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小孩才選擇，我全部都要！AMD Ryzen Mobile 4000行動處理器的高效能與超省電揭密

文．圖／Johan 2020-03-16 21:00:49
AMD於3/16正式解禁以7nm製程所打造的Ryzen Mobile 4000行動處理器，讓「真香」熱潮延燒到筆電市場。這次AMD一共推出了4000U、4000H與4000HS等型號，分別主打輕省市場、效能市場、效能與輕省兼顧市場，如今亦有筆電廠商趁勢推出搭載AMD Ryzen 4000系列的各式筆電，以更省電、效能更優越等特色，來搶佔新世代筆電市場。想要「聞香」的玩家們，也許可以參考一下囉！

AMD於2月間舉辦AMD Ryzen Mobile Tech Day，揭密最新Ryzen 4000系列行動處理器，圖為AMD在行動產品領域的發展沿革


有關於這些處理器的大略介紹部份，請參考這篇介紹，本文將深入了解Ryzen 4000系列行動處理器的規格、設計、效能、省電、特色等細節，讓讀者了解這次AMD的7nm筆電CPU與GPU到底香在哪？

效能更勝前代，遊戲創作兩相宜! Ryzen 4000內部原理揭密

以下，我們就透過簡報，來一邊看圖、一邊看說明，以了解這次AMD端出來的菜色，看是哪裡飄出來的香味！值得玩家們注意！

▼表 AMD Ryzen Mobile 4000 H、HS、U系列行動處理器規格列表

打造最好的Ryzen 4000家族行動處理器！
先來看看AMD如何打造最佳的行動處理器吧！主要有3點：最佳核心(Zen 2提升15%的IPC每時脈指令數)、最佳內顯(每個繪圖運算核心提升高達59%效能)、最佳能效(針對超輕薄筆電打造的首款8核16緒x86處理器)


ZEN 2不簡單！採用全新TAGE預測執行機制、，將運算快取容量倍增、重優化L1指令快取，第3層位址產生單元、浮點資料寬度也倍增、L1快取的存取頻寬增至達3倍、增進版預取門檻，搭配每核心雙執行緒的設計，讓整體效能大幅度提升


ZEN 2架構也針對行動平台優化，跟ZEN相比，其L1資料快取存取頻寬是上代的2倍、每個CPU die裡面有2組CCX (運算處理單元)，而每個CCX都有高達4MB的L3快取，也是上一代的2倍，因此可以大幅提升運算速度


至於7nm的Radeon繪圖晶片，主要因為7nm製程可以讓晶片更小，提升效率與效能。包含資料介面提升至2倍、低功耗轉換優化、繪圖最高時脈提升25%、記憶體最高時脈提升77%。因此可以在3DMark的Time Spy場景中，提升59%的運算效能，產生出1.79TFLOPS (FP32)的運算效能，而且還同樣是15W的功耗下就有這樣的優秀表現


這裡增加的59%，裡面包含了設計改善、更高時脈，以及7nm製程的功勞，尤其7nm所帶來的幫助最多


若看多媒體引擎部份，這次第二代的視訊引擎，加入全新的HDR/WCG編碼器，可提升31%的編碼效率。讓您不管是看YouTube (VP9解碼)、或是錄或看Twitch (H.264 MPEG-4編解碼)，或是下世代的串流平台服務(H.265 MPEG-4編解碼)，都能至少以4K 60Hz的錄製或觀看


在省電方面，ZEN 2得力於7nm設計，在單核心效能上，還比上一代快25%，且同樣是在15W功耗下就有這樣的成績


整體來說，ZEN 2的效能總表現，就是IPC提升1.15x、設計提升1.17x，7nm技術提升1.47x。所以說，製程提升對於效能的幫助頗大


剛剛上面看的是單核心效能，至於多核心方面，這次第三代Ryzen Mobile處理器的每瓦效能可提升100%，其中IPC與設計提升了25%左右，而7nm製程的幫助最大，佔了約75%


AMD晶片內部的Infinity Fabric互連設計，透過動態電源優化機制，以及將繪圖晶片頻寬倍增下，可提升75%的電源效率：此外採用LPDDR4x-4266，不僅更省電，效能也比上一代的DDR4-2400還快77%


因為上述的設計，搭配系統管理控制器。這代的設計主要改變，包括7nm製程、超激的L3時脈搭配CPUOFF內的電源閘控，以及降低I/O耗電與CPUOFF延遲時間減少5倍，因此，整體可以讓SOC的功耗減少達20%


