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從2017年3月到現在，AMD重返高性能X86市場已經三年了。 在此期間，AMD推出了3代銳龍處理器、2代霄龍處理器，開始對桌面、筆記本、數據中心等三大主要市場發起攻擊，其中桌面市場最為成功，其次是數據中心市場，筆記本市場最為艱難。 為何筆記本電腦這塊骨頭最難啃？因為筆記本市場占了全球PC出貨量的7成，體量超大不說，而且對CPU的要求高多了——因為要考慮到續航、散熱，筆記本CPU不是性能或者性價比就能解決的，需要一攬子方案，各方面都要做好。 現在AMD終於有強力的筆記本處理器上市了，這就是今年CES展會上推出的銳龍4000系列處理器，使用了7nm Zen2架構，這是Zen2家族中來的最晚的一款產品，但也是最受期待的。 有關銳龍4000系列筆記本處理器的產品介紹我們之前已經發過文章了，本文的重點是架構，我們來看看它們的架構解析，深入了解一下AMD都做了哪些改變才讓銳龍筆記本成為真香選擇的。 一切的起點：7nm Zen2包打低功耗到高性能全部市場 AMD的Zen2處理器去年就發布了，大部分參數大家都耳熟能詳了，它是首款7nm工藝的X86處理器，並且在CPU微內核上做了大量提升，包括2倍的OP緩存、2倍的L1數據緩存、2倍的L3緩存等等。 ... 詳細的Zen2架構我們之前做過介紹，可以參考這篇文章——AMD Zen2架構深度揭秘：100％翻新 單核性能完美。簡單總結就是Zen2的IPC性能提升了15%（實測提升21%），浮點性能翻倍，多核數量翻倍，桌面輕鬆做到了16核32線程，伺服器做到了64核128線程。 ... 此外，AMD在這代處理器上是本著「一個架構打天下」的思路做的，就是用一款架構去覆蓋低功耗的移動市場到桌面、HEDT發燒級平臺，再到伺服器平臺的。 ... AMD的這種設計思路很好很強大，一個CPU架構囊括多種市場可以有效減少開發難度，節約時間，降低開發成本。 如果仔細看AMD官方的資料，大家會發現其實這個架構也是分為兩種類別的，桌面、HEDT、伺服器三者基本是一樣的，只有規模大小的不同，而代號Renior（雷諾瓦）的移動版銳龍4000系列其實就不一樣了，它沒有使用chiplets小晶片設計，而是回歸傳統思路，做了一顆高集成度的SoC處理器。 ... 至於為什麼，AMD發布的ISSCC論文其實解釋過了，因為在8核及以內的CPU中，使用小晶片的收益越來越小，成本降低的有限，而筆記本處理器對晶片的發熱、功耗及封裝體積更加敏感。 總之，在銳龍4000筆記本處理器上，AMD實際上是把7nm Zen2核心重構了一遍，跟其他產品的架構有所不同，目的就是滿足筆記本市場特殊的需求。 7nm銳龍4000處理器：2倍電晶體密度 體積還小了25% AMD之前表示銳龍4000系列處理器開發了至少三年，這大概也是它來得比做桌面版至少玩半年的原因吧，好在AMD交出的答卷是讓人滿意的，沒白等這段時間。 ... 首先來看整體效果，7nm銳龍4000 APU處理器在7nm工藝下的塞進了98億電晶體，密度翻倍，核心面積156mm2，但封裝體積只有25x35x1.38mm，比上代的銳龍3000系列APU處理器還小了25%。 ... 在這樣的條件下，銳龍4000系列APU處理器集成了最多8個7nm CPU核心、7nm Vega GPU核心、Infinity Fabric總線、LPDDR4X/DDR4主控，還有各種NVMe、PCIe、SATA、USBC、USB 3.1等IO接口。 ... 最後出來的結果就是這樣一款超高集成度的銳龍4000處理器，不論CPU、GPU性能、功能還是IO接口，亦或者是安全性，該有的都有了。 銳龍4000筆記本處理器：CPU IPC性能提升15% L3緩存有精簡 ... 在銳龍4000系列APU處理器上，CPU微內核跟桌面版的Zen2是一樣的，IPC性能大約也提升了15%，這裡就不詳細介紹了，之前的文章中已經詳細闡述了。 ...... 此外，銳龍4000的APU也針對功耗做了優化。 ... 不過筆記本的銳龍4000還是有一些區別的，比如CCX單元的L3緩存，桌面版/伺服器版是16MB，而筆記本減少到了4MB，主要原因在於L3緩存太占空間了，筆記本還是要考慮體積的，同時也有利於降低功耗。 