《微型計算機》評測室

7nm+Zen2就是主要提升新一代“Renoir”APU技術(shù)解析

雖然新一代APU由多款產(chǎn)品組成，但它們有一個最大的共同點就是采用Zen2架構(gòu)處理器核心，同時從CPU核心、內(nèi)存控制器、PCIe控制器到GPU顯示核心全都采用7nm生產(chǎn)工藝打造。相對于上一代處理器架構(gòu)，Zen2架構(gòu)處理器核心的IPC（InstructionPerClock，CPU每時鐘周期指令執(zhí)行數(shù)）提升了15%，這主要得益于Zen2架構(gòu)在內(nèi)部進(jìn)行了大幅度改良，包括使用新的前端架構(gòu)，如加入TAGE分支預(yù)測器、更精準(zhǔn)的指令預(yù)取功能，優(yōu)化了指令緩存，同時將微操作緩存從2KB提升到4KB;在整數(shù)運算單元上，Zen2架構(gòu)提升了數(shù)據(jù)載入和存儲帶寬，對數(shù)據(jù)載入和存儲指令進(jìn)行管理的AGU單元從兩個提升到了三個，并提升了指令的每周期發(fā)射數(shù)。在浮點運算單元上，它的快速內(nèi)容創(chuàng)建性能提升了兩倍，兩個浮點運算單元采用256bit設(shè)計，不僅具有更大的吞吐量，同時也實現(xiàn)了對AVX-256指令的支持。此外浮點運算單元的數(shù)據(jù)載入和存儲帶寬提升了兩倍，使得數(shù)據(jù)的傳輸更具效率，并減少了與整數(shù)單元出現(xiàn)沖突的概率。

除了在架構(gòu)設(shè)計上的進(jìn)步外，新一代“Renoir”APU在宏觀布局上也采用了全新的模式。它采用了SOC單芯片設(shè)計，將CPU計算核心、I/O部分、Vega顯示核心以及安全管理芯片，各種多媒體引擎全部整合在一塊芯片上，并統(tǒng)一采用7nm工藝打造，內(nèi)部通過InfinityFabric總線與各個模塊進(jìn)行通訊。

生產(chǎn)工藝方面，新一代APU采用了TSMC臺積電7nm生產(chǎn)工藝，7nm工藝的采用將AMD處理器的晶圓密度提高了2倍，在相同性能下，功耗可以降低一半，而在相同功耗下，性能較前代產(chǎn)品可以提升25%。正是得益于7nm、Zen2架構(gòu)的采用，新一代APU的處理器核心數(shù)量達(dá)到了最多8顆，處理器最高加速頻率也從之前的4.2GHz提升到了4.4GHz。當(dāng)然，鑒于使用APU的主要是預(yù)算有限的用戶，所以新一代APU的處理器規(guī)格相對于同級第三代銳龍?zhí)幚砥鬟€是要弱一些。如其旗艦8核心銳龍7PRO4750G的三級緩存容量為8MB，而在技術(shù)規(guī)格上與其相近的銳龍73700X的三級緩存容量達(dá)到了36MB。同時銳龍73700X處理器支持PCIe4.0技術(shù)，而新一代APU全系只支持PCIe3.0。

顯示核心方面，新一代APU沒有太大的升級，仍是沿用基于GCN架構(gòu)的RadeonVega顯示核心，且可能是考慮到處理器核心數(shù)增加，為有效控制芯片規(guī)模與功耗，新一代APU顯示核心的流處理器數(shù)量反而有所減少，其旗艦產(chǎn)品如銳龍7PRO4750G也只配備了8個CU計算單元，流處理器數(shù)量為512個、紋理單元有32個，ROP光柵單元數(shù)量為16個。而上一代APU旗艦銳龍53400G則擁有11個CU單元，因此流處理器數(shù)量達(dá)到了704個。不過得益于7nm工藝的采用，新一代APU的圖形核心工作頻率大大提升，達(dá)到了最高2100MHz，上一代銳龍53400G的顯示核心頻率則只有1400MHz。因此工作頻率的提升從理論上來說，可以有效彌補流處理器數(shù)量的減少。

