四年前,如果你諮詢筆記本電腦行情,告訴別人自己想要買一款處理器代號為 A 開頭的筆記本時,對方往往會一邊苦口婆心的的勸你:「千萬不要買 AMD 的筆記本啊,balabala」最後還會喊一句,「i3 默秒全」。
但最近,我發現身邊有越來越多的朋友在討論 AMD 筆記本,不少朋友甚至直接表示,「新的 Ryzen 4000 有點香啊,等新機器出來就入手。」
這四年,AMD 是如何一步步逆轉筆記本市場口碑的,Ryzen 4000 系列能否讓 AMD 在筆記本市場鹹魚翻身,我們還要從 APU 時代説起。
推土機時代:APU 的心酸往事
在 AMD 的戰略中,筆記本電腦想要實現低功耗,就必須將傳統的 CPU 與 GPU 進行融合,AMD 將其稱為「異構系統架構」。最終落實到產品,就是我們熟悉的 APU 。
AMD 的思路很好,異構計算不但可以讓 CPU 和 GPU 發揮自身優勢,提高系統效率。一顆芯片解決所有問題也是一個更具性價比的選擇,用户不再需要單獨購買顯卡就可以獲得足夠好的圖形、視頻和遊戲體驗。
▲ 各代 APU 合影
想法雖好,但由於推土機架構的低效和自家晶圓廠的工藝不爭氣。AMD 一直被 Intel 甩在身後。當 2014 年 Intel 五代酷睿進入 14nm 時代時, AMD 的 APU 才剛剛用上 28nm 工藝,並一直用到了七代 APU 。
▲ 2017 年 1 月的 CPU 天梯圖,當時 FX 8800P 和 i3 6100H 性能差距不大
第七代 APU 到底有多慘呢,以當時最高端的 FX-9800P 為例,它的性能甚至比不上隔壁家的 i3 低壓處理器。
當時 AMD 在筆記本已經下沉到了鄙視鏈的底端,大家一聽到 APU, 一看到 FX,A10,A12 開頭的筆記本,話都不説,轉頭就走。這類筆記本也戲稱為「學霸專用機」——又卡又慢,玩個 LOL 都費勁。
▲ 至尊性能,你也被這個標誌騙到過麼?
Ryzen 到來,AMD 絕地求生
好在 2017 年,AMD 終於推出了 Zen 架構的 Ryzen 處理器,格羅方德也終於用上了 14nm 工藝,初步趕上了 Intel 的步伐。
▲ Zen 一代
Zen 架構在 IPC 上對比之前的推土機架構有 40% 的提升,配上 CCX 堆核心的戰略,逼迫 Intel 擠出牙膏,將筆記本帶入了 4C/8T 時代。初代的 Ryzen 其實在多核性上已經接近同等級的 Intel 產品,但在單核的性能上仍然落後不少。GPU 架構則升級到了 Vega ,核顯超過入門級獨顯級別。
▲ Zen 的時間軸
但由於架構較新,驅動、遊戲優化等問題,跑分出色的鋭龍 APU 在實際應用和遊戲場景中仍然比不上 Intel。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」傷害過的消費者還沒有緩過勁來,並沒將 AMD 看成 Intel 的對手,但人們也承認: AMD 在筆記本電腦領域與 Intel 也有了一戰之力。
但人們對 AMD 的期望不止如此,他們希望 AMD 能帶給 Intel 壓力,促使其快速進步。Intel 已經連續 5 代 CPU 都在使用 14nm 工藝,新的 10nm 工藝還遲遲無法量產,要知道隔壁的手機 SoC 已經準備進入 7nm 時代了。
▲ AMD 與 Intel 的製程對比
鑑於格羅方德在研發 14nm 工藝上的表現,AMD 心裏明白,等格羅方德的 7nm 工藝上馬,對手估計都用上 5nm 了。想清楚了這一點後,AMD 果斷放棄了格羅方德這個拖油瓶,轉頭撲向台積電和三星的懷抱。
2019 年上半年,AMD 發佈了第二代移動 Ryzen 處理器—— Ryzen 3000 系列。架構改進到 Zen+ ,工藝升級為 12nm,針對第一代移動 Ryzen 的緩存、內存延遲問題進行了優化改進,功耗比也提升不少。
▲ 進入 4C/8T 時代
第二代移動 Ryzen 性能相對一代提升只有 10% ,相對 Intel 的差距也進一步縮小,甚至已經開始在中低端市場上侵蝕 Intel 份額。