銳龍4000系列處理器之GPU：Vega今又來 性能大提升 ... 與桌面版銳龍3000無需集成核顯不同，銳龍4000筆記本處理器需要iGPU，也就是核顯，而AMD的目標又很大，他們的核顯性能一直很強，這次更是直接塞入了7nm Vega GPU核顯，性能能頂輕薄本常用的25W獨顯。 ... 略微遺憾的是銳龍4000系列筆記本處理器沒用上RDNA架構，之前AMD解釋說時間上來不及，銳龍4000是3年前開發的了，當時只有Vega架構是最新的。 不過Vega架構GPU在7nm工藝上也獲得了重生，AMD不僅改進了性能，還用各種手段提升了能效，CU單元減少的同時提升了25%的峰值頻率，帶寬也增加了77%。 ... 最後的結果就是，在同樣的TDP功耗限制下，銳龍4000的7nm Vega浮點性能達到了1.79TFLOPS，3DMark的DX12測試Time Spy性能比上代12nm Vega提升了59%，性能顯著提升。 ... 在視頻編碼解碼方面，銳龍4000也升級了解碼單元，速度提升了31%，並且支持新的HDR/WCG編碼。 其他的VP9、H.264及H265/HEVC編碼中，4K 60Hz甚至4K 120Hz也不在話下了。 銳龍4000系列之能效：同TDP下單核大漲25% ... 正如前面所說，銳龍4000處理器是面向筆記本的，提升CPU及GPU性能是一方面，更重要的問題在於提升性能的同時還要降低能耗，這就要求能效非常高，銳龍4000因此成為AMD能效最好的CPU。 ... 根據AMD所說，在同樣15W TDP的限制下，銳龍4000處理器的CPU性能提升了25%，反過來說就是同樣的性能下，功耗也能降低25%。 ... AMD表示銳龍4000處理器中每單元的能效比提升一倍，其中7nm工藝帶來了1.47x的提升，IPC貢獻了1.15x的提升，設計帶來了1.17x的提升。 ... 在多線程性能上，銳龍4000處理器實現了2倍的每瓦性能比，其中25%左右的貢獻來自IPC及設計優化，75%左右都是來自7nm工藝。 ... 在Ifinity Fabric總線上，AMD也降低了每帶寬的能耗，先進的7nm工藝、動態功耗優化實現了75%的能效提升，低功耗下帶寬提升了77%。 銳龍4000系列之續航：OS系統級優化 ... 除了提升能效之外，銳龍4000系列處理器還在續航優化上下足了功夫，新增了OS系統級的低功耗狀態，還改善了各種功耗狀態的切換延遲。 ...... 在上代的筆記本處理器中，ACPI中只有一種功耗狀態，銳龍4000處理器中增加到了三種，不同狀態的切換、控制也更靈活，不再完全依賴OS調度。 ... 針對音頻，AMD推出了ACP（Audio Controlller）功能，因為一些語音識別助手，比如微軟的Cornata、亞馬遜的Alexa，它們是需要常駐後臺的，但又不能因為它們一直保持全速狀態，需要保持低功耗但又能及時響應，AMD這個功能開啟後能節省20%的功耗。 銳龍4000處理器之IO接口：LPDDR4、NVMe、USBC全到齊了 作為一個平臺，筆記本不光是處理器重要，IO接口也很重要，在這一點上銳龍4000也圓滿了，主流的接口都給配齊了，包括4xPCIe通道、NVMe及USB-C等。 ... 內存方面，銳龍4000系列集成了雙通道內存主控，支持LPDDR4X-4266及DDR4-3200內存，帶寬分別達到了68.3GB/s、512GB/s。 ...... USB-C接口也是未來的趨勢，銳龍4000原生支持USB-C接口，速率10Gbps，能夠支持2路4K顯示器輸出，比USB4及Thunderbolt 3還要強悍。 ... 最後，銳龍4000系列處理器還在安全性下了功夫，普通消費者對這個問題感知不強，但是商業用的筆記本對安全性有較高的要求。 總之，在銳龍4000系列筆記本處理器上，AMD不僅僅是升級了CPU及GPU兩大核心單元，而是從整個平臺的角度全面提升了銳龍筆記本的潛力，同樣的功耗下，CPU性能大漲25%，GPU性能提升60%，光這兩點就足夠讓它取代目前輕薄本中常見的CPU+25W GPU的組合了。 放寬功耗的話，AMD的銳龍4000H系列也直接殺到了遊戲本市場，以往AMD在這方面有所欠缺，這次輕薄本、遊戲本一舉兩得了。 ...

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