硬件技巧 篇143：推翻重做：同为Zen2架构，锐龙移动版CPU和桌面版的差异巨大

创作立场声明：Tony哥的PC日常

延续Zen2的真香定律有多难？

7nm制程为AMD书写了太多奇迹，而第3代桌面级Ryzen处理器就是其中最好的例子。作为Zen2架构的最后一款产品，Ryzen4000系列U/H/HS移动版APU处理器，不仅没有复刻桌面级锐龙的封装结构，甚至从多年前的研发阶段，就和桌面版产品双路开拔，走了完全不同的两个设计路线：

上图Zen2家族中，除最左边的Mobile处理器之外，所有产品都采用Chiplets结构设计

简单来说，Zen2架构是一款绘画工具，两个画家分别拿走之后，用它来画出截然不同的两幅画作，其中差异可想而知。幸而，殊途同归，*级制造工艺（画工）加上优秀的架构（工具），让这两款针对完全不同用途的CPU产品，都能在各自战场中斩获胜果。

AMD Ryzen 4000系列CPU核心结构图一览（单芯片设计）

以下，我们从AMD的官方材料中，进一步了解一下第4代移动版Renior（雷诺阿）锐龙处理器，好在3月26日全系列产品发售之时，做到心中有数，选好最适合自己的那款Ryzen4000系列移动产品。

从Chiplets到SoC、分核到单核的设计回归

AMD为保证设计、结构成本、产能等多方面的最优化组合，为桌面级Zen2处理器采用了Chiplets小芯片分核封装结构。这种设计不仅降低了I/O芯片在CPU核心中共存时遇到空间难题，还在最初的TSMC 7nm产能爬坡期间，有效提高了Ryzen CPU的核心产能（I/O芯片依然沿用格罗方德的12nm生产线）。

桌面级Ryzen3000处理器：上方两颗小核为7nm 锐龙CPU，下方大核为12nm I/O芯片

但是，Zen2移动版锐龙处理器根本无法采用这样的设计，原因非常简单：空间不足！

移动版Ryzen4000处理器，单芯片设计，IO/CPU核心“共处一室”

笔记本电脑对功耗、发热量、芯片体积有着严格的要求，而Ryzen4000系列移动版CPU的设计早在2017年就已经着手准备。工程师在进行一系列论证之后，舍弃了Zen2桌面版的Chiplets方案，不再使用额外的12nm I/O芯片，而是完全使用7nm工艺打造一颗完整的Zen2 CPU：

因此，桌面级Zen2分由两颗Die完成的CPU结构，在移动版完全使用7nm在一颗芯片上打造（图源：TPU）

备注，上图不同颜色区域之说明：

• 黄色：Zen2架构的8核心处理器模块，中间的8颗横置“田字格”为8MB L3缓存；

• 红色：Renior雷诺阿7nm Vega核显，自上而下横置8组Compute Unit，合计512SP。另外，本代Vega核显的3D运算处理模块为旧款Vega架构（同Vega64、Radeon VII），而显示特性、媒体编解码引擎部分则是最新的Navi架构；

• 深紫色：Infinity Fabric总线模块；

• 棕橙色：内存控制器；

• 绿色：Soc I/O输入输出模块；

• 浅蓝色：内存物理层界面

和桌面级Zen2处理器相比，移动版的SoC一体化设计优缺点同样明显：

• 无需Chiplets的额外总线连接，带宽大增，核内延迟显著降低；

• 较前代12nm移动版CPU相比，在同样156mm²的内核面积上，容纳了98亿只晶体管（密度翻倍）；

• 最大只能塞进8颗锐龙CPU核心，无法像桌面级一样额外多装一颗CCX芯片；

• 一颗芯片上还需为Vega核显留出空间，导致L3缓存容量以及核显CU单元规模有所减少。

因此，除了三级缓存容量缩减有可能带来一定的性能损失之外，7nm制程下新版Vega核显的CU运算规模也较前代产品有所减少。不过，有关这个问题，笔者在去年12月的文章中就有所说明，点此查阅。以下，我们就一起看看这个“饱受争议”的Renoir Vega核显吧。

新一代核显：Vega+Navi混血，59%的性能提升

在去年有关Renoir的爆料中，第四代桌面级APU是否沿用12nm I/O芯片的问题尚未有明确定论（小概率上7nm），但Ryzen4000系列移动版对比Ryzen3000系列移动版APU的Vega核显部分，7nm的升级则是显而易见的了：

