AMD发布Ryzen Mobile移动版APU：Vega集显，更新的Zen架构

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AMD回归高性能计算领域的最后一块拼图是笔记本。Ryzen、Threadripper和EPYC使用由2个CCX组成的8核Zeppelin模块这一基本单元，而移动端方面则把1个CCX + Vega集显集成进一块芯片，提供最多4核心、10个Vega CU，TDP仅为15W，CPU性能相比前代提升200%，GPU性能提升128%。惠普、联想和宏?在今天（或者近日）会发布基于Ryzen Mobile的笔记本，更多厂商应该会在一月的CES带来他们的产品。

Ryzen 7 2700U、Ryzen 5 2500U都是15W TDP，使用和Intel相同的-U后缀。这两款15W产品瞄准了当前由Intel统治的超极本市场，同时Vega集显将会成为游戏、专业软件加速的一大卖点。

两款APU都有4个Zen核心+SMT，提供8个线程。基础频率都在2.0-2.2GHz，但全核加速要高很多。2700U的最高加速频率为3.8GHz，2500U为3.6GHz，对于15W处理器来说很高，但AMD称这样的频率在设计上更接近能效Sweet Spot。与Intel一样，AMD也提供可配置TDP，范围9-25W。cTDP应该不会改变频率，但会对加速配置稍有影响。

Raven Ridge晶片

Zeppelin晶片

4个Zen核心组成单个CCX，也就没有了桌面版2个CCX之间通信延迟的问题。相比桌面版，移动版的CCX L3缓存削减至4MB，每核心1MB。Zen核心的L3为victim cache，所以大部分应用影响很小；但L3的频率会很重要，因为它和集显有关联。

Raven Ridge芯片设计上有11个Vega CU，Ryzen 7 2700U启用了其中的10个，称为“Vega 10”；Ryzen 5 2500U则是只有8个CU的“Vega 8”。AMD没有提供集显的基础频率，最大频率为1300MHz、1100MHz。AMD强调的要点之一就是能够在CPU和GPU之间转移电源，来一直保持最大性能的能力。

内存支持方面，两款APU都支持DDR4-2400，但AMD说是否标配双通道内存全取决于厂商。有的厂商会理解成“能够”升级到双通道，出厂时就标配单通道，留下一根空插槽。Ryzen Mobile APU采用IF连接CPU和GPU，AMD称IF的带宽和延迟均优于PCIe。

Ryzen移动版笔记本即将上市

PPT上有3款惠普Envy X360，宏?Swift3和联想Ideapad 720S。

15.6寸的惠普Envy是最大的，Ryzen 7 2700U / Ryzen 5 2500U，1080P IPS屏幕，双通道DDR4-2400，重量2.15KG，11月上市，售价699刀起。

13.3寸的联想Ideapad 720S更小一些，Ryzen 7 2700U/ Ryzen 5 2500U处理器，可选1080P IPS / 4K IPS屏幕。机身使用与同型号Intel机型一样的设计。【蛋疼的是】只支持单通道DDR4 2133且无法升级。重量1.14KG。

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Swift3则稍有不同 – 它的cTDP为25W，说明加速时间更长，性能也会比其他两款更好。配备15寸1080p屏幕，支持双通道DDR4 2133，没有提到升级方面。

AMD选择了性能

注：所有测试结果均来自于AMD的PPT，是否准确还需要实测证明。

AMD称Ryzen Mobile各方面都超越了既定目标。相对前代产品，Ryzen Mobile提供+200%的CPU性能，+128%的GPU性能，功耗却降低了58%。

此前AMD Analyst day上的PPT只有50%、40%、50%；

200%的CPU提升来自于双倍的核心/线程数（+100%）和IPC提升（+52%），说明当时50%的数据很不准确，可能是算错了。

PPT尾注称提升用CB R15多核计算 – 2700U为719cb，9800P为240cb，正好3倍；

GPU方面，从8个GCN3 CU升级至10个Vega CU，这已经是25%的基本规格提升；最大频率也从758MHz提升至1300MHz，这也有70%的增加，一共112%的性能增长，再加上架构改良，差不多128%。尾注称这是根据TimeSpy分数的计算结果。