這裡解釋上一代Picasso (Ryzen二代APU)與本代Renoir (Ryzen 三代APU)在電源轉換效率上的改進：提供3種OS電源狀態來增加持續時間，同時也提供更多開關深度來讓OS來關閉更多耗電裝置，以達到更省電的目標


此外，這次Renoir的音效控制器，更支援全天候待機功能，提供語音喚醒聆聽、低功耗音效播放，讓使用者隨時可以利用語音命令，來控制電腦行為


接下來簡介Renoir APU吧！這次算是Ryzen第三代APU，採用ZEN 2 x86 CPU核心，透過Infinity Fabric互連機制，與AMD 7nm Radeon GPU內顯連接，其包含了GPU、升級版顯示引擎，以及多媒體加速引擎，以及整合感測器融合中樞


而相較於上一代Picasso晶片來說，這代的Renoir在相同體積下，其I/O和連接方面也有所提升。在記憶體支援度方面，記憶體可支援到DDR4-3200或LPDDR4x-4266。此外，還新增了4組PCIe通道(可用來拉一個NVMe的儲存槽或是Wi-Fi 6、5G無線連線)，以及2組USB連接埠(連接更多USB裝置)


記憶體方面，這次有兩組記憶體控制器，可提供2條DDR4-3200 64-bit寬度(51.2GB/s最高頻寬)或4條LPDDR4x-4266的32-bit寬度(68.3GB/s最高頻寬)的記憶體模組，更具彈性


對了！這次也原生支援USB-C！Renoir內建的USB-C提供SuperSpeed 10Gb的規格(USB 3.2 Gen.1)，搭配DisplayPort v1.4的DSC顯示串流壓縮技術，可支援到2組4K顯示器輸出(使用MST多串流傳輸技術)，而其他周邊像是Thunderbolt 3或USB4的單孔USB-C只能支援單4K螢幕輸出(SST單串流技術)


當然，Renoir在效能與安全性方面也有強化，其AIDA (AMD整合裝置轉譯)技術，基於AMD I/O虛擬化技術，其GPU、多媒體加速器、顯示器等轉碼上也原生支援微軟Hyper-V上，讓其在ReadyPlay應用上能夠降低UMA(單一記憶體存取)技術的時間高達75%，因此跑VM時可以顯示更快且更安全！


這裡講的就是密度有更顯著的增加。Renoir採用台積電7奈米13層金屬製程，在156mm2的晶片大小內，塞入了98億個電晶體，相較於上一代Picasso的晶片來說，體積小25%，電晶體多一倍！因此該晶片可說是更密更複雜


要選效能還是省電呢？哼！小孩子才做選擇，我全都要！

在筆電方面，I牌丟出一個難題給消費者了！在這次的第10代行動處理器部份，要嘛就是選擇Comet Lake (採用14nm製程、最高只到6核，且是上世代的Skylake微架構設計，以及UHD內顯，例如Core i7-10710U)，不然就是選擇Ice Lake (採用10nm製程、最高只到4核心，採用Sunny Cove微架構設計，搭配Iris Plus內顯，例如Core i7-1065G7)。為什麼筆電要受到這樣的限制啊？有必要妥協呢？


哼！小孩子才做選擇，我全都要！(哏圖取自於網路)


● Ryzen 7 4000U系列 vs. 第十代Core i7
要輕薄、也要效能，只有AMD做得到！先來看看AMD Ryzen 7 4000U系列吧！這裡是跟I牌的規格對照圖！怎麼看還是左邊比較強啊！


效能呢？橘色都是AMD的！你看，不管是單緒、多緒，還是繪圖效能，都是AMD Ryzen 7 4700U/4800U贏啊！


生產力方面，雖然PCMark10和Kraken比較沒有贏面，但7-Zip壓縮與解壓就快很多。而PCMark10總分，也是AMD贏啊！


至於創作者軟體方面，不管是HandBrake視訊轉碼、Blender著色、LAME 音效壓縮、PCMark 10數位內容創作，這裡也BJ4了！一樣都是AMD全贏！


至於遊戲呢？那就更別說了！UHD就別比了，只看Iris Plus的藍色長條圖吧！只有在DOTA 2那邊能稍微跟AMD媲美，其他遊戲都是AMD勝出啊！


至於最大效能方面，廠商做的筆電可能效能還會再提升。以公板筆電跟Lenovo Yoga S750相比，後者效能除了在單緒效能平起平坐之外，其他像是多緒效能、繪圖效能、數位內容創作、微軟Office效能方面，也都有提升一些效能


整體來說，綜合所有效能，包括單緒、多緒、生產力、繪圖、內容創作方面，可以看到：橘色(AMD)效能就是比Ice Lake (藍色)和Comet Lake (白色)效能強很多！所以說，小孩才做選擇題，我全都要！



