AMD "Renoir" 絕地大反攻「Ryzen 4000」多核筆電之戰就此拉開序幕
https://p.xfastest.com/~sinchen/AMD-Renoir-Ryzen-4000/AMD-Renoir-Ryzen-4000-45.jpgAMD 第三代 Ryzen 3000 桌上型處理器，憑藉著 7nm 製程、Zen 2 架構與 Chiplet 設計，在 Desktop 與 HEDT 兩大戰場上與 Intel 對弈、棋逢敵手，而 2020 年上半 AMD 則將攻勢轉向行動、筆電市場，而搭載新一代 AMD Ryzen 4000 筆電處理器的產品，最快可能 4 月中會與玩家見面，而在此之前先來了解 Ryzen 4000 "Renoir" 的產品規劃、架構與官方遊戲效能比較。
3 款 H 系高效能、5 款 U 系走輕薄
AMD 早在 2011 年推出首款 CPU 結合 GPU 的 APU 產品 “Llano”，一路到 2015 年的 “Carrizo” 成為完整 SoC 設計（CPU、GPU 與 FCH），接著幾年的 2016 的 “Bristol Ridge”，接著 Ryzen 揭竿起義的 2017 年 “Raven Ridge”、2019 年的 “Picasso”，而來到 2020 年準備推出的 "Renoir"。
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可以說 AMD 在 Picasso 這代就已經在準備反攻筆電的計畫，市場上有著入門款的 Ryzen 7 3750H 筆電產品，但如今 AMD 不甘止於「入門」，更要往 8 核心高效能筆電與輕薄筆電邁進，而這一路上 AMD 也並非孤身一人。
AMD 與各大 OEM 合作設計、元件相容驗證、創新使用者體驗與最終的持續驗證，從合作關係上讓 AMD 與筆電品牌雙贏，也帶給用戶、玩家最好的使用體驗；而 AMD 預估 2020 年，將會有 100 台以上使用 Ryzen 處理器的筆電，而在明年則會以倍數成長。
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規劃上，AMD 這次將推出 U 系列：輕薄商務款、H 系列：高效能電競、創作，以及 Pro 系列：提供企業所需的資安保護功能；對於一般玩家來說，理解 U 系列輕薄、商務，H 系列高效電競、創作之用即可。
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首先，H 系列照先前曝光就 3款產品，Ryzen 7 4800H 有著 8 核心 16 執行緒、2.9GHz / 4.2GHz 時脈、12MB 快取，並整合 Vega 7 CU 1600MHz 內顯，TDP 熱功耗為 45W；另一款，Ryzen 5 4600H 則是 6 核心 12 執行緒、3.0GHz、4.0GHz 時脈、11MB 快取，內顯則是 Vega 6 CU 1500MHz，同樣 45W TDP。
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另外一款則是 Ryzen 7 4900HS 同樣是 8C16T，較高時脈 3.3GHz / 4.4GHz，並有著 Vega 8 CU 1750 MHz 內顯與 45W TDP 設計，當然 H 系列處理器，其 TDP 可從 35W-45W 之間調整，這就看 OEM 如何調教了。
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但是，最終 H 系列型號共有 6 款，也就是 4900H/HS、4800H/HS 與 4600H/HS 等，簡單來說 HS 預設 TDP 都降為 35W（時脈也有所改變），但依舊有著功耗調整的空間給 OEM 廠商，這設計有點類似於 NVIDIA Max-Q，讓電競筆電也可走輕薄之用。
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接著，U 系列則有 5 款規劃，大致可分為 8 核、6 核與最入門 4 核產品，Ryzen 7 4800U 8C16T、1.8GHz / 4.2GHz，而 Ryzen 7 4700U 則是關閉 SMT 為 8C8T，時脈也低一點 2.0GHz / 4.1 GHz，此外這兩顆的內顯各差 1 個 CU 與時脈。
而 Ryzen 5 4600U 6C12T、2.1GHz / 4.0GHz，至於 Ryzen 5 4500U 同樣關 SMT 為 6C6T、2.3GHz / 4.0GHz，除此之外內顯同樣為 6 CU、1500MHz；最入門 Ryzen 3 4300U 為 4C4T、2.7GHz / 3.7GHz，內顯則是 5 CU、1400MHz。
簡單來看，U 系列分比較多型號，給 OEM 廠商可依據核心數、多執行緒來選擇適合的產品，而這 5 顆 U 系列處理器，TDP 熱功耗都在 15W，並支援動態 12-25W 調整熱功耗，換句話說就是依據使用狀況調整供電分配，達到長效與效能兼具。
