产品布局面面俱到AMD锐龙5000系列移动处理器解析

张一山

在锐龙4000系列移动处理器大获成功后，AMD推出了Zen 3架构的锐龙5000系列桌面处理器，凭借超高的IPC和优异的架构设计，夺下了桌面市场处理器性能之王的宝座。接下来，AMD把Zen 3处理器带向了移动市场，它就是本文的主角——AMD锐龙5000系列移动处理器产品。

AMD锐龙5000系列移动处理器产品解析

AMD锐龙5000系列移动处理器分为3个系列（PRO商用系列和一般玩家关系不太大），其中H系列是高性能的代表，面向游戏玩家和对l生能有要求的用户。这部分处理器的TDP典型值最低为35W，最高可达45W，它们是全部采用Zen 3架构的处理器。在H系列之外，AMD还带来了U系列，面向超轻薄笔记本电腦、超低功耗场合等，这个系列的处理器TDP典型值均为15W，不过混合了Zen 2架构和Zen 3架构，具体的识别方法为，凡是型号第二位数字为偶数的，就是Zen 2架构的产品，凡是型号第二位数字是奇数的，就是Zen 3架构的产品。考虑到目前Zen 2架构的锐龙4000系列移动处理器依旧在市场上颇具竞争力，因此AMD在对性能不是很看重的超便携市场混用两代不同的CPU架构的做法就可以理解了。

H系列：HS系列数量大增，HX系列不锁倍频

对H系列而言，AMD又细分了H、HS和HX三个系列。其中HS系列高达4款产品，分别是锐龙9 5980HS、锐龙9 5900HS、锐龙7 5800HS和锐龙5 5600HS。HS系列的特点是在基本规格没有缩减，运行频率没有降低的情况下，将TDP降低至最高35W。其中最典型的锐龙9 5900HS拥有8核心16线程、最大Boost频率高达4.6GHz，基准频率也高达3.OGHz，其内部集成的8核心Vega显卡核心频率最高可达2.1GHz。

AMD宣称，HS系列处理器是面向便携游戏笔记本电脑而提供的，这部分产品对CPU、GPU的性能要求很高，但是又强调便携性，因此需要在提供尽可能高的性能的情况下限制TDP数值。相对应的，英特尔最新推出的第十一代酷睿移动系列处理器中的“H35”系列面向的也是这个市场，不过由于架构、制程等原因，英特尔的产品最多只拥有4个CPU核心，相比AMD要略逊一筹。

此外，AMD还为锐龙5000系列移动处理器推出了全新的HX系列。相比H系列和HS系列，HX系列的特点在于TDP功耗可以根据厂商配置需求提高至45W以上，同时开放了超频功能，这也是AMD首次在移动平台推出TDP和频率可以自行调整的处理器产品。目前公布的型号包括锐龙9 5980HX和锐龙9 5900HX，这2款处理器的CPU核心均采用8核心16线程，其中前者最大Boost频率高达4.8GHz，后者为4.6GHz，不过两者的基准频率均为3.3GHz。显卡方面，两者都集成8核心、最高频率为2.1GHz的Vega GPU。从产品角度考虑，锐龙9 5980HX和锐龙9 5900HX只是Boost频率相差了0.2GHz，其中前者应该是拥有更好体质和频率特性的产品，后者则略逊一筹。考虑到这两款处理器对超频的支持，狂热玩家又不知道要在笔记本电脑上玩出什么样的神仙频率了。

由于AMD增加了HX型号且HS型号变多，相应的普通H系列处理器就略少一些。比如上一代顶级处理器锐龙9 4900H本代就缺乏对应的H系列产品。实际上H系列产品缩水至只有2款，分别是锐龙7 5800H和锐龙55600H，它们和锐龙7 5800H S/锐龙55600HS的规格基本相同，只是TDP提升至45W。

从H系列整体产品布局来看，凭借全新的Zen 3架构、7nm工艺和VegaGPU，AMD在锐龙5000 H系列移动处理器的布局上显得比较轻松，毕竟旗下产品在规格、性能和架构特性方面都要超出竞争对手不少，尤其是HS系列产品高达4款，显示了AMD对轻薄型高性能游戏笔记本电脑市场的重视。另外，HX系列的出现使得AMD首次在移动平台布置了可超频这样的DIY因素，想必会成为顶级性能笔记本电脑的标配。AMD本代H系列处理器总计8款产品，只有2款产品采用了6核心1 2线程方案，其余6款都是8核心16线程，这6款产品之间只存在频率和TDP的差异。这样一来的好处是，更多的用户可以体验到8核心16线程的极速享受，但问题就是不同型号产品之间的性能可能无法拉得太开，可能会出现内部竞争的情况。就目前的产品型号和定位来看，性价比最高的应该是锐龙7 5800HS，这款处理器除了频率略低外，性能、规格、功耗等表现均非常不错，有可能成为AMD锐龙5000 H系列移动处理器上市后的爆款。