至于功耗，58%的功耗降低使用CinebenchR15多核运行过程中的整机功耗计算。Ryzen 7 2700U消耗1594焦耳，而FX-9800P为3782焦耳，1594/3782=42% – 降低58%。

整体性能

AMD称程序启动速度提升了20-40%，启动速度不仅和CPU性能有关，存储和内存性能也有很大影响。

AMD也给了POVRAY、PCMARK10、TRUECRYPT和PASSMARK的测试数据；AMD也列出了8250U的数据，但没有放进表里:

有意思的是i5比i7分数更高。i7是宏?Spin5，i5则是Spin3搭载的。可能Spin3散热更好，但i5在每个测试都比i7高是事实，也比Ryzen 5要高(除了TrueCrypt）。让人不禁联想为何AMD没把i5的数据放在上面。

四核对四核，AMD想宣传Ryzen Mobile有更好的性能，尤其是计算密集型应用。我本以为Ryzen Mobile会在PCMark 10里表现出色 – 需要CPU和OpenCL，Zen + Vega的组合并没有达到我的预期。

在这里AMD的15W四核Ryzen移动版性能击败了91W的Intel CPU – 7600K，CB R15高了8%。

游戏性能

测试使用惠普Envy x360，搭载Ryzen 7 2700U，双通道内存

英雄联盟 1080P中效：59FPS
DOTA 2 1080P/最快+：49FPS
守望先锋 720P/低/79%渲染：66FPS
CSGO 1080P中效：49FPS
雷神之锤 冠军 720P 高特效：43FPS

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初看结果并不惊艳 – 成绩都是平均帧，60FPS感觉有点艰难。但AMD还给出了第二个买点：Vega 10和Vega 8都支持FreeSync 2面板，主要是30-60Hz范围的面板。鼓励OEM采用几乎不花额外成本的FreeSync面板，搭配Vega集显的性能，打造游戏笔记本。这是个很好的策略；就看是否能成功了。

更好的加速模式

桌面版Ryzen发布时，SenseMI技术下包含了5项技术：

Pure Power
Precision Boost
Extreme Frequency Range
Neural Net Prediction
Smart Prefetch

Ryzen Mobile则采用更新的SenseMI

Precision Boost 2

大多数CPU加速算法都通过侦测多少核心和线程有负载，判断CPU是否有足够的电源/散热空间，然后应用电压。这也是大多数X86 CPU厂商在过去会给出基于核心数量的加速频率，散热/电源条件允许的情况下，满载核心数量不同频率也就不同。

AMD给了Ryzen Mobile新的加速模型。当系统处于P0（峰值）加速状态，会使用新的机会加速算法，它由CPU温度、电流和负载控制，而不是根据满载的核心数量。算法也考虑到了外界环境，比如表面温度传感器和续航，会尽可能提供最适合的加速频率（不管是单核还是全核负载的情况下）。

Precision Boost 2也提供25MHz粒度（与一代相同），第二代的改善点大意是：如果有许多CPU核心空闲，后台程序在进行轻度负载（比如更新）时，就不会因为更多核心开始活动而降频500-800MHz，而会继续保持高频率。

AMD称这对实际体验有很大作用，特别是游戏之类线程负载变化较大的程序。

桌面版Ryzen的Precision Boost和XFR

询问Precision Boost 2是否也会在下代桌面版Ryzen用到，回答称八九不离十。

移动版XFR（mXFR）

移动端通常要受到散热、功耗、续航和续航方面的诸多限制，不少厂商并不愿意提供“额外的”加速频率。因此大多数Ryzen Mobile笔电都不会有mXFR – 除非厂商肯下功夫设计好的散热，AMD才会同意给该机型开启mXFR。【不觉得这是个坏事】

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mXFR在Precision Boost 2基础上再上一层，同时cTDP也应该会更高。宏?的Ryzen Mobile笔记本开启了mXFR，因为机身散热设计是25W。Ryzen Mobile的cTDP上限刚好也是25W。

