AMD Renoir APU技術細節分享,yes?

AMD正式公佈Renoir APU的技術細節,下面和大家一起探訪一下關於Renoir APU的強大之處:

更強更全面的SoC

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Renoir內部結構圖

從內部結構圖上面可以看到,Renoir APU整合了Zen 2 CPU、8個Vega CU和各種I/O、顯示輸出引擎、多媒體處理引擎,和桌面版CPU一樣,SoC中還集成了SMU(系統管理單元),不過它多了FCH和Sensor Fusion Hub,前者就是APU平臺的芯片組,後者用於收集各種傳感器數據。

再看到I/O部分,AMD仍然沿用PCIe 3.0,SoC一共具有16個通道,其中8個用於接駁獨顯,剩下的x8由廠商自行分配,可以用於NVMe和SATA存儲設備,也可連接網卡等外圍設備。當然新的I/O部分肯定是少不了原生USB-C支持的,它和新版顯示控制器一起合作,支持DisplayPort 1.4版本與顯示流壓縮技術(DSC),可以用菊花鏈的形式串聯輸出到兩個4K顯示器上。

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Zen 2內核架構圖,較Zen的改動有使用了全新的“TAGE”分支預測器,優化過的L1指令緩存,兩倍的微指令緩存,兩倍的浮點單元數據寬度,第三代AGU,加大的各種調度器、指令存儲隊列,兩倍的L1數據緩存讀寫帶寬,單個CCX擁有兩倍的L3緩存。以上這個改動促成了Zen 2相對於Zen有超過15%的IPC提升。

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在Renoir上面,單個CCX的三級緩存被削減到了4MB,相當於每個核心配備1MB的三級緩存。

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就像上面這張圖中的體現出來的那樣,APU的CCX面積明顯要比桌面版的CCX要小,這也有利於控制核心面積。

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GPU部分使用了成熟的Vega架構,不同點在於,Renoir APU上面的Vega是基於7nm工藝的,比最早的Vega要強上很多。因此這些CU也得以運行在更高的頻率上,單個CU的性能提升了59%,從而以更少的CU實現了更強的性能,單精度浮點運算性能比Ryzen 3000系列移動APU要高出27%。

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多媒體引擎得到了升級,對於HEVC,它能夠支持HDR/WCG(廣色域)的編碼,另外在編碼速度上提升了31%。

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內存控制器同時支持LPDDR4x和DDR4,前者規格可到LPDDR4x-4266,後者原生支持DDR4-3200,與桌面版相同。LPDDR4x-4266可帶來峰值為68.3GB/s的內存帶寬,對於GPU是非常有利的。

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SoC的內部互聯使用了Infinity Fabric總線,不過針對移動平臺進行了調整。

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改動最終結合到一起,形成了這枚Renoir APU,在臺積電N7P工藝的幫助下,它的核心面積控制在了156mm2的級別,晶體管多了兩倍,但是面積卻比上代小25%。

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頻率調度和電源管理

這次AMD著重優化了這一塊,Renoir APU的調度系統有很大的改變。

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如果用一圖流來表示,那麼就是該高頻的時候高頻,該低頻的時候低頻。在PCMark 10的應用啟動測試中,Renoir APU明顯有著更好的表現——在應用開啟時迅速變更至高頻狀態,開啟後迅速回歸低頻狀態。在節能與性能之間切換的速度提升了,並且會在低頻狀態保持更長時間。在測試中,其減少了59%的電能消耗量。

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新的STT(系統溫度追蹤,System

Temperature Tracking) V2頻率調度系統增加了頻率緩降措施,它不是常見的PL2時間結束或觸發溫度牆之後強硬地直接掉到PL1,而是慢慢降低自己的功耗,直到達到PL1。當然,AMD方面給PL2換了個名字,叫做STAPM(表面溫度感知電源管理,Skin Temperature Aware Power Management)Boost,而之後的“延程時間”稱為STT Boost,它將會監控筆記本的表面溫度,在合理範圍內最高允許SoC在Boost狀態下運行長達四倍的時間。

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Renoir APU的這套整合電源管理方案可以大幅簡化OEM廠商的嵌入式控制器(EC)的設計,讓廠商在調度上面做到更好。系統將會根據用戶偏好、操作系統指令、BIOS及驅動報告的狀況以及硬件監測情況來決定SoC的運行狀況。

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處於最上層的是用戶偏好,舉例來說就是在Windows自帶的電源管理中自行選擇需要的性能模式。當然,OEM的軟件也可以提供相似的調整選項。SMC將會根據偏好設定功耗上限。

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在用戶層下面的是操作系統層,它會根據即將要運行的活動來調整電源狀態,這裡Renoir APU一共提供了三種狀態,分別為正常運行、節能和深度節能。

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BIOS和驅動在操作系統和硬件層之間,前者包含OEM設置的信息,同時還會反饋系統運行狀態,後者可以提供當前硬件上面的負載,比如說顯卡驅動可以提供當前GPU上面正在跑3D渲染還是遊戲應用。SMC會根據這些信息來調整系統電源狀態。

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最下面就是硬件層,SMC將會根據當前SoC活動的信息來調整頻率,當然,更高層次的調整可以影響硬件層面的調整。

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總而言之,新的頻率和電源調度系統可以在讓SoC反應地更迅速的同時儘可能地延長設備的續航時間。

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除了軟件方面的調整外,由工藝進步和硬件設計層面給到的幫助也是相當重要的。

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AMD還給出了一系列的實測數據,參考機型為搭載Ryzen 7 4800U的聯想Yoga Slim 7,對照機型為使用Core i7-1065G7的XPS 13,為了公平性,AMD調整了XPS 13的電池容量到同一水平線,後者的Ice Lake擁有Intel平臺最新的電源管理技術。在PCMark 10和3DMark的測試中,Yoga Slim 7均擁有更好的表現。不過在Cinbench R20、視頻回放、開屏待機和關屏待機這四個項目上仍然不及使用Core i7-1065G7的XPS 13,但相比於上代,已經有了非常大的提升。

SmartShift:3A平臺有了新的核顯/獨顯切換機制

現在我們能夠得知這套機制的原理了,首先,它是一套AMD平臺獨家方案,只有在使用Ryzen APU和Radeon RX顯卡時才能夠使用。

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平臺通過Infinity控制總線整合SoC內部和獨顯的狀態(實際上獨顯通過PCIe總線發送自己的狀態),兩者工作在同一個虛擬域中,此時獨顯的電源狀態將會由SoC來接管,SoC將會像管理自己的集顯一樣管理這顆獨顯的電源狀態,它的性能標定由平臺DPTC決定。

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它實際上是STT V2的一個組成部分。在支持SmartShift技術的機型上面,獨立顯卡將會提供一個新的數據源,SoC的SMC將會參考它的狀態來協同調整整個平臺的電源狀態。在該技術的支持下,整個平臺的性能可以完整的發揮出來,SoC的睿頻時間也會更長。

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AMD 是否 yes?讓我們拭目以待!


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