目前新一代銳龍APU主要由銳龍4000G、銳龍PRO4000G、速龍3000G、速龍PRO3000G這四個系列的產(chǎn)品組成。它們的主要區(qū)別在于處理器核心數(shù)量、處理器工作頻率、緩存容量、TDP功耗、顯示核心流處理器數(shù)量和顯示核心工作頻率等技術(shù)規(guī)格上。所有新一代“Renoir”APU都支持DDR43200內(nèi)存或LPDDR4x4266內(nèi)存，所有型號標(biāo)有“GE”的產(chǎn)品都是低功耗APU，TDP只有35W，而型號中標(biāo)有“PRO”的型號則意味著這款處理器支持AMDPRO商用技術(shù)。與英特爾的博銳Vpro技術(shù)類似，支持PRO商用技術(shù)的AMD處理器集成了安全處理器，有助于保護(hù)數(shù)據(jù)的機密性和完整性。而特有的MemoryGuard功能，則可對系統(tǒng)內(nèi)存進(jìn)行實時加密，防止在電腦丟失或被盜后數(shù)據(jù)受到物理攻擊。同時每一款A(yù)MDPRO處理器都擁有一系列基于開放式標(biāo)準(zhǔn)、跨CPU的全面管理功能，包括支持資產(chǎn)庫管（AssetInventory）、KVM、遠(yuǎn)程管理固件更新（RemoteManagementFirmwareUpdate）和微軟云端管理工具（MicrosoftEndpointManager），因此PRO系列APU更適合企事業(yè)單位或?qū)I(yè)用戶選用。此外與上一代APU不同的是，新一代“Renoir”APU主要面向SI（系統(tǒng)集成商）和OEM市場，在一段時間內(nèi)，我們只能看到采用它們的整機產(chǎn)品，在DIY零售市場上則比較少見。

“Renoir”APU實際產(chǎn)品簡介onebotL24A1一體機電腦

正如我們前面所說，由于新一代“Renoir”APU主要面向整機市場，因此我們通過采用旗艦級APU：銳龍7PRO4750G的onebotL24A1一體機電腦對其進(jìn)行了體驗。onebot中文名“曼波”，它是七彩虹集團旗下的子品牌之一，專注于一體機、電競硬件生態(tài)鏈建設(shè)的創(chuàng)新型科技品牌。onebotL24A1是一款體型小巧的一體機電腦，預(yù)裝Windows10家庭中文版系統(tǒng)，售價在5299元左右。除了銳龍7PRO4750G這顆核心，它還采用了擁有178°廣域視角、72%NTSC色域，基于三面窄邊框設(shè)計的23.8英寸IPS全高清顯示屏，配合這款一體機提供的VGA和HDMI顯示接口，可以外接顯示器實現(xiàn)雙屏復(fù)制或擴展模式輸出。

此外，這款一體機在設(shè)計上也有一些獨到之處，如在顯示器支架上內(nèi)置一個USB-HUB，只要通過附送的連線連接一體機底部的USB接口，顯示器支架上的三個前置USB2.0接口即可使用，可以讓用戶更方便地使用USB設(shè)備。同時，廠商還為這款一體機的底座設(shè)計了一個24cm的刻度尺，方便工程師、美編在工作時進(jìn)行快速測量。

為了充分發(fā)揮出銳龍7PRO4750G的性能，onebotL24A1內(nèi)部配備了IPASONA300主板（A300是AMD為SFF迷你型電腦設(shè)計的芯片組），總計16GB雙通道DDR43200內(nèi)存，內(nèi)存延遲設(shè)定為22-22-22-52@1T。存儲部分，本次測試所用的L24A1一體機電腦則配備了512GB三星PM981NVMeSSD。這款SSD采用三星Phoenix8通道主控芯片，配備512MB緩存，標(biāo)稱最高連續(xù)讀寫速度分別可達(dá)3000MB/s、1800MB/s，SSD板載三星64層堆疊的3D-NANDTLC顆粒。為了方便用戶使用，除了板載瑞昱千兆有線網(wǎng)卡外，這款一體機還提供了支持Wi-Fi6無線協(xié)議，在160MHz下最高速度可達(dá)2.4Gbps的英特爾AX200Wi-Fi6無線網(wǎng)卡。為了讓用戶在使用一體機時就能享受到不錯的影音效果，這款一體機還配備了由兩個4Ω3W喇叭組成的立體聲音頻系統(tǒng)。