U系列：Zen 3领衔、Zen2乱入

AMD锐龙5000系列移动处理器中的U系列产品只有6款，其中有3款采用的是去年发布的Zen 2架构，另外3款处理器则采用的是Zen 3架构，它们分别是锐龙7 5800U、锐龙5 5600U和锐龙3 5400U。由于架构的差异，采用Zen 3架构的产品的缓存容量要显著大于采用Zen 2架构的产品，比如Zen 3架构的锐龙7 5800U的缓存为20MB，Zen 2架构的锐龙7 5700U缓存仅为12MB，这也是用来区别Zen 3架构和Zen 2架构的重要参数之_。

先来看Zen 3架构的3款产品。锐龙7 5800U、锐龙5 5600U和锐龙35400U的核心和线程数量分别是8核心16线程、6核心12线程和4核心8线程，依次递减。最大Boost频率方面则是从4.3GHz、4.2GHz到4.OGHz依次递减。基准频率方面，由于TDP只有15W，因此基准频率反而会随着核心数量减少而上升，这3款产品的基准频率分别是1.9GHz、2.3GHz和2.6GHz。在GPU方面，3款全新处理器从高到低分别拥有8个、7个和6个Vega核心，GPU频率也从2.OGHz、1.8GHz到1.6GHz依次降低。

除了Zen 3架构外，Zen 2架构的3款产品和之前发布的锐龙4000系列移动处理器的相关产品相比，基本上是频率小幅度调整的产物。目前Zen 2架构在超低功耗市场上依旧强势，AMD在这里将其引入U系列锐龙5000系列移动处理器也是很合理的，如果消费者更喜欢Zen 3架构的话，那么在选择时多注意型号差别就可以了。

总的来说，AMD锐龙5000系列移动处理器在产品型号和规格方面可以说做到了“面面俱到、覆盖全面”，基本上所有的用户都能在这14款处理器中找到自己的目标产品。无论是超轻薄还是顶级性能;无论是注重游戏还是移动办公;无论是超长续航还是DIY超频，AMD在拥有了更多技术、市场和行业资源后，产品布局也显得更为成熟、更为精准，值得赞赏。

架构大升级：锐龙5000系列移动处理器技术解析

在看完了有关产品的分析之后，接下来再和大家一起聊聊有关锐龙5000系列移动处理器在架构和技术方面的内容。

APU：代号Cezanne

AMD锐龙5000系列移动处理器本身并不是单独的CPU或者GPU，它是一颗集成了CPU和GPU的APU，也可以被称为SoC，其内部研发代号被称为Cezanne。Cezanne的CPU部分采用的是Zen 3架构（另外3款采用Zen2架构的处理器除外），GPU部分则采用的是Vega架构。除了CPU和GPU外，Cezanne本身还内置了包括多媒体、视频编解码、内存控制器、总线、PCle控制器、SATA、USB、NVMe等大量的功能模块。AMD也展示了Cezanne内部各个模块和架构的布局和连接情况。其中值得关注的信息包括新的处理器提供了原生USB-C的支持，拥有2个NVMe接口，支持外置PCle 3.O x8图形接口，采用了第二代显示控制器、第二代视频解码单元和第三代音频APC单元。针对总线方面，从AMD给出的示意图中可以看出，Cezanne中央布置了AMD的Infinity Fabric总线，不过这张图的画法对总线在处理器内部的应用情况表示不是很清楚，没有明确表明是否采用环形总线方案。一般来说，考虑到如此多的设备要挂接在一个总线系统上，采用环形总线方案是最方便、快捷的，AMD在这里应该也不会有太多别的方案可以选择。

在处理器设计方面，AMD也提供了一些信息。AMD宣称自己在多年前就考虑了Zen 2向Zen 3的过渡，因此整个处理器的设计采用了模块化的总线架构和模块化的物理设计流程，使得AMD在上一代产品完成后迅速转向Zen 3架构。由于速度很快，因此新处理器的流片仅仅在Zen2发布后几个月就完成了（这可能也是没赶上RDNA GPU的原因之一）。另外，AMD还充分考虑了OEM伙伴的需求，锐龙5000系列移动处理器在接口上是兼容前代锐龙4000系列移动处理器的，因此OEM伙伴也不需要太多改动就可以直接集成、验证，缩短了开发时间。在产品型号方面，AMD应该目前只设计了一颗芯片，通过不同的屏蔽方式和测试来获得不同的规格，这也是H系列处理器中大量规格近似的原因之一。