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AMD Renoir APU 架構 / 7nm Zen 2 + Vega
當然 Renoir 架構上同樣是承襲著 Zen 2 與 Vega 的 SoC 系統單晶片；Zen 2 架構如之前所述，採用新的 TAGE 預測分支、2 倍 OP 快取容量、優化 L1 I 快取、三代 Address generation 單元、2 倍 FP 資料傳輸頻寬、3 倍 L1 load+store 頻寬、提升預取節流，並維持著 SMT 多執行緒設計。
這樣的設計讓 Zen 2 的 IPC 有著 15% 提升（對比上代 Zen 架構），而 CCX 核心內則提升 L1 D 快取 Load/Store 頻寬為每週期 32Byte，並讓每個 CCX 有著 4MB 的 L3 快取提升。
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內顯依舊使用 Vega 世代架構，並受惠於 7nm 製程有著更好的每 CU 效能提升，而 Vega 設計上主要是增加 2 倍 Data Fabric 頻寬，確保有更好的功耗與資料傳輸，並優化 Power State 的變化，以及提升 25% 最高繪圖時脈與 77% 最高記憶體頻寬。
這樣的改變，在 Vega 8 CU 的效能上，可有著 59% 每 CU 的效能提升、1.79 TFLOPS（FP32）運算效能，而且與上代維持同樣的 15W 功耗；也就是說，Renoir 的 Vega 內顯，在同瓦下有著近 59% 的每 CU 效能提升，並針對筆電所需的功耗、電源狀態切換有著優化。
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另一方面，這代 Vega 有著第二代 Multimedia Engine，新增 HDR/WCG 編碼（HEVC），並且有著 31% 編碼速度提升，除此之外 Youtube 的 VP9 8b/10b 解碼支援 1080p240 / 4K60，H.264 8b 解碼 1080p480 / 4K120、編碼 1080p240 / 4K60，以及 H.265 8b/10b 解碼 1080p240 / 4K60、解碼 1080p240 / 4K60 等影音編碼能力。
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最終，功耗方面新一代 Zen 2 筆電處理器 Renoir，在同樣 15W 功耗下對比前代，可有著 25% 的單執行緒性能增長；而從每單元指令功耗（Instructions per unit of energy）來評斷，1.15x 提升來至 IPC、1.17x 提升來至設計、1.47x 提升受惠於 7nm 製程，幾乎 2x 的每單元指令功耗的提升。
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因此，新一代 Zen 2 筆電處理器，再與上一代同功耗下，可達到幾乎 2 倍的多核心性能增長。
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針對續行力 Battery Life 設計，AMD 降低了 20% SoC Power，除了受惠 7nm 製程之外，大幅降低 CPUOFF 的耗電，以及降低 I/O 所需的電源，並降低 CPUOFF 時的延遲問題。
並制訂 3 階段 ACPI，讓系統可更有效的降低功耗；並針對 Renoir Audio Controller 支援 Always Listening 智慧語音控制與 Always Playing 低功耗播放等技術。
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Renoir 是完整 SoC 系統單晶片設計，提供用戶所需的 I/O 連接並強化安全保護，並且將記憶體升級至 DDR4 3200 或 LPDDR4x 4266，多增加 4 條 PCIe 通道擴充 NVMe SSD 與 2 個 USB 連接埠。
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Renoir 效能劍指 Ice Lake、Comet Lake 一打二
AMD Renoir 推出之際將對上 Intel 第 10 代的 Ice Lake 與 Comet Lake 世代，也就是說 4800H 劍指同樣 8 核心的 i9-9880H 與同位階的 6 核心 i7-9750H。
4800H 對上 i7-9750H 同樣搭配獨顯 RTX 2060 晶片，在整體效能 PCMark 10 測試，4800H 有著 8% 領先、Office 應用有 10% 提升、影片轉檔（Handbrake）則有 80% 飆升、Premiere 則有 50% 提升，光線追蹤 V-Ray 有著 47% 提升、渲染 Blender 20%。