散熱方面，onebotL24A1一體機電腦采用了由兩個滾珠風(fēng)扇、4根8mm復(fù)合熱管組成的散熱系統(tǒng)，配合頂部眾多的出風(fēng)口可以快速帶走機內(nèi)的熱量。需要注意的是，可能出于降低功耗、發(fā)熱量與運營成本的考慮，這款onebotL24A1一體機電腦配備的是額定功率120W的外接電源，因此肯定會限制處理器在高負(fù)載下的工作頻率，畢竟銳龍7PRO4750G的TDP就有65W，還要加上顯示屏、SSD和內(nèi)存等其他配件的負(fù)載，120W很有可能不夠用。同時整機不支持處理器超頻，僅支持內(nèi)存超頻。

接下來，我們對采用銳龍7PRO4750GAPU的onebotL24A1進(jìn)行了性能體驗，為了更直觀地了解新一代“Renoir”APU的性能，我們還使用上一代APU旗艦銳龍53400G與它進(jìn)行了對比測試。銳龍53400G采用Zen+架構(gòu)處理器核心，4核心8線程設(shè)計，其處理器核心工作頻率為3.7GHz，加速頻率可達(dá)4.2GHz，內(nèi)置擁有704個流處理器的RadeonVega顯示核心，顯示核心工作頻率為1400MHz。同時考慮到銳龍7PRO4750GAPU的處理器核心技術(shù)規(guī)格提升很大，因此我們還找來與其規(guī)格相近的銳龍73700X與它在處理器性能上進(jìn)行了詳細(xì)對比。銳龍73700X同樣采用Zen2架構(gòu)處理器核心，4核心8線程設(shè)計，處理器工作頻率也與銳龍7PRO4750GAPU完全相同?；鶞?zhǔn)工作頻率為3.6GHz，加速頻率為4.4GHz，但它支持PCIe4.0，且三級緩存容量比銳龍7PRO4750GAPU大得多，高達(dá)32MB。

測試點評：首先從處理器性能測試來看，采用7nmZen2架構(gòu)，再加8核心16線程的設(shè)計的確讓銳龍7PRO4750G的處理器性能獲得了很大的提升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上一代4核心8線程旗艦銳龍53400G。在《魯大師》處理器性能測試、CINEBENCHR20處理器渲染性能測試、CPU-Z處理器多線程性能和SiSoftwareSandra處理器算術(shù)性能測試中，銳龍53400G的成績甚至連銳龍7PRO4750G的一半都沒有。這顯然不能僅僅歸功于銳龍7PRO4750G處理器擁有更多的核心，Zen2架構(gòu)的采用也讓銳龍7PRO4750G在單線程性能上明顯超過銳龍53400G，如在CPU-Z處理器單線程性能測試中，銳龍7PRO4750G的單線程性能領(lǐng)先銳龍53400G達(dá)16.1%，在CINEBENCHR20處理器單核心渲染性能測試中，銳龍7PRO4750G更領(lǐng)先銳龍53400G達(dá)24.5%。

而與規(guī)格相近的銳龍73700X相比，銳龍7PRO4750G在整體性能上比較接近前者，尤其是在處理器單線程性能上，兩者差距很小，銳龍7PRO4750G甚至在一些測試中還有小幅領(lǐng)先。不過在功耗較高的多線程性能測試?yán)铮赡苡捎诰彺孑^少以及一體機的功耗限制，兩者還是有一定的差距。如銳龍73700X在烤機測試下的頻率也可以保持在4.1GHz左右，而銳龍7PRO4750G在一體機系統(tǒng)中運行CINEBENCHR20的頻率則會降低到3.8GHz以內(nèi)。因此最終在PerformanceTest9.0處理器測試上，銳龍73700X領(lǐng)先銳龍7PRO4750G約31%，在CINEBENCHR20處理器多核心渲染性能測試中，銳龍73700X也有13%的優(yōu)勢。

應(yīng)用性能大幅領(lǐng)先銳龍53400G

測試點評：首先在反映內(nèi)容創(chuàng)建、辦公生產(chǎn)力的PCMark10Extended測試中，銳龍7PRO4750G相對于銳龍53400G有16%的性能優(yōu)勢（注：因PCMark10測試要使用內(nèi)置顯示核心，所以銳龍73700X沒有參與該測試），而在嚴(yán)重依賴多線程性能的應(yīng)用中，與處理器基準(zhǔn)測試類似，銳龍7PRO4750G則有大幅的優(yōu)勢。如Handbrake4K視頻轉(zhuǎn)1080pH.265視頻的消耗時間只有銳龍53400G的46%;在V-RAY渲染器渲染測試中，銳龍7PRO4750G的渲染性能是銳龍53400G的1.93倍;在7-Zip處理器壓縮與解壓縮性能測試中，銳龍7PRO4750G的性能是銳龍53400G的2.16倍。當(dāng)然同樣還是出于緩存較少以及一體機功耗限制的原因，與銳龍73700X相比，銳龍7PRO4750G在性能上還是有一定的落后。其V-RAY性能為銳龍73700X的77.6%，TrueCryptAES加密解密性能則達(dá)到了銳龍73700X的96.3%。

