變革的開始,回顧2020年的遊戲本硬體發展——處理器篇

2020-12-26 太平洋電腦網

2020年註定是將被載入史冊的一年,而對於我們所關注的筆記本市場、尤其是遊戲本市場,也可以稱得上是風雲變幻。對於遊戲本的使用場景來說,無論是像運行《賽博朋克2077》這樣的3A大作,還是一些生產力與內容創作應用,都對處理器性能提出了越來越高的要求,因此處理器的性能表現好壞,始終是遊戲本評測中的重要標準。

在具體談論遊戲本處理器的之前,我們先將時間回退到2019年7月,當時AMD推出了代號為Matisse的銳龍3000系列桌面處理器,採用了臺積電7nm工藝代工,並將微架構升級為Zen 2;Zen2相比Zen/Zen+提升了15%的IPC,達到了和英特爾Skylake微架構的同一水準、甚至略有超出;而在臺積電7nm工藝的加持下,讓Matisse的能耗比獲得了大幅改進,並憑藉高密度和Chiplet小晶片設計,銳龍3000系列為桌面端普及了12核心乃至16核心,對英特爾的第9代酷睿桌面處理器形成了很大的挑戰。這時候很多玩家就已經在期待著7nm工藝Zen 2微架構的AMD下一代移動處理器在遊戲本平臺上的表現。

儘管2019年,Zen2微架構的產品在桌面端已經開始大放異彩,但同期的AMD銳龍3000系列移動處理器Picasso僅僅是採用Zen+架構的馬甲,架構效率不如Skylake,同時Global Foundries的12nm無論是能效比還是頻率方面均不如英特爾14nm++,並且最高規格也只有4核心8線程,最終Zen+架構的Picasso在能效、遊戲、生產力、內容創作、甚至穩定性兼容性等多個方面都沒有可取之處。因此在那時AMD產品在遊戲本市場中沒有多少競爭力,甚至被稱為「韭菜機」,英特爾的第9代標壓酷睿處理器Coffee Lake-H Refresh系列可以穩坐釣魚臺,甚至用中端的酷睿i5-9300H就可以全方位壓制對手旗艦銳龍7 3750H。

AMD的移動端逆襲之路

每年的CES展會都是各大廠商展示最新技術的舞臺,而在CES 2020的舞臺上,AMD正式發布了銳龍4000系列處理器,代號為Renoir,將Zen 2微架構與臺積電7nm工藝帶入輕薄本和遊戲本產品線中。

移動端Renoir的CPU部分採用了和桌面端Matisse一樣的Zen 2微架構,核心設計思路基本相同,在綜合IPC方面獲得了15%的提升,而GPU部分則採用了最高8CU的Vega架構Radeon核顯,內存控制器默認支持DDR4-3200或LPDDR4x 4266。更為重要的是,Renoir同樣採用7nm工藝製程,配合微架構的效率改進,最終能耗比相比上代Picasso獲得了巨幅提升,官方宣稱最高可達2倍。

而到具體到產品上,Renoir的高性能標壓版共有6款產品,分別為45W TDP的銳龍9 4900H、銳龍7 4800H、銳龍5 4600H,以及35W TDP的銳龍9 4900HS、銳龍7 4800HS、銳龍5 4600HS。所有產品均為6核心起步,其中銳龍7和銳龍9系列為8核16線程,銳龍5系列則為6核12線程。面向廣大市場的主推型號為銳龍7 4800H以及銳龍5 4600H。

相比於上代Picasso,代號為Renoir的銳龍4000系列在核心數量、微架構、能耗比等多個硬指標上都做到了進步,最終讓性能獲得了翻天覆地的變化;具體來說,如果拿銳龍4000系列與去年的移動端主流產品作對比,如銳龍7 4800H對比酷睿i7-9750H,二者之間的單核性能差距並不大,而多核性能方面銳龍7 4800H則有著巨大的優勢,甚至銳龍7 4800H在部分基礎測試中已經可以挑戰此前的旗艦酷睿i9-9980HK。

Renoir的巨大提升,也獲得了眾多OEM廠商的認可,從市場中的終端產品上看,以往的市場主流遊戲本型號,例如聯想拯救者系列、惠普暗影精靈系列,這些模具都只會推出英特爾版機型,而到了今年,OEM廠商也都新推出了眾多銳龍版的OEM機型,並且實際的銷量尤其是電商平臺也非常出眾,例如首發銳龍7 4800H的華碩天選系列、前期獨佔銳龍9 4900HS的ROG幻14輕薄型遊戲本、以及年度真香機聯想拯救者R7000P 2020。

以下為當前的京東平臺遊戲本銷量排名,可以看到在前10名中,AMD銳龍版的機型幾乎已經佔據半壁江山,打破了英特爾長久以來對移動端的絕對壟斷地位。

電商平臺的銷量或許有些片面,但根據Mercury Research調研機構的統計,AMD在X86整體市場的份額已經突破了22.4%,為2007年Q4季度以來的新高。具體到遊戲本平臺,AMD的份額也突破了20%,具體為20.2%,同比去年增長5.5%,同樣創下了新的高度。