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而在遊戲效能方面，則有持平（CS:GO、Rocket League）、略輸（League of Legend）與完勝（Overwatch、Fortnite）等狀況；而 AAA 大作遊戲表現一樣，有小輸、持平與完勝的局面。
為何在筆電平台遊戲表現更好，可能在於 Intel 高時脈、單核效能的優勢，對於筆電平台來說有所限制，反而讓 AMD 有著優勢。
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而上述 Ryzen 7 4900HS 將會是 ASUS Zephyrus G14 西風之神獨佔，這台 14 吋筆電僅 17.9mm 厚度與 1.6kg 重量，名副其實的輕薄電競筆電；效能上，4900HS 同樣能輕鬆贏過 i9-9880H（8C16T）同核心處理器。
而 4900HS 搭配 RTX 2060 MaxQ 獨顯，在 1080p 解析度下，可讓 eSports 遊戲有著 100 fps 以上的效能，面對 AAA 遊戲也可有著 60 fps 以上的性能，各位玩家你能不期待這台嗎？
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看完 H 系列後，回到 U 系列比較，Ryzen 7 4800U、4700U 分別對上 i7-1065G7、i7-10710U 與 i7-10510U，同樣都是 15W TDP 的產品。
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效能上不論單執行緒、多執行緒以及繪圖效能，都是由 4800U 與 4700U 完勝；在系統 PCMark 10 與壓縮等測試下，同樣由 AMD 取得優勢，而 Office 測試與瀏覽器效能則算是平手。
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影音編碼、渲染、音樂轉檔與 PCMark 10 DCC 數位內容創作測試，同樣由 AMD 完勝；遊戲效能方面，對比內顯來說這也無須比較，即便 Intel Ice Lake 也無法贏過 Renoir。
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AMD 簡報功力再現，以單核、多核、生產力、繪圖與創作效能的雷達圖，來展示 AMD 全方面的能力，並且一打二 Intel 的產品。
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Ryzen 5 4600U 與 4500U 則對上 i5-1035G7、i5-1035G4、i5-1035G1 與 i5-10210U 等產品，同樣單執行緒、多執行緒與繪圖效能 AMD 都取得優勢；系統效能、Office 與壓縮測試，同樣由 AMD 取得優勝，而瀏覽器測試效能則持平。
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影音轉檔、渲染、音樂轉檔與 PCMark 10 DCC 數位內容創作測試，同樣是 AMD 有著優勢；遊戲效能一樣 AMD 完勝。
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最後 Ryzen 3 4300U 對上 i3-1005G1、i3-10110U，雖說單執行緒效能接近，但多執行緒與繪圖效能依舊領先；系統效能、Office 與壓縮測試，同樣由 AMD 取得優勝，而瀏覽器測試效能則持平；影音轉檔、渲染、音樂轉檔與 PCMark 10 DCC 數位內容創作測試，同樣是 AMD 有著優勢；遊戲效能則是有輸有贏。
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優化 Boost 效能 STT V2 與 SmartShift
AMD 針對筆電產品並非僅推出 CPU 給 OEM，亦替 OEM 思考如何在筆電上達到更好的 Boost 效能，且更能有效分配 CPU、dGPU 的功耗，甚至是筆電 C 件溫度等控制功能。
因此 AMD 增加了 Dynamic Power & Thermal Control（DPTC）介面，可藉由 BIOS 來動態調整 SoC 電源，以及 Advanced Platform Management Link（APML）傳輸通道（bus），可回報機器的檢查架構與設定 CPU 散熱暫存器，此外還有 AMD Skin Temperature Aware Power Management（STAPM），筆電在高效能 Boost 時，可通過這回饋溫度維持著較長的 Boost 時間。