12nm Vega升级为7nm Vega，GPU核心频率大涨、显存带宽大涨

核显部分的制程升级，并不能因同是Vega架构，就比照当年14nm的Vega64~7nm的Radeon VII的历史经验。从实测来看，在3DMark测试的单CU性能对比*结果上，Renoir对比前代毕加索有59%的性能提升，AMD工程师对核显部分的结构、制程优化并非简单把大号晶体管缩小那么简单：

上图右侧为性能提升原因分析：约70%的因素源自7nm工艺提升；约20%来自频率提升；约10%源自设计改良。

*注：有关“单CU性能”是指：两代Vega核显的评测总分除以各自CU数量之后的对比。

在视频编解码方面，新Ryzen4000系列效能提升显著，支持高达4K 120Hz规格的媒体流

Vega部分小结：很多读者看到Ryzen4000移动版APU的Vega渲染单元数量变少，就认为新一代APU的显卡性能将会降低。实则不然，即便同为Vega架构，在7nm制造工艺的优化以及设计改良的基础上，依然可以带来显著提升。虽然不能达到RX5500XT以1408SP打胜RX580 2048SP的战绩，但同CU规模上约59%的提升，对核显来说已经非常难得了。

另外，据说新一代桌面级APU有望加入13~15CU（832~960SP）规模的超级核显(๑•̀ㅂ•́)و✧

IPC性能提升15%，单线程性能提升25%，单位功耗效能翻倍

IPC性能由架构设计决定，Zen2较Zen+提升15%的IPC性能已是老生常谈，这里不再赘述。对移动端Ryzen4000系列处理器更高的期待，不仅在于核心线程数大涨，还要看单位能耗（每瓦性能）的改良：

来自AMD官方指标：IPC性能提升15%；图像性能每CU提升59%

与前代Zen+相比，Zen2架构的Ryzen4000系列APU的每瓦性能翻倍

有关这个“每瓦性能翻倍”，AMD解释了性能增益的来源：

• 15%源自IPC性能提升；

• 17%源自设计改良提升；

• 47%源自7nm制造工艺提升。

在单线程性能上，同样15W的Ryzen7 3700U对比Ryzen7 4800U，性能差距高达25%

在续航方面，Ryzen4000做了简单粗暴的介入机制：

从前代毕加索APU的一种ACPI高级电源管理模式，升级为雷诺阿APU的3档ACPI，且无需操作系统介入，自行管理

小结：罗嗦这么多，总而言之一句话：7nm解决了近70%的问题，Zen2架构改良解决了20%的问题，把这颗CPU生产出来解决了其他的问题。对于功耗和续航问题，笔者将在月末入手新本之后做实机测试，这个问题只能自己跑测试才能得到客观正确答案，纸面参数往往过于美化。

设备接口大换代：内存、硬盘、数据通道统统升级

2020年了，作为移动平台也应该具备足够的设备接口，新一代Ryzen4000在这个方面补全了前代Zen+的短板，Wifi6、4组PCIe通道、NVMe硬盘通道、LPDDR4X 4266内存等等应有尽有。

作为一款移动CPU，各通道总线类型算是相当全面了

高达10Gbps带宽的USB-C接口

内存方面，支持峰值速率高达68.3GB/s的LPDDR4X内存以及51.2GB/s的DDR4-3200内存

总结：一步一个脚印，Zen2移动版的力道够深

关于特性和性能对比方面，上面说得够多了。作为总结部分，其实用以下两篇文章的标题就够了：

• 《AMD 6核心锐龙5笔记本登场，顺捎用3499的定价，击溃了自家产品线》

• 《6999的AMD Yes!华硕推8核锐龙7笔记本:配RTX2060显卡及144Hz屏幕》

意思很简单，15W的低功耗6核Ryzen5 4500U，预售价3499元；45W的标压版8核Ryzen7 4800H配RTX2060显卡以及144Hz的IPS电竞屏，预售价6999元。你告诉我Intel此刻该用什么样的表情来面对这一事实？

Intel：“对不起，我不知道此刻该用什么样的表情... ...”

综上所述，AMD用Zen2架构打造的Ryzen4000系列移动版处理器，显然是要复刻2019年桌面级CPU市场的辉煌战果了。不仅如此，凭借AMD对7nm DUV的熟用，以及TSMC当前在7nm阶段逆天的良品率，上述预售价格恐怕还有足够的下降空间。别忘了，神舟战神、华为小米们还没出手，这几位国产杀价帮大厂一经登场，必然比华硕宏碁还要便宜。

AMD这波Yes吗？大家说吧~

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