當然,Renoir也並非完美無缺,例如為了控制晶片面積、降低成本,雖然同為Zen 2微架構,但Renoir相比於Matisse在緩存方面做了大幅的閹割。拿銳龍7 3800X與銳龍7 4800H兩款8核心處理器作為對比,銳龍7 3800X在CCD內擁有兩個CCX,每個CCX共有4個核心,且每個CCX都有16MB三級緩存,總共一個8核心CCD擁有高達32MB的三級緩存,容量驚人;而到了銳龍7 4800H,同樣為兩個4核心CCX組成的8核心,但每個CCX只有4MB緩存,三級緩存的總容量僅有8MB,對於渲染類應用影響不大,但對部分網遊遊戲有較大的影響。此外,臺積電的7nm在低頻區間固然有極為出色的能耗表現,但在頻率上限方面還有所短板,這也直接影響了遊戲性能。

此外,由於很多OEM廠商在2019年底規劃產品路線圖時,未能準確預料到AMD憑藉Renoir的崛起,所以對未來的產品線沒有做充足規劃。因此2020年整體遊戲本市場中搭載AMD機型的產品數量依舊較少,尤其是罕有AMD Renoir+RTX 2070以上顯卡的高端機型,最終導致1.5萬元級以上的旗艦級遊戲本市場,AMD Renoir依舊沒有多大的存在感。

英特爾的反擊

面對AMD在遊戲本市場的強勢進軍,作為原本的擂主,英特爾必然不會坐視不管。同樣是在CES 2020,英特爾也帶來了眾多新品,在遊戲本產品線方面,那就是代號為Comet Lake-H的第10代酷睿處理器標壓高性能移動版。當時提出的主題口號為「BREAKING THE 5GHZ BARRIER」「THE BEST IN MOBILE GAMING GETS BETTER」,明顯的看出主打方向是高頻率和遊戲性能。遺憾的是,由於初代10nm工藝的不成熟(頻率較低),導致Ice Lake系列依舊沒有高性能H版,讓領先Zen 2的Sunny Cove微架構在2019乃至2020年只能在低壓平臺孤芳自賞......

與Renoir相比Picasso在架構與工藝的全面升級不同,Comet Lake-H相比於第9代Coffee Lake-H的升級並不是翻天覆地的進化,更像是優化改進版。內核微架構方面依舊使用了Skylake,但是經過了工藝的進一步優化,英特爾幾乎將14nm的潛力榨乾,並在睿頻調度方面加入了新的技術,包括睿頻加速Max技術3.0以及溫度自適應睿頻加速TVB,最終Comet Lake-H的理論單核睿頻在遊戲本平臺上達到了新高度,旗艦型號酷睿i9-10980HK最高可達5.3GHz,比上代旗艦酷睿i9-9980HK更高。

具體到產品上,Comet Lake-H首發共有7款型號,分為酷睿i9、酷睿i7、酷睿i5三個系列,依次為酷睿i9-10980HK、酷睿i7-10875H、酷睿i7-10850H、酷睿i7-10750H、酷睿i5-10400H、酷睿i5-10300H。

但規格方面,如果站在上帝視角來事後諸葛亮一下,那麼Comet Lake-H的首發型號與定價明顯並不完善,甚至有很大漏洞。和AMD銳龍4000系列Renoir的全系6核心12線程起步不同,Comet Lake-H的酷睿i5-10300H與酷睿i5-10400H依舊是4核心8線程,中高端價位的酷睿i7-10750H也依舊是6核心12線程,這兩款產品對比上代酷睿i5-9300H與酷睿i7-9750H的區別僅僅是睿頻多了幾百MH,整體提升幅度並不大;在面對銳龍5 4600H和銳龍7 4800H競爭時,並不能像去年酷睿i7-9750H碾壓銳龍7 3750H那樣獲得全面領先,只能憑藉高頻率保持住遊戲性能優勢,多核性能與能耗比處於明顯的落後,出現這種現象,玩家們「AMD YES!」的聲音也從桌面市場傳到了遊戲本市場。

面對這種競爭狀況,英特爾顯然是不能接受的,經過調整後做出了相應的反制措施。首先將酷睿i7-10875H進行降價,並大量下放。作為僅次於酷睿i9-10980HK的次旗艦型號,酷睿i7-10875H規格為8核心16線程,共有16MB三級緩存、基礎頻率2.3GHz,在了睿頻加速Max技術3.0以及溫度自適應睿頻加速TVB的加持下,單核最高睿頻可達5.1GHz、全核最高睿頻為4.3GHz,單核性能更強、多核性能也不差,面對銳龍7 4800H乃至銳龍9 4900H都能保持充足的綜合競爭力。但是酷睿i7-10875H的大量下放,也導致酷睿i7-10750H變得愈發尷尬,例如聯想Y7000P 2020搭載酷睿i7-10875H的版本上市後,很多此前購買6核心酷睿i7-10750H版聯想Y7000P 2020都表示自己被「背刺」了。