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System Temperature Tracking（STT）V2 簡單來說，就是希望在最大化 Boost 效能下，也能維持筆電舒適使用（不熱手的狀況），簡單來說就是處理器提供 Embedded Control（EC），可讓額外的溫度感測回報給系統 BIOS，在跟 DPTC 協同回饋制給處理器來調整 SoC Power。
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藉由 STT 的回饋，可讓筆電在 Boost 時依據整體溫度來微調時脈，而不會遇到溫度達到上限後，立刻降低的問題，如此一來即可維持高時脈至一段時間。
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AMD SmartShift 透過 Infinity Control Fabric 可讓 CPU 與 dGPU 之間有著連動，以往筆電設計其散熱功耗是 CPU + dGPU 一起解，同樣在電源功耗上也是一樣的狀況，但這情況會遇到明明遊戲時 CPU 不需要太多電與散熱，但卻無法把多餘的電與散熱空間挪給 dGPU 使用，反之在一般文書、瀏覽、算圖使用時，dGPU 多餘的電與散熱空間也無法讓 CPU 獲得更多的效能。
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因此在 Renoir 搭配 Navi 10 dGPU 的情況下，即可讓 dGPU 的效能有額外 Shift 空間；也就是說，dGPU 與 Soc 之間通過 PCIe 連接後，dGPU 會分享資訊給 SoC，這時 SoC 將 dGPU 視為內顯（IGP），通過 DPTC 來規劃 Soc 與 dGPU 的電源。
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而且 STT V2 可與 SmartShift 連動，只要在 dGPU 增加額外的溫度偵測即可；而這功能主要是開發給 OEM 品牌，以更智慧的方式挪用筆電 CPU、dGPU 的電源、散熱（預算）空間，發揮出更出色的效能。
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續行大幅提升 System Power Management
筆電除了效能之外，另一方面則是續行表現，AMD 整合 System Power Management 的方式，從硬體層針對 CPU 時脈功耗優化，並從 BIOS 與驅動層回報與控制，系統層則有優化的多低電源狀態可切換，最後使用者可通過系統來調整電池狀態下的效能表現。
這樣設計的優化，可在 PCMark 10 App Start 測試中，可見 Ryzen 4000 處理器時脈變化更迅速、穩定與持久；而這也讓 Ryzen 4000 在 Memory Self Refresh、CPUOFF、GFXOFF 與 VDDOFF 可暫留更多時間，藉此達到應用測試期間 59% 的耗電降低（Less Power Consumed）。
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說道續行力測試，AMD 則以 Ryzen 7 4800U 的 Lenovo Yoga Slim 7 60.7Whr 電池的機種，對比 Intel 的 i7-1065G7 Dell XPS 13 49.9Whr 與 60.7Whr 的機種來進行比較。
在 PCMark 10 測試 4800U 可執行達 8.6 小時，而 i7-1065G7 最高 7.4 小時，遊戲以 3DMark TimeSpy 測試，則可執行達 2.8 小時，比 i7-1065G7 的 2.5 小時還久，而在影片播放測試下 4800U 可達 17.4 小時，而 i7-1065G7 則可達到 18.8 小時之久。
換言之，續行表現上這代 Ryzen 與 Intel 相近，但 Intel 最強的莫過於待機時間了。
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小結
行文至此可見 AMD Ryzen 4000 的備戰上花了非常多的心思，不僅止於將 7nm、Zen 2 與 Vega 整合至 SoC 單晶片，更與 OEM 合作，提供更好的電源控制、溫度回饋等機制，也考量到以往 CPU + dGPU 的電源預算、解熱能力都在一線之上，與其讓 OEM 設定固定值，不如回饋給 SoC 依據狀況調變，達到更好的筆電效能與續行表現。
不過呢，SmartShift 目前僅 Renoir 搭配 Navi 10 dGPU 可以使用，至於搭配 NVIDIA 獨顯能否啟用這功能，就要看 OEM 怎麼解了；總之，這代 Renoir 從官方提供的資料來看，規格、效能、功耗與續行表現都相當漂亮，而實際最終筆電體驗感受，就留待日後解禁在來與各位分享了。
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