内存控制器：加入节能设计和LPDDR4X支持

在总线之外，架构图最左边的蓝色模块是2个可伸缩配置内存控制器，支持DDR4和LPDDR4X，总位宽是128bit，支持DDR4 3200和LPDDR44266两种规格，考虑到LPDDR4的单芯片位宽只有32bit，因此支持双通道芯片的设计，这样就可以填满整個128bit内存控制器位宽。由于LPODR4在功耗上的显著优势，因此目前超轻薄设备都提供了对其支持，虽然延迟性能要略差一些，但对于超轻薄设备而言反倒不需要太过关心性能，AMD在这里的设计是合适的，更为贴近市场和用户。

另外，AMD还介绍了新处理器在内存控制方面的新技术应用情况。AMD现在为内存控制器的PHY部分加入了休眠电源状态，使得内存控制器可以在低负载情况下进入休眠状态以降低功耗，并且切换满载和低负载状态的速度也更快了。为了达成这个目的，内存控制器的PHY部分目前采用的是旁路低压电源供电，不再和其他设备捆绑，这样也提高了能耗效率。根据AMD的数据，内存控制器新的设计带来了20%的功耗节省。

CPU：Zen 3上阵，缓存设计大改

在CPU部分，Cezanne采用的是一个8核心CPU模块，也就是使用了一个完整的Zen 3架构CCD，包含16MB的L3缓存、8个CPU核心。有关Zen 3架构的相关内容，本刊已经多次介绍，在本文中就不再赘述，其主要特点是进一步提升了IPC性能、降低了8核心CCD的延迟以及带来了更高的性能功耗比等。

除了CPU架构改换为Zen 3外，缓存方面的设计值得单独提及。新处理器的L3缓存容量是之前Zen 2架构的2倍，构成模式则是从分离式改为一体式。之前Zen 2架构在CCD之下还有一层CCX层级，1个CCX内包含了4MB L3和4个CPU核心，2个ccx组成一个完整的CCD。Zen 3架构相比Zen 2架构最大的改变就是L3使用方式和容量的变化，Zen 3架构将整个CCD内的L3缓存合为一体并翻倍容量后，使得每个CPU核心都可以访问全部16MB缓存，与此对应的是之前Zen 2架构的CPU实际上真正有意义的只有自己CCX内的4MB缓存，巨大的缓存差异带来了Zen 3架构相对Zen 2架构在大部分场合尤其是缓存敏感型应用显著的性能提升，最典型的就是游戏性能。毫不夸张地说，Zen 3架构在缓存方面的改变所带来的性能提升不亚于核心架构的改良。

GPU：挖掘架构潜力，性能再度提升

GPU部分，新处理器采用了在锐龙4000系列移动处理器上使用的Vega架构，基本架构没有太多变化。出现这个情况的原因可能是新处理器在研发周期方面和新的GPU架构错开;另外也可能是Zen 3架构的CPU模块面积较大，再加上增加了的L3缓存，可能AMD没有太多空间再去布置RDNA架构的GPU，另外可能现在的Vega GPU也能够满足市场需求。虽然架构没有更新，但是AMD还是努力在本代GPU的性能、效能方面做了提升。相比上代产品，现在内置的GPU频率最高可达2.1GHz，提升了350MHz，并且可以在高负载下维持更长的时间。在能耗控制方面，新加入了频率预测模型和图形部分的动态能量管理（DEM）功能，此外AMD还降低了GPU的最低电压，并改进了GPU部分的功率调节功能。GPU部分的功耗预算也增加了，主要是由于Infinity Fab ric总线和CPU核心功耗降低所“挤出来”的一点余量。这些设计加起来使得锐龙5000系列移动处理器的GPU性能最高可达FP32模式下2150GFLOPS或者FP16模式下4300GLOPS，相比早期锐龙7 3700U提升了71%，比上代产品提升了大约10%。

功耗控制：CPPC技术正式登场

在功耗控制方面，AMD宣布将CPPC技术带到锐龙5000系列移动处理器上来。CPPC是指“Collaborative Power Performance Control”，协同功率和性能控制技术。这项技术在锐龙4000系列台式机处理器上已经有一些应用。其主要功能是在台式机上向系统提供当前最快速的核心的报告，以实现最出色的单线程性能等。在锐龙5000系列移动处理器上，CPPC技术目前实现了3个重要功能，一是选择性能最高的核心，使得系统的任务尽量在这个核心上完成。二是快速调整核心频率，使得调整核心频率的延迟从之前的30ms大幅度降低至1-2ms。第三则是提供更宽泛且更细致的频率状态调整，相比之前P-STATE定义的不同电源状态和不同状态之间的切换，CPPC提供了从最高性能到最低性能之间的几乎无极的调解模式，处理器可以在所有模式之间根据需求任意切换，电压控制和频率选择更为精确。