而到了2020年下半年,英特爾繼續對Comet Lake-H的產品布局做完善,推出了酷睿i7-10870H處理器,這同樣是一款8核心16線程的處理器,並支持睿頻加速Max技術3.0以及溫度自適應睿頻加速TVB,單核最高睿頻為5.0GHz;酷睿i7-10870H的價格比酷睿i7-10875H的價格更為便宜,將與銳龍7 4800H直接對位,搭載該處理器的遊戲本機型,最低價格已經下探到了6000元以下。

而在中低端價位,面對銳龍5 4600H的衝擊,英特爾意識到用酷睿i5-10300H應對已經愈發吃力,因此也迎合市場需求,推出了酷睿i5-10500H處理器,在保持4.5GHz單核睿頻的前提下,升級為6核心12線程,獲得更全面的綜合性能;而在價格方面,搭載酷睿i5-10500H的首發產品為機械革命Z3 Air,售價為5499元(首發更低為5299元),顯然對比酷睿i5-10300H的機型並沒有過多漲幅,性價比明顯提升。

面對AMD在移動平臺的新品攻勢,英特爾的應對方法就是降價或變相降價,保證相近價格的對位產品擁有相同的核心數量,然後通過頻率優勢獲得遊戲優勢。儘管簡單粗暴、也備受網友吐槽「刀法」「牙膏」「背刺」等,但從客觀上看,在新架構產品上市前,對現有產品線規格與價格做及時調整是保持競爭力的最直接方式。而佔在媒體與消費者們的角度上來看,廠商之間的良性競爭也促進了行業的進步和發展,最終在2020年,8核心處理器在6K-9K元的價位迅速鋪貨、終於不再是各品牌數萬元高端旗艦產品的信仰專屬,而6核心處理器也從中高端產品成功普及到了5K元的主流價位。

展望未來,下一場龍爭虎鬥

更好的還在後面,等等黨永不言敗,這句話永遠不會錯.......

憑藉著微架構與工藝的全面革新,AMD在2020年重返了高性能遊戲本市場,但是AMD的步伐顯然不止於此,在2020年10月AMD推出了全新Zen 3微架構的銳龍5000系列桌面處理器,代號為Vermeer;Zen 3相比於Zen 2在Cache Prefetching(緩存預取)、Execution Engine(執行引擎)、Branch Predictor(分支預測器)、Micro-op Cache(微操作緩存)、Front End(前端)、Load/Store(加載/存儲)這六大方面進行了全面改進,最終獲得了19%的IPC同頻性能增長。

最終,Zen 3架構的銳龍5000系列桌面端處理器憑藉著IPC的巨大優勢,即使在頻率吃虧的情況下,在單核性能及遊戲方面,依舊戰勝了睿頻可達5.3GHz的酷睿i9-10900K。

具體在緩存方面,Zen 3架構的桌面端Vermeer將兩個CCX徹底打通,所有核心用Ringbus環形總線相連接,每個核心都能訪問完整的32MB三級緩存,而不是Zen 2的16MB,進一步增強了Zen 3的遊戲性能。

而到了移動端,採用Zen 3核心架構的Cézanne系列預計將於CES 2021正式發布,據了解Cézanne的三級緩存容量達到了16MB,雖然還比不上自家Zen 3的桌面端Vermeer的32MB,但相比Zen 2的Renoir系列的8MB總容量也多了一倍,算上CCX打通帶來的加成,實際Cézanne每核心可訪問的三級緩存為Renoir 的4倍,對目前的巨大短板做到了成功彌補。

當然,面對AMD在移動端的咄咄逼人,英特爾再也不能坐以待斃了,單純的提高頻率、加核心數量和降價並不能從根本上解決問題,下一代產品必須要從根本上進行全面革新。輕薄本方面,英特爾已於2020年9月發布了第11代酷睿低壓Tiger Lake-UP3/UP4系列,而明年Tiger Lake-H35/H45的標壓高性能產品也將逐步在遊戲本市場鋪開。

Tiger Lake系列所採用的10nm SuperFin工藝基本解決了Ice Lake初代10nm的頻率問題,而Willow Cove微架構對比Sunny Cove微架構二級緩存和三級緩存都更大,對比老舊的Skylake微架構在IPC及先進指令集的支持上更是可以用脫胎換骨來形容;因此英特爾2021年所發布的第11代酷睿標壓高性能移動版Tiger Lake-H系列是製程工藝與微架構的同時升級,預計將帶來極大的性能提升,依舊值得期待。總之,如果雙方都能順利執行路線圖的話,消費者們將在2021年中期,在遊戲本市場看到新一輪的「龍爭虎鬥」,今年遊戲本市場的變革與性能躍進只是開始,而不是結束......

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