按照以往的劇本,Intel 這時候應該使出全力,宣佈 10nm 全系標配,再次將 AMD 踩在腳下。但 Intel i5/i7 系列在 10nm 工藝上良率太低。迫於出貨壓力,只能先在低功耗市場鋪貨 10nm 處理器。在高端的 i5/i7/i9 上繼續使用 14nm+++ 製程。
▲ 14nm 工藝的 Comet Lake-H
雖然我們知道, Intel 10nm 製程強過台積電的 7nm,甚至在密度上堪比台積電的 7nm 改進工藝 N7+ 。但在標壓處理器的市場上,AMD 的 7nm 工藝還是有優勢的。
Ryzen 4000,AMD 反攻移動市場的利刃
AMD 正是抓住了 Intel 製程工藝尚未完全普及的時間差,在今年年初的 CES 2020 上發佈了第三代移動端 Ryzen 處理器,也就是前幾天公佈所有細節的 Ryzen 4000 系列,它是 AMD 移動處理器的一次全面進化。
Ryzen 4000 全系都用上了 7nm 工藝,相對 14nm+++ 製程,有明顯的工藝優勢。
之前在桌面級的 Ryzen 三代上,Zen 2 在工藝、封裝、單核及多核上都有着全面的改進。
其中包括繼承 SMT 多線程技術,加入了新的 TAGE 分支預測,使分支預測的誤命中率減少了 30%,大幅提升命中精度和效能。AVX2 指令也得到了完全支持,位寬從 128bit 提升到了 256bit,浮點性能直接翻倍。
整數執行單元中,調度器從 84 個增加到了 92 個,物理寄存器從 168 個增加到了 180 個,從每週期 6 發射提升到了 7 發射,進一步優化執行單元的效率及執行速度。
CCX 模塊和 I/O 模塊分離,採用不同的工藝製造,減少產能壓力。連接 CCX 模塊的 IF 總線也進化到了第二代,改善了並行、延遲和處理器效能。
一整個操作下來,Zen 2 架構的單核 IPC 相較上代大幅提升,一舉改變了 Ryzen 單核性能差的缺點。由於採用了 CCX 模塊化設計,多核相對 Intel 也更好
當然,考慮到移動端對芯片面積有着更嚴苛的要求,之前桌面 Ryzen 採用的 Chiplets 小芯片分核封裝是沒辦法在筆記本電腦中使用的。
所以 AMD 在 Ryzen 4000 系列上舍棄了 Chiplets 封裝結構,將 CCX 模塊和 IO 模塊封裝在同一塊芯片上,IF 總線連接 CCX 和 I/O。核顯模塊則由橫置的 8 組 CU 組成,值得一提的是,Ryzen 4000 的核顯採用了 Vega 的 3D 運算模塊和 Navi 架構的編碼解碼引擎、顯示特性模塊組合而成,性能相對上代有着 59% 的提升。
▲ APU 時間線
由於不再使用 Chiplets 封裝,三代移動 Ryzen 的總線帶寬和核內延遲有了顯著降低。再加上 7 nm 工藝的加持,芯片能效比也有進一步提升。
當然,單芯片封裝也有它的缺點,由於芯片大小限制,CCX 最多隻能有兩組,也就是 8 核。由於還需要為 Vega 留出空間,L3 緩存和 CU 單元也不得有所取捨。
在架構和製程的大步躍進下,Ryzen 4000 相對上代 IPC 性能提升 15%,單線程性能提升了 25%,單位能效直接翻倍。其中 15% 源自 IPC 性能提升,17% 源自設計改良提升,47% 源自 7nm 製造工藝提升。
對於筆記本來説,處理器究竟能發揮多大性能,不僅要看它的核心數量,頻率規格,更重要的是看它的 TDP 和單位能耗比,單位能耗比越低的處理器,Boost 的時間就越長,性能釋放的也更加充分。
得益於更高的功耗比和單核性能,TDP 同為 15W 的 Ryzen7 4800U 單線程性能比 3700U 提升了 25%。
接口和通道支持方面,Zen 2 加持的 Ryzen 4000 終於支持了最新的 Wi-Fi 6,4xPCIe 通道,NVMe,USB-C,LPDDR4X 4266 內存,算是補上了 A 家在筆記本端的短板。