● Ryzen 5 4000U系列 vs. 第十代Core i5
再來看看中階的部分，這裡先看AMD Ryzen 5 4000U系列，對上I牌的Core i5系列！這裡可以看到AMD的規格都頗強悍！


在效能方面，橘色都是AMD的！你看，一樣的結果。不管是單緒、多緒，還是繪圖效能，都是AMD Ryzen 5 4500U/4600U贏！


生產力方面，不管是PCMark10、Kraken或是7-Zip壓縮與解壓效能，都是AMD全贏！


至於創作者軟體方面，不管是HandBrake視訊轉碼、Blender著色、LAME 音效壓縮、PCMark 10數位內容創作，這裡的優勝獎牌也是被AMD全碗捧去！


至於遊戲呢？那就更別說了！UHD就別比了，只看Iris Plus的藍色長條圖吧！只有在Fortnite那邊能稍微跟AMD媲美，其他遊戲都是AMD勝出啊！


整體來說，綜合所有效能，包括單緒、多緒、生產力、繪圖、內容創作方面，就算是中階的Ryzen 5對上Core i5，也可以看到：橘色(AMD)效能，就是比Ice Lake (藍色)和Comet Lake (白色)效能強很多！所以這裡同樣也可以說，小孩才做選擇題，我全都要！



● Ryzen 3 4000U系列 vs. 第十代Core i3
最後入門的部份也是要來比一下啊！這裡先看AMD Ryzen 3 4000U系列，對上I牌的Core i3系列！這裡可以看到AMD的規格就先贏一半了！


在效能方面，橘色都是AMD的！你看，一樣的結果。不管是單緒、多緒，還是繪圖效能，都是AMD Ryzen 3 4300U贏！


生產力方面，只有Kraken打平手，其他PCMark10或是7-Zip壓縮與解壓效能，都是AMD全贏！


至於創作者軟體方面，不管是HandBrake視訊轉碼、Blender著色、LAME 音效壓縮、PCMark 10數位內容創作，這裡的優勝獎牌也是被AMD全碗捧去！


至於遊戲呢？那就更別說了！UHD就別比了，只看Iris Plus的藍色長條圖吧！只有在Fortnite那邊能稍微跟AMD媲美，其他遊戲都是AMD勝出啊！


整體來說，綜合所有效能，包括單緒、多緒、生產力、繪圖、內容創作方面，就算是中階的Ryzen 3對上Core i3，也可以看到：橘色(AMD)效能，就是比Ice Lake (藍色)的效能強很多！所以最後在這裡，終究還是可以說，小孩才做選擇題，我全都要！


看到上面的比較之後，您會選擇那個平台呢？總之，AMD Ryzen Mobile 4000系列，一個家族，不用妥協，效能和輕省一次給你！


省電方面也不馬虎！AMD在一般用戶情境下電力使用更久

好吧！效能看過之後，接下來看看AMD如何在省電方面做努力！這次Ryzen Mobile 4000針對系統反應與功耗上做了不少努力，包括有更快且更精確的時脈控制、在相同供電量之下提供更好的效能核心配置、進入低電量狀態更快更顯著以提升電源效率


這張圖是本代(Ryzen 4000)與上代(Ryzen 3000)的核心時脈比較曲線圖，以及兩代在記憶體自我更新、CPUOFF、GFXOFF、VDDOFF等駐留時間的比較表，本代的表現都比上代好，可減少59%的電源消耗！


那麼AMD要如何看待電池續航力，以及如何評測了！他們採用了一般使用者在一天內的筆電使用情境，來做加權佔比。例如生產力+瀏覽網頁(33%)、繪圖相關(6%)、運算相關(2%)、視訊播放(13%)、螢幕亮著待機(13%)、螢幕關閉待機(33%)


這次拿Ryzen 7 4800U來與Core i7-1065G7來做比較！表裡表示測得的時間。可看到AMD在生產力、繪圖應用下續航力都比較長，視訊播放則算是平起平坐


綜合上述的加權分配之下，AMD平台的電池續航力預估是11.5小時，比其他兩款Core i7-1065G7的筆電還要久一點！因此，就端看您的用途囉！用在生產力、上網、遊戲、視訊播放時，AMD平台確實吃香！除非您的筆電很多時間都只是拿來做一般CPU運算，或是一直放著待機，那樣I牌算是比較放得久！不過放著待機不用，可以撐比較久，好像不是筆電的主要功能啊！筆電就是要拿來用的不是嗎？XD


