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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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