要为 Vega 留空间,L3 缓冲区和 CU 单元也得取舍。

架构和制程大步跃进,Ryzen 4000 相对上代 IPC 效能提升 15%,单执行绪效能提升 25%,单位能效直接翻倍。其中 15% 源自 IPC 效能提升,17% 源自设计改良提升,47% 源自 7 奈米制程提升。

对笔电来说,处理器究竟能发挥多大效能,不仅要看核心数量、频率规格,更重要的是看 TDP 和单位能耗比,单位能耗比越低的处理器 Boost 时间越长,效能释放也更充分。

得益更高功耗比和单核效能,TDP 同为 15W 的 Ryzen7 4800U 单执行绪效能比 3700U 提升 25%。

界面和通道支援方面,Zen 2 加持的 Ryzen 4000 终于支援最新 Wi-Fi 6,4xPCIe 通道、NVMe、USB-C、LPDDR4X 4266 内存,算是补上 AMD 笔电端的短处。

在 CES 发表会,AMD 用 15W 低压的 Ryzen 7 4800U 与英特尔最新十代低压处理器比较,据 AMD 测试,4800U 在 Cinebench R20 和 3D Mark 多核测试拥有辗压级的优势。

主流游戏笔电采用的标压处理器,8C / 16T 的 Ryzen 7 4800H 也在效能测试轻松战胜 6C / 12T 的 i7-9750H。就连同是 8C / 16T 的 i9-9880H,也被 Ryzen 7 4800H 打落马下。

现在,AMD 又公布顶级效能 Ryzen 9 系列,包括 4900H 和 4900HS 两款,都是 8C / 16T,拥有更多 CU 单元,提升基频和 Boost 频率,直接对上 i9,挑战英特尔行动市场老大的地位。

根据 AMD 官方测试结果,Ryzen 9 4800HS(35W TDP)在 Cinebench R20、影片解码、图片渲染等多核项目,都强过 45W TDP 的 i9-9880H。

AMD 全面出击,行动市场将变天

一步一脚印,AMD 终于等到这天。这两年,我们在 PC 市场看到 AMD 迅速崛起,市占率步步攀升的身影,但笔电市场,AMD 因口碑差和效能功耗比落后,依旧无法威胁英特尔在轻薄笔电和高阶笔电的市场地位,只能靠性价比进攻中低端市场。

Ryzen 4000 系列问世终于改变了局面,Zen 2 架构+台积电 7 奈米制程,让行动三代 Ryzen 在 TDP 不变的情况下效能大幅提升,功耗比更优秀。出色的账面效能不仅让消费者大呼“AMD Yes!”,也让厂商有更多供应链议价权,动摇英特尔在行动市场“一言堂”的地位。

过去只有价格上万、甚至几万的笔电,才有资格享受 8 核 16 线处理器的顶级效能。现在 Ryzen 将这规格下放到万元以内,推动产业进步同时,也给消费者更多实惠。

如今手持 Ryzen 4000 的 AMD 已将花种到英特尔的后花园,英特尔今年将如何回应,下半年可见分晓。

(本文由 爱范儿 授权转载;首图来源:AMD)

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  • 从历史脉络理解 AMD 为何要双轨化 GPU 发展路线
2020-03-24 12:09:00

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