AMD Renoir APU技术细节分享,yes?

AMD正式公布Renoir APU的技术细节,下面和大家一起探访一下关于Renoir APU的强大之处:

更强更全面的SoC

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Renoir内部结构图

从内部结构图上面可以看到,Renoir APU整合了Zen 2 CPU、8个Vega CU和各种I/O、显示输出引擎、多媒体处理引擎,和桌面版CPU一样,SoC中还集成了SMU(系统管理单元),不过它多了FCH和Sensor Fusion Hub,前者就是APU平台的芯片组,后者用于收集各种传感器数据。

再看到I/O部分,AMD仍然沿用PCIe 3.0,SoC一共具有16个通道,其中8个用于接驳独显,剩下的x8由厂商自行分配,可以用于NVMe和SATA存储设备,也可连接网卡等外围设备。当然新的I/O部分肯定是少不了原生USB-C支持的,它和新版显示控制器一起合作,支持DisplayPort 1.4版本与显示流压缩技术(DSC),可以用菊花链的形式串联输出到两个4K显示器上。

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Zen 2内核架构图,较Zen的改动有使用了全新的“TAGE”分支预测器,优化过的L1指令缓存,两倍的微指令缓存,两倍的浮点单元数据宽度,第三代AGU,加大的各种调度器、指令存储队列,两倍的L1数据缓存读写带宽,单个CCX拥有两倍的L3缓存。以上这个改动促成了Zen 2相对于Zen有超过15%的IPC提升。

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在Renoir上面,单个CCX的三级缓存被削减到了4MB,相当于每个核心配备1MB的三级缓存。

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就像上面这张图中的体现出来的那样,APU的CCX面积明显要比桌面版的CCX要小,这也有利于控制核心面积。

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GPU部分使用了成熟的Vega架构,不同点在于,Renoir APU上面的Vega是基于7nm工艺的,比最早的Vega要强上很多。因此这些CU也得以运行在更高的频率上,单个CU的性能提升了59%,从而以更少的CU实现了更强的性能,单精度浮点运算性能比Ryzen 3000系列移动APU要高出27%。

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多媒体引擎得到了升级,对于HEVC,它能够支持HDR/WCG(广色域)的编码,另外在编码速度上提升了31%。

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内存控制器同时支持LPDDR4x和DDR4,前者规格可到LPDDR4x-4266,后者原生支持DDR4-3200,与桌面版相同。LPDDR4x-4266可带来峰值为68.3GB/s的内存带宽,对于GPU是非常有利的。

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SoC的内部互联使用了Infinity Fabric总线,不过针对移动平台进行了调整。

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改动最终结合到一起,形成了这枚Renoir APU,在台积电N7P工艺的帮助下,它的核心面积控制在了156mm2的级别,晶体管多了两倍,但是面积却比上代小25%。

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频率调度和电源管理

这次AMD着重优化了这一块,Renoir APU的调度系统有很大的改变。

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如果用一图流来表示,那么就是该高频的时候高频,该低频的时候低频。在PCMark 10的应用启动测试中,Renoir APU明显有着更好的表现——在应用开启时迅速变更至高频状态,开启后迅速回归低频状态。在节能与性能之间切换的速度提升了,并且会在低频状态保持更长时间。在测试中,其减少了59%的电能消耗量。

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新的STT(系统温度追踪,System

Temperature Tracking) V2频率调度系统增加了频率缓降措施,它不是常见的PL2时间结束或触发温度墙之后强硬地直接掉到PL1,而是慢慢降低自己的功耗,直到达到PL1。当然,AMD方面给PL2换了个名字,叫做STAPM(表面温度感知电源管理,Skin Temperature Aware Power Management)Boost,而之后的“延程时间”称为STT Boost,它将会监控笔记本的表面温度,在合理范围内最高允许SoC在Boost状态下运行长达四倍的时间。

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Renoir APU的这套整合电源管理方案可以大幅简化OEM厂商的嵌入式控制器(EC)的设计,让厂商在调度上面做到更好。系统将会根据用户偏好、操作系统指令、BIOS及驱动报告的状况以及硬件监测情况来决定SoC的运行状况。

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处于最上层的是用户偏好,举例来说就是在Windows自带的电源管理中自行选择需要的性能模式。当然,OEM的软件也可以提供相似的调整选项。SMC将会根据偏好设定功耗上限。

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在用户层下面的是操作系统层,它会根据即将要运行的活动来调整电源状态,这里Renoir APU一共提供了三种状态,分别为正常运行、节能和深度节能。

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BIOS和驱动在操作系统和硬件层之间,前者包含OEM设置的信息,同时还会反馈系统运行状态,后者可以提供当前硬件上面的负载,比如说显卡驱动可以提供当前GPU上面正在跑3D渲染还是游戏应用。SMC会根据这些信息来调整系统电源状态。

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最下面就是硬件层,SMC将会根据当前SoC活动的信息来调整频率,当然,更高层次的调整可以影响硬件层面的调整。

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总而言之,新的频率和电源调度系统可以在让SoC反应地更迅速的同时尽可能地延长设备的续航时间。

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除了软件方面的调整外,由工艺进步和硬件设计层面给到的帮助也是相当重要的。

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AMD还给出了一系列的实测数据,参考机型为搭载Ryzen 7 4800U的联想Yoga Slim 7,对照机型为使用Core i7-1065G7的XPS 13,为了公平性,AMD调整了XPS 13的电池容量到同一水平线,后者的Ice Lake拥有Intel平台最新的电源管理技术。在PCMark 10和3DMark的测试中,Yoga Slim 7均拥有更好的表现。不过在Cinbench R20、视频回放、开屏待机和关屏待机这四个项目上仍然不及使用Core i7-1065G7的XPS 13,但相比于上代,已经有了非常大的提升。

SmartShift:3A平台有了新的核显/独显切换机制

现在我们能够得知这套机制的原理了,首先,它是一套AMD平台独家方案,只有在使用Ryzen APU和Radeon RX显卡时才能够使用。

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平台通过Infinity控制总线整合SoC内部和独显的状态(实际上独显通过PCIe总线发送自己的状态),两者工作在同一个虚拟域中,此时独显的电源状态将会由SoC来接管,SoC将会像管理自己的集显一样管理这颗独显的电源状态,它的性能标定由平台DPTC决定。

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它实际上是STT V2的一个组成部分。在支持SmartShift技术的机型上面,独立显卡将会提供一个新的数据源,SoC的SMC将会参考它的状态来协同调整整个平台的电源状态。在该技术的支持下,整个平台的性能可以完整的发挥出来,SoC的睿频时间也会更长。

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AMD 是否 yes?让我们拭目以待!


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