视频编码/解码能力

Ryzen Mobile拥有Vega的完整编解码能力。Ryzen Mobile可以硬解VP9这一油管最爱的编码，算是一大利好。

电源管理

设计处理器时，供电与微架构同样重要。供电有很多种方式，通常设计者会选择在设计难度、芯片面积、能效和复杂程度之间进行权衡。

最好想个简单的设计。全部CPU核心共用1个Power rail，电压也相同，再给集显1个，内存控制器1个。让主板管理输入电压，每个部分也容易管理。

【Power rail / Voltage rail 电源轨：电源提供的某个电压值的输出】

也可以给每个核心设置不同电压，独立管理。设计上更复杂，需要更多的控制，但最终可以降低不少功耗 – 单核满载时没必要把所有核心都提到4.0GHz。缺点是可能需要给每个核心单独1个Power rail，主板设计将会更复杂，成本更高，效率也不一定高。

最后也可以只给处理器 1个Power rail，在CPU内部用稳压器设置不同电压。听起来这样的芯片设计会很复杂，因为事实就是如此，但带来的回报也最高。AMD选择了最后这种方案。

这种设计最大的好处在于，只把电力输送到所需的地方，同时保证低损耗和高效率。全部难关都在设计阶段解决，实战时表现更好。这张PPT里AMD展示了具体方法：在3DMark图形测试里让1个核心跑在半速，内核发送指令并进行基本的物理计算时，另1个核心缓慢提频；当进入真正的物理测试，GPU降频，CPU频率同时提升。配合细粒度控制，只要反应够快，就能达成高能效。

AMD称上面这部分为“Synergistic Power Rail Sharing”，意味着单个Power rail。Intel在Broadwell和现在高端Skylake-X上也这么做过。Intel以前用过FIVR的地方，AMD用了分离VDD封装rail，每个CPU核心和CU – voltage island都有自己的LDO。每个Voltage island都有根据自身用途所优化的LDO，当该部分闲置时LDO就会作为Power gate – 功率门限关闭它。

AMD的设计能够降低主板成本和复杂度，对处理器的控制也更好，代价是控制电路会更多。

Intel首次采用FIVR时说发现大电感比线性LDO效率更高，因为LDO在低功耗下效率较低。我们向Sam Naffziger – AMD电源专家请教，他说是的，闲置时能耗比可能会比预想的低几个点 – 但对比满载的核心，闲置核心的功耗就微不足道了。Sam说如果LDO完全处于power gating状态，相当于关闭，无论实际效率如何，剩下的功耗都已经非常低。Sam说他们为了把LDO做的能效更高并确保正常工作，付出了很多努力。总的来看，总体电流需求降低了36%，降低了主板上的供电需求，散热设计也能做的更小更紧凑。

AMD称Intel第八代Kaby Lake-R的电流更高，特别是达到PL2电源状态时会达到第七代的两倍以上。

单Power rail设计的缺点，在我来看，CPU和GPU分别管理电源会更难。

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有了对单独核心的电压控制，基于外部传感器、电流和冗余电源，AMD可以给每个核心和GPU调教动态电压/频率算法。只要线程不在核心间移动，就能识别负载最高的核心，直接对其供电。

睡眠竞赛

过去有过待机竞赛 – 相比静态（定频）和动态（on demand），只在有负载时提升功耗，总体功耗更低。现在则是睡眠竞赛：比赛谁能让芯片在睡眠状态间更快地切换。如果芯片某部分每50ms接受一次请求，25ms处理，就有25ms的睡眠窗口 – 如果无法在10ms内完成进入并切出睡眠，就没必要关掉它了。

厂家在睡眠竞赛中通常用各种睡眠状态互相竞争，新的睡眠状态能够更快地切换，功耗也更低。归功于LDO的使用，Ryzen Mobile新增了睡眠模式。

每个核心都有了自己的LDO，位于各自的voltage island，也就能够各自独立地进入睡眠状态。AMD CC6状态下，把核心大部分关闭，只留下L3以便其他核心使用 – 进出CC6状态只需要100ms。全部核心处于CC6状态时，LDO也会关闭L3，此时称为CPUOFF状态，功耗降低更多，进出延迟只有1.5ms【这时整个处理器几乎关闭，需要更快的反应速度】