在 CES 發佈會上,AMD 已經用 15W 低壓的 Ryzen 7 4800U 對比了 Intel 最新的十代低壓處理器,根據 AMD 的測試,4800U 在 Cinebench R20 和 3D Mark 的多核測試中擁有碾壓級的優勢。
主流遊戲本採用的標壓處理器上,8C/16T 的 Ryzen 7 4800H 也在性能測試中輕鬆戰勝了 6C/12T 的 i7-9750H 。就連同樣是 8C/16T 的 i9-9880H,也被 Ryzen 7 4800H 打落馬下。
現在,AMD 又公佈了頂級性能的 Ryzen 9 系列,其中包括 4900H 和 4900HS 兩款,都是 8C/16T ,擁有更多的 CU 單元,提升了基頻和 Boost 頻率,直接對標酷睿 i9 ,挑戰 Intel 移動市場老大的地位。
根據 AMD 官方的測試結果,Ryzen 9 4800HS(35W TDP)在 Cinebench R20、視頻解碼、圖片渲染等多核項目上,都強於 45W TDP 的 i9-9880H。
AMD 已全面出擊,移動市場將變天
一步一個腳印,AMD 終於等到這一天。這兩年,我們已經在 PC 市場上看到了 AMD 迅速崛起,份額步步攀升的身影。但在筆記本市場中,AMD 因為口碑差和性能功耗比的落後,依舊無法威脅到 Intel 在輕薄本和高端性能筆記本的市場地位,只能靠性價比進攻中低端市場。
Ryzen 4000 系列的問世終於改變了這一局面,Zen 2 架構 + 台積電 7nm 工藝,讓移動三代 Ryzen 在 TDP 不變的情況下性能大幅提升,功耗比更優秀。出色的紙面性能不僅讓消費者大呼「AMD Yes」,也讓廠商有了更多的供應鏈議價權,動搖了 Intel 在移動市場「一言堂」的地位。
過去只有價格上萬、甚至幾萬的筆記本電腦,才有資格享受 8 核 16 線處理器的頂級性能。現在 Ryzen 將這一規格下放到萬元以內,推動行業進步的同時,也確實帶給消費者更多的實惠。
如今手持 Ryzen 4000 的 AMD 已經將花種到了 Intel 的後花園,Intel 今年將如何應對,下半年就見分曉。
在為大戰見分曉前,我想先為 AMD 喝彩一聲:「AMD Yes!」。
資料來源:愛範兒(ifanr)
但最近,我發現身邊有越來越多的朋友在討論 AMD 筆記本,不少朋友甚至直接表示,「新的 Ryzen 4000 有點香啊,等新機器出來就入手。」
這四年,AMD 是如何一步步逆轉筆記本市場口碑的,Ryzen 4000 系列能否讓 AMD 在筆記本市場鹹魚翻身,我們還要從 APU 時代説起。
推土機時代:APU 的心酸往事
在 AMD 的戰略中,筆記本電腦想要實現低功耗,就必須將傳統的 CPU 與 GPU 進行融合,AMD 將其稱為「異構系統架構」。最終落實到產品,就是我們熟悉的 APU 。
AMD 的思路很好,異構計算不但可以讓 CPU 和 GPU 發揮自身優勢,提高系統效率。一顆芯片解決所有問題也是一個更具性價比的選擇,用户不再需要單獨購買顯卡就可以獲得足夠好的圖形、視頻和遊戲體驗。
▲ 各代 APU 合影
想法雖好,但由於推土機架構的低效和自家晶圓廠的工藝不爭氣。AMD 一直被 Intel 甩在身後。當 2014 年 Intel 五代酷睿進入 14nm 時代時, AMD 的 APU 才剛剛用上 28nm 工藝,並一直用到了七代 APU 。
▲ 2017 年 1 月的 CPU 天梯圖,當時 FX 8800P 和 i3 6100H 性能差距不大
第七代 APU 到底有多慘呢,以當時最高端的 FX-9800P 為例,它的性能甚至比不上隔壁家的 i3 低壓處理器。
當時 AMD 在筆記本已經下沉到了鄙視鏈的底端,大家一聽到 APU, 一看到 FX,A10,A12 開頭的筆記本,話都不説,轉頭就走。這類筆記本也戲稱為「學霸專用機」——又卡又慢,玩個 LOL 都費勁。
▲ 至尊性能,你也被這個標誌騙到過麼?