智慧自動切換技術，內顯獨顯搭配效能更優

最後再來看看AMD行動平台的差異性。許多電競筆電都會配置內顯+獨顯。AMD也加入了自家SmartShift技術，可提升遊戲效能10%，也能提升創作軟體12%的效能。此外，搭配其STT v2技術，讓CPU爆發時脈的持續時間達4倍


先看看，STT (系統溫度追蹤) v2的部份，透過外部的兩組感測器，搭配嵌入式控制器，以及透過系統BIOS和動態電源&溫度控制的先進平台管理連結，可計算表面溫度，進而管理SoC的電源使用狀態，以讓系統能夠根據溫度情況來自動調配Renoir APU內部的CPU/GPU爆發時脈，讓效能提升。由於溫度感測器都放置在外殼的熱點，因此可以精準量測到真實溫度。而這項技術也能搭配AMD SmartShift技術來與獨顯搭配運用


透過這裡的曲線圖可以看到，縱軸是電源，橫軸是時間。一開始溫度不高時，電量會提升到Boost極限，隨著時間一長、溫度提升(外殼溫度的紅線)後，電量會慢慢往下調到Sustained極限。讓電腦能在高溫環境下，依然維持在盡可能的最高效能


上述的是只有配置CPU與iGPU(內顯)的情況下，若是有dGPU(獨顯)時，則可以透過AMD SmartShift技術，來讓上述的調配方式，括及到dGPU，讓電腦在高溫下也能發揮最佳的效能


透過這裡的曲線圖可以看到，縱軸是效能，橫軸是獨顯的電量。當Navi 10 dGPU與Ryzen 4000 CPU相互搭配時，dGPU有兩階的25W切換模式。系統可視當前的負載、機殼溫度與電源模式，來切換成不同的效能配置。例如下面的25W切換，將iGPU切換至dGPU，可提升的整體效能非常顯著，若再加上上面的25W切換，還可以提升更高效能。讓CPU/dGPU能夠發揮出最大效能表現。


這就是AMD SmartShift的運作原理。透過SoC與dGPU看成一個虛擬的地域。dGPU效能與溫度計數值會與PCIe共享，而SoC可以原生管理dGPU的爆發時脈，就像它自己在管理iGPU時一樣。至於效能則是由DPTC (Dynamic Power & Thermal Control，動態電源&溫度控制)平台設定值來做決定，可透過BIOS或OS系統設定值來決定


綜合上述的技術，就可以讓遊戲(例如全境封鎖2)效能提升高達10%，也能提升創作類軟體(例如CineBench 20)提升高達12%的效能。


想要體驗AMD SmartShift技術在CPU/dGPU調配讓效能提升更高嗎？請敬待Dell G5 SE輕薄電競筆電於2020年第二季的推出吧！該筆電內建AMD Ryzen 4000H系列處理器，搭配Radeon RX 5600M獨顯，玩起遊戲更流暢


綜合上述的說明，AMD SmartShift與STT v2技術，讓CPU與dGPU兩顆最容易發燙的元件，能夠在機殼溫度的上限之下，自動調配最佳的資源配置，讓效能發揮至極致！


總結

透過上述的深入解說，可以看到，AMD這次的Ryzen 4000行動處理器，不僅在設計上、技術上，以及規格配置上，效能上，都非常突出，比上一代增進不少，當然在與競爭對手的產品相比，不僅在效能上能夠碾壓對手，就連電池續航力的整體表現也非常優異！

還需要選擇嗎？與其在效能與省電做選擇，這種小孩子面臨的選擇題，成人們當然全部都要！總之，AMD Ryzen 4000行動處理器，提供省電、高效能，亦可提供輕薄，同時具備更高C/P值。看來，您的下一台筆電CPU平台，就決定是它了！

AMD Ryzen 4000行動處理器，提供省電、高效，同時更高C/P值。您的下一台筆電CPU，就是它了！



延伸閱讀

(01) AMD全新7nm行動處理器Ryzen Mobile 4000上市，有H、HS、U等系列，主打極致效能、高效輕薄、輕薄省電等市場!
(02) 小孩才選擇，我全部都要！AMD Ryzen Mobile 4000行動處理器兼顧「高效能」與「超省電」揭密 (本篇)
(03) 攻擊線預備！AMD三代Ryzen行動U電競筆電國外開放預購、平均售價1,499鎂起跳
(04) AMD CES 2020以7奈米製程制霸行動處理器市場，發表Ryzen Mobile 4000主攻電競與創作者市場，地表最強64核心桌上型處理器Ryzen Threadripper 3990X強勢來襲，推升高效能運算極限


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