对于集显也一样：LDO可以门控掉GPU的95%，包括CU、编解码固定单元和显示管线中的部分。Uncore部分依然激活，以防GPU其他部分用到它。满足特定条件后集显也能进入GFXOFF状态，节省大部分电力。

当CPUOFF和GFXOFF同时开启，系统可以完全开启VDDOFF，把整个处理器的大部关闭。听起来好像是关机了，但留下来的显示管线依然能够保持开机状态。AMD称 Windows待机、屏幕静止、后台也无程序占用时，处理器99%的时间会处于VDDOFF状态。

功率门限控制的一部分来源于InfinityFabric，IF有SDF和SCF两部分。为了维持系统开机状态，即便是VDDOFF模式下处理器的某些部分也要保持激活，AMD用IF把处理器分为两块：

A块：显示刷新中仍能保持关闭的部分

B块：显示刷新在需要短暂激活的部分

60Hz面板每16.6ms会刷新一次，处理器的某些模块依然要保证帧缓存。显然如果帧缓存经常需要更新，处理器也就经常被唤醒，这种做法更关注显示静态图片时的节能，更接近手机和平板SOC。

B块越少，能够节省的电力也就越多。AMD用状态机控制帧缓存和不同块，PPT上显示只有IMC、显示控制器和多媒体集线器属于B块，显示器刷新时需要激活，其余部分都能关闭。

这样就能降低更多功耗。下面是AMD给出的静态时的续航。

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AMD称续航会有很大提升。VP9回放时间提升一倍（GPU能硬解VP9了），1080P H264回放提升15%。听起来不多，但在关键时刻能救急。

Ryzen Mobile：Zen 1.5

短会上有媒体问到为何新APU编号是2000系列而不是1000，AMD客户业务部副总裁Kevin Lensing解释说，有太多想法没来得及放进Ryzen桌面版，最后放进了Ryzen Mobile，比如Precision Boost 2。尽管微架构上没有改动，依然是Zen，但Ryzen Mobile上的Zen架构更接近于AMD的预想。他没有对下代桌面版命名作出评论，不知道是2000还是直接到3000系。

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每个人都想问Zen核这样的高性能高功耗核心如何做到这么低的功耗：旁边还有个大号的集显。在我们的桌面Ryzen测试中，单核功耗最低为8W，Vega也不是省油的灯 – 把4核+Vega集显做到15W似乎比登天还难。AMD通过新的手段成功做到了这一点。AMD也和3家OEM紧密合作，今天发布了3款系统。

性能方面，Ryzen Mobile有4核8线程，频率最高3.8GHz，CPU性能足矣。GPU性能也提升了，AMD还准备给Ryzen Mobile配上FreeSync面板。高负载任务功耗降低显著，每瓦性能达到原来的270%。更令人惊艳的是平衡CPU和GPU的方法：手段复杂，功耗表现更好，续航提升15-30%。

今天发布AMD与惠普、宏?和联想合作带来了3款笔电，没有一款是高端的旗舰，都是600-1000刀的中端笔电。

AMD仍有不少困难要克服。首先是重新培训大型电商的销售队伍，他们只认为AMD等同于低价选择。如果这些人把Ryzen Mobile也一视同仁，就不会推荐AMD笔记本。

第二，需要向大众宣传 – 多年负面用户体验带来的恶性循环之后，AMD必须能让用户信服：可以考虑AMD笔记本了。可以通过评测做到这一点。

第三，在营销上AMD还落后Intel：Intel试图向用户定义硬件新的用法，而AMD一直在传达“还有我，我和他一样好”的信息。【男默女泪】之前我们发现大部分Intel用户并不知道自己用的是什么处理器 – 对这些人说“我也一样好”的话，可能会引起“那么之前出了什么差错”的疑问。AMD需要一轮XPS13或者Zenbook这种旗舰来吸引消费者的目光。

我们向这三家OEM询问情况，只有1家即时答复。看起来现在测试样品还不大可能，保持关注吧。

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via：https://www.anandtech.com/show/11964/ryzen-mobile-is-launched-amd-apus-for-laptops-with-vega-and-updated-zen

原作者：Ian Cutress

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