Ryzen 到來,AMD 絕地求生
好在 2017 年,AMD 終於推出了 Zen 架構的 Ryzen 處理器,格羅方德也終於用上了 14nm 工藝,初步趕上了 Intel 的步伐。
▲ Zen 一代
Zen 架構在 IPC 上對比之前的推土機架構有 40% 的提升,配上 CCX 堆核心的戰略,逼迫 Intel 擠出牙膏,將筆記本帶入了 4C/8T 時代。初代的 Ryzen 其實在多核性上已經接近同等級的 Intel 產品,但在單核的性能上仍然落後不少。GPU 架構則升級到了 Vega ,核顯超過入門級獨顯級別。
▲ Zen 的時間軸
但由於架構較新,驅動、遊戲優化等問題,跑分出色的鋭龍 APU 在實際應用和遊戲場景中仍然比不上 Intel。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」傷害過的消費者還沒有緩過勁來,並沒將 AMD 看成 Intel 的對手,但人們也承認: AMD 在筆記本電腦領域與 Intel 也有了一戰之力。
但人們對 AMD 的期望不止如此,他們希望 AMD 能帶給 Intel 壓力,促使其快速進步。Intel 已經連續 5 代 CPU 都在使用 14nm 工藝,新的 10nm 工藝還遲遲無法量產,要知道隔壁的手機 SoC 已經準備進入 7nm 時代了。
▲ AMD 與 Intel 的製程對比
鑑於格羅方德在研發 14nm 工藝上的表現,AMD 心裏明白,等格羅方德的 7nm 工藝上馬,對手估計都用上 5nm 了。想清楚了這一點後,AMD 果斷放棄了格羅方德這個拖油瓶,轉頭撲向台積電和三星的懷抱。
2019 年上半年,AMD 發佈了第二代移動 Ryzen 處理器—— Ryzen 3000 系列。架構改進到 Zen+ ,工藝升級為 12nm,針對第一代移動 Ryzen 的緩存、內存延遲問題進行了優化改進,功耗比也提升不少。
▲ 進入 4C/8T 時代
第二代移動 Ryzen 性能相對一代提升只有 10% ,相對 Intel 的差距也進一步縮小,甚至已經開始在中低端市場上侵蝕 Intel 份額。
按照以往的劇本,Intel 這時候應該使出全力,宣佈 10nm 全系標配,再次將 AMD 踩在腳下。但 Intel i5/i7 系列在 10nm 工藝上良率太低。迫於出貨壓力,只能先在低功耗市場鋪貨 10nm 處理器。在高端的 i5/i7/i9 上繼續使用 14nm+++ 製程。
▲ 14nm 工藝的 Comet Lake-H
雖然我們知道, Intel 10nm 製程強過台積電的 7nm,甚至在密度上堪比台積電的 7nm 改進工藝 N7+ 。但在標壓處理器的市場上,AMD 的 7nm 工藝還是有優勢的。
Ryzen 4000,AMD 反攻移動市場的利刃
AMD 正是抓住了 Intel 製程工藝尚未完全普及的時間差,在今年年初的 CES 2020 上發佈了第三代移動端 Ryzen 處理器,也就是前幾天公佈所有細節的 Ryzen 4000 系列,它是 AMD 移動處理器的一次全面進化。
Ryzen 4000 全系都用上了 7nm 工藝,相對 14nm+++ 製程,有明顯的工藝優勢。
之前在桌面級的 Ryzen 三代上,Zen 2 在工藝、封裝、單核及多核上都有着全面的改進。
其中包括繼承 SMT 多線程技術,加入了新的 TAGE 分支預測,使分支預測的誤命中率減少了 30%,大幅提升命中精度和效能。AVX2 指令也得到了完全支持,位寬從 128bit 提升到了 256bit,浮點性能直接翻倍。
整數執行單元中,調度器從 84 個增加到了 92 個,物理寄存器從 168 個增加到了 180 個,從每週期 6 發射提升到了 7 發射,進一步優化執行單元的效率及執行速度。
CCX 模塊和 I/O 模塊分離,採用不同的工藝製造,減少產能壓力。連接 CCX 模塊的 IF 總線也進化到了第二代,改善了並行、延遲和處理器效能。
一整個操作下來,Zen 2 架構的單核 IPC 相較上代大幅提升,一舉改變了 Ryzen 單核性能差的缺點。由於採用了 CCX 模塊化設計,多核相對 Intel 也更好
當然,考慮到移動端對芯片面積有着更嚴苛的要求,之前桌面 Ryzen 採用的 Chiplets 小芯片分核封裝是沒辦法在筆記本電腦中使用的。