除了CPPC外，AMD还展示了锐龙5000系列处理器在电压控制方面的独特设计。之前的锐龙4000系列移动处理器的CPU、GPU内核部分都采用同一个电压域绑定管理，因此无论处理器核心频率高还是低、GPU频率高还是低，CPU和GPU都运行在1.1V的电压下，这对频率和功耗表现来说不够完美。现在，新的处理器支持更细粒度的管理，所有CPU核心、GPU核心都解绑了，CPU核心根据不同的工作负载、频率等情况提供不同的电压值，比如在某核心工作在3.9GHz下提供0.9V电压，同时某核心工作在1.6GHz下则提供0.6V电压。除了CPU外，操作系统也可以根据执行任务的情况来配合CPU进一步进行电压、频率的调整，从而最大限度在有限的TDP范围内挖掘性能。总的来看，考虑到电压和功耗成平方比值关系，AMD在功耗方面的设计大大提高了处理器的能效比。

AMD还展示了一些锐龙5000系列移动处理器针对上代产品的功耗改进情况。在SoC对比中，新的处理器功耗在待机状态、休眠状态、视频播放和MobileMark 2018测试状态下，分别只有上代产品的74%、53%、77%和82%。在系统功耗方面，采用新处理器的系统在待机状态、休眠状态、视频播放和MobileMark 2018测试状态下，分别比上代产品多运行20小时、3.9小时、1.1小时和2.0小时。节能效果显著。AMD的数据显示，新的处理器在一般应用状态下可以坚持17.5小时，播放视频可以坚持21小時。

性能提升显著：稳定的移动性能之王

根据AMD的数据，由于更换了Zen 3架构，锐龙5000系列移动处理器中采用Zen 3架构的产品无论是单线程、多线程、生产力、图形等性能相比上代产品都有显著提升，同时也显著胜出英特尔相关产品。

具体数据方面，U系列产品的单线程性能最高的是锐龙7 5800U，相比上代锐龙7 4800U提升了16%。锐龙7 5800U在生产力测试中性能大概是英特尔酷睿i7-1165G7的0.98倍到1.22倍不等，综合计算平均领先了约10%。中端的锐龙5 5600U对比英特尔酷睿i5 -1135G7，游戏性能平均领先6%，不过在《堡垒之夜》和《魔兽世界》上略有差距，但都不大，《英雄联盟》更是领先对手40%之多，令人咋舌。

根据AMD数据，锐龙9 5900HX对比英特尔酷睿i9-10980HK的话，基本上单线程、综合、游戏性能都是以碾压的态势出现的，分别领先竞争对手14%、37%和21%。另外，AMD还特别提到，锐龙5 5600H在多线程性能方面胜出之前发布的第一代锐龙线程撕裂者处理器1900X，更高端的锐龙9 5900HX更是领先31%。最后，考虑到新的锐龙5000系列处理器现在已经可以搭配顶级移动显卡组成移动游戏站，AMD还特别展示了锐龙9 5900HX搭配英伟达的RTX 3080显卡的性能，大部分游戏在1080p、高画质下都能超过lOOfps，最低也有85fps。

最后再来看看有关新处理器的产品上市情况。根据AMD的统计，目前锐龙5000系列移动处理器的笔记本电脑产品正在有序上市中，发布会上已经公布了包括宏基、华为、华硕、惠普、小米、LG、MSI、联想、技嘉等厂商的数十款笔记本电脑，其中超轻薄产品有大约12款，创作人员使用的工作平台目前已有3款，游戏笔记本最多，超过19款。AMD还公布了一个数字是锐龙4000系列移动处理器一共有大约100款产品上市，而在锐龙5000系列移动处理器这一代，大约会有150款产品上市，涵盖各个用途和定位，全方位满足消费者的需求。

总的来看，锐龙5000系列移动处理器堪称AMD在移动处理器市场投下的一枚重磅炸弹。凭借Zen 3架构、全面改进的内部设计、全面加强的能耗控制技术等，新的锐龙5000系列移动处理器肯定会带来移动市场的大变革并对英特尔形成强大的冲击。毕竟，现在市场上能提供超轻薄系列的8核心处理器产品的只有AMD一家，能提供35W的8核心处理器来打造轻薄游戏笔记本电脑的也只有AMD-家，再加上AMD在性能级笔记本电脑上的显著优势，2021年的笔记本电脑市场，真的颇有趣味，令人期待。