基本可在1080p下運行游戲大作

測試點評：接下來我們還對比了銳龍7PRO4750G、銳龍53400G在依靠內(nèi)置顯示核心時的游戲性能。總體來看，由于銳龍7PRO4750G的RadeonVega顯示核心流處理器數(shù)量減少，因此在游戲中沒有像處理器那樣取得壓倒性的優(yōu)勢，而是互有勝負(fù)。不過在對多核心處理器支持較好的游戲中，如《地鐵：離去》，銳龍7PRO4750G還是有很大的優(yōu)勢，其平均運行幀速領(lǐng)先銳龍53400G達(dá)39.75%?？偟膩碚f，銳龍7PRO4750G可以在1080p分辨率，高或最高畫質(zhì)下非常流暢地運行《CS：GO》《坦克世界》這些網(wǎng)絡(luò)游戲，也可以在1080p、低畫質(zhì)設(shè)定下基本流暢地運行《地鐵：離去》《戰(zhàn)爭機器5》這些游戲大作。

功耗、發(fā)熱量控制優(yōu)秀

測試點評：借助120W功耗控制，采用銳龍7PRO4750G的onebotL24A1一體機電腦在功耗、發(fā)熱量上控制得還是比較好。我們在AIDA64中同時開啟CPU、FPU、GPU進(jìn)行了時長半小時的烤機測試。半小時后，處理器的最高溫度只有76.83℃，整機滿載功耗也只有101.6W，因此用戶可以放心地使用銳龍7PRO4750G進(jìn)行各類高負(fù)載應(yīng)用。當(dāng)然出于功耗控制，此時處理器、GPU的頻率也有一定下降，其處理器在烤機時的頻率一直保持在3.6GHz左右，GPU頻率則降低到960MHz。

僅需120W就能大幅提升用戶的生產(chǎn)力

通過對onebotL24A1一體機電腦的全面測試，我們最大的感受是7nm+Zen2架構(gòu)的使用令銳龍7PRO4750G的能耗比得到了很大的提升，盡管整機功耗控制在120W以內(nèi)，但它的處理器性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銳龍53400G，在功耗被限制的環(huán)境下也有接近銳龍73700X的處理器性能，可以大幅提高企業(yè)的生產(chǎn)力。同時它還擁有可以保護(hù)數(shù)據(jù)機密性和完整性，集成安全處理器的AMDPRO商用技術(shù)，較強的3D性能，以及僅僅百瓦出頭的整機滿載功耗。低功耗讓電腦的使用成本維持在一個很低的水準(zhǔn)，就算以120W計算，一臺電腦工作10小時的耗電量也就1.2度電，按商業(yè)用電1.2元一度的電費計算，每臺電腦的電費也不會超過1.5元。

我們認(rèn)為，新一代“Renoir”APU處理器性能提升巨大、圖形性能提升有限的結(jié)果也體現(xiàn)了AMD在APU發(fā)展上的新思路。曾幾何時，每個人都希望用便宜的APU就能在高畫質(zhì)下流暢運行大型游戲。但隨著游戲引擎的設(shè)計越來越復(fù)雜，光線追蹤之類新技術(shù)的加入，要在小小的CPU上實現(xiàn)這樣的要求顯然是不可能的。倒不如現(xiàn)實一點，滿足那些對圖形性能要求不是特別高，但對生產(chǎn)力性能有迫切需求，同時需要控制預(yù)算的用戶，而“Renoir”APU就是AMD深挖用戶需求后的產(chǎn)物。當(dāng)然，AMD臺式機處理器產(chǎn)品線在之前是以DIY而聞名，我們認(rèn)為如果AMD接下來還能加強與整機廠商、商業(yè)軟件、商業(yè)用戶的合作，那么憑借相對競爭對手的工藝優(yōu)勢、性價比優(yōu)勢，“Renoir”APU在整機市場上也會有相當(dāng)大的發(fā)展空間。