所以 AMD 在 Ryzen 4000 系列上舍棄了 Chiplets 封裝結構,將 CCX 模塊和 IO 模塊封裝在同一塊芯片上,IF 總線連接 CCX 和 I/O。核顯模塊則由橫置的 8 組 CU 組成,值得一提的是,Ryzen 4000 的核顯採用了 Vega 的 3D 運算模塊和 Navi 架構的編碼解碼引擎、顯示特性模塊組合而成,性能相對上代有着 59% 的提升。
▲ APU 時間線
由於不再使用 Chiplets 封裝,三代移動 Ryzen 的總線帶寬和核內延遲有了顯著降低。再加上 7 nm 工藝的加持,芯片能效比也有進一步提升。
當然,單芯片封裝也有它的缺點,由於芯片大小限制,CCX 最多隻能有兩組,也就是 8 核。由於還需要為 Vega 留出空間,L3 緩存和 CU 單元也不得有所取捨。
在架構和製程的大步躍進下,Ryzen 4000 相對上代 IPC 性能提升 15%,單線程性能提升了 25%,單位能效直接翻倍。其中 15% 源自 IPC 性能提升,17% 源自設計改良提升,47% 源自 7nm 製造工藝提升。
對於筆記本來説,處理器究竟能發揮多大性能,不僅要看它的核心數量,頻率規格,更重要的是看它的 TDP 和單位能耗比,單位能耗比越低的處理器,Boost 的時間就越長,性能釋放的也更加充分。
得益於更高的功耗比和單核性能,TDP 同為 15W 的 Ryzen7 4800U 單線程性能比 3700U 提升了 25%。
接口和通道支持方面,Zen 2 加持的 Ryzen 4000 終於支持了最新的 Wi-Fi 6,4xPCIe 通道,NVMe,USB-C,LPDDR4X 4266 內存,算是補上了 A 家在筆記本端的短板。
在 CES 發佈會上,AMD 已經用 15W 低壓的 Ryzen 7 4800U 對比了 Intel 最新的十代低壓處理器,根據 AMD 的測試,4800U 在 Cinebench R20 和 3D Mark 的多核測試中擁有碾壓級的優勢。
主流遊戲本採用的標壓處理器上,8C/16T 的 Ryzen 7 4800H 也在性能測試中輕鬆戰勝了 6C/12T 的 i7-9750H 。就連同樣是 8C/16T 的 i9-9880H,也被 Ryzen 7 4800H 打落馬下。
現在,AMD 又公佈了頂級性能的 Ryzen 9 系列,其中包括 4900H 和 4900HS 兩款,都是 8C/16T ,擁有更多的 CU 單元,提升了基頻和 Boost 頻率,直接對標酷睿 i9 ,挑戰 Intel 移動市場老大的地位。
根據 AMD 官方的測試結果,Ryzen 9 4800HS(35W TDP)在 Cinebench R20、視頻解碼、圖片渲染等多核項目上,都強於 45W TDP 的 i9-9880H。
AMD 已全面出擊,移動市場將變天
一步一個腳印,AMD 終於等到這一天。這兩年,我們已經在 PC 市場上看到了 AMD 迅速崛起,份額步步攀升的身影。但在筆記本市場中,AMD 因為口碑差和性能功耗比的落後,依舊無法威脅到 Intel 在輕薄本和高端性能筆記本的市場地位,只能靠性價比進攻中低端市場。
Ryzen 4000 系列的問世終於改變了這一局面,Zen 2 架構 + 台積電 7nm 工藝,讓移動三代 Ryzen 在 TDP 不變的情況下性能大幅提升,功耗比更優秀。出色的紙面性能不僅讓消費者大呼「AMD Yes」,也讓廠商有了更多的供應鏈議價權,動搖了 Intel 在移動市場「一言堂」的地位。
過去只有價格上萬、甚至幾萬的筆記本電腦,才有資格享受 8 核 16 線處理器的頂級性能。現在 Ryzen 將這一規格下放到萬元以內,推動行業進步的同時,也確實帶給消費者更多的實惠。
引用一枝獨放不是春,萬紫千紅春滿園。
如今手持 Ryzen 4000 的 AMD 已經將花種到了 Intel 的後花園,Intel 今年將如何應對,下半年就見分曉。
在為大戰見分曉前,我想先為 AMD 喝彩一聲:「AMD Yes!」。
資料來源:愛範兒(ifanr)
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