Ewolucja mobilnego procesora AMD Ryzen! Porównujemy trzy kolejne mobilne platformy AMD na przykładzie laptopów Acer Swift 3.

Trzy laptopy Acer Swift 3, z kolejno, procesorami Ryzen 5 2500U, Ryzen 5 3500U oraz Ryzen 5 4500U to idealny przykład ukazania ewolucji, jaką przeszły mobilne układy AMD.

AMD Ryzen to obecnie niezwykle silna marka w świecie desktopowych CPU. Właściwie od pierwszej generacji tych procesorów stanowiły one świetną alternatywę wobec jednostek Intela, a obecnie, wczesną jesienią 2020 roku w ocenie zarówno wielu użytkowników, jak i mediów technologicznych są do większości zastosowań, jeśli nawet nie lepsze, to bardziej opłacalne. W laptopach sprawa jednak nie była taka prosta, bo tu AMD nie miało, w przeciwieństwie do komputerów stacjonarnych, tradycji sukcesów. Rynek laptopów to od samego początku był rynkiem Intela. Ostatnio zmienia się to jednak, a to za sprawą nowych, mobilnych Ryzenów z rodziny “Renoir”. Przyjrzymy się ewolucji, jaka zachodziła w procesorach mobilnych AMD, a na przykładzie trzech laptopów kolejnych generacji modelu Acer Swift 3, zaprezentujemy co zmieniło się w praktyce. 

Kwestia nazewnictwa czyli mała zmyłka

Patrząc na nazwy procesorów mobilnych AMD można odnieść wrażenie, że należą one do generacji drugiej (Ryzen 5 2500U), trzeciej (Ryzen 5 3500U) oraz czwartej (Ryzen 5 4500U). Jak mawia internetowy klasyk – nic bardziej mylnego. AMD swoje kolejne zmiany technologiczne umieszczało w procesorach mobilnych później niż w desktopowych Ryzenach. Stąd pierwsze mobilne procesory tej linii otrzymały nazwę sugerującą raczej drugą generację, mimo iż technicznie są one mobilną odmianą generacji pierwszej. To swoiste przesunięcie już z nami zostało – przynajmniej do chwili gdy AMD wypuści Ryzeny 5000 – tam bowiem, wskutek pominięcia serii 4000 w desktopach (jeśli nie liczyć wąskiej serii dla rynku OEM), mobilne i desktopowe Ryzeny zrównają się nazewnictwem. Do tej chwili zostało jeszcze nieco czasu. 

Mówię tu jednak o generacjach, ale warto przybliżyć czym one naprawdę się różnią. Nie będziemy jednak zagłębiać się w detale platformy desktopowej, a do porównania posłużą nam trzy mobilne Ryzeny, znajdujące się na pokładach kolejnych wersji modelu Swift 5 firmy Acer. 

Ryzen 2000, 3000, 4000 – ale o co chodzi? 

Ryzen 2000 w przypadku układów mobilnych to, jak wyjaśniliśmy powyżej, generacja pierwsza. Ryzen 5 2500U, bo takim CPU w tym przypadku dysponujemy, to APU, a więc procesor wyposażony w wydajny zintegrowany układ graficzny. Jest oparty na rdzeniach Raven Ridge, co czyni go bliskim kuzynem desktopowych APU serii Ryzen 2000G. Jest przy tym układem 4-rdzeniowym z aktywnym SMT, czyli 8-wątkowym. Jak na jednostkę, która pojawiła się w 2018 roku i przynależącą do segmentu wysokiej mobilności, to całkiem obiecujące, zwłaszcza, jeśli weźmiemy pod uwagę, że bazowa częstotliwość wynosząca 2 GHz może tu wzrastać, w razie potrzeby, do 3,6 GHz. 

AMD zastosowało tu podobne, chociaż nie identyczne rozwiązania, co w desktopowych Ryzenach. Przede wszystkim, tę jednostkę można śmiało sklasyfikować jako SoC (System-on-Chip), posiada bowiem wszystkie kluczowe elementy w jednym układzie: CPU, GPU, kontroler pamięci RAM oraz układy kodowania i dekodowania wideo. Całość łączona jest za pomocą interfejsu Infinity Fabric i wykonana w procesie technologicznym FinFET 14 nm. W przypadku testowanego CPU TDP ustalono na 15W. AMD dało tu jednak pewien wybór producentom laptopów, zezwalając na konfigurację w zakresie 12-25 W. Maksymalna częstotliwość pracy pamięci RAM obsługiwanej przez kontroler tego procesora to 2400 MHz. 

Interesująca jest budowa tego procesora – rdzenie połączone są w jeden blok CCX, na którym znajduje się też pamięć cache L3. W porównaniu do desktopowych odpowiedników z tej samej epoki, mobilny Ryzen ma inne rozmieszczenie pamięci podręcznej – 4 MB cache L3 na blok CCX. Warto też zaznaczyć, że zintegrowany układ graficzny nie korzysta z pamięci podręcznej L3, jak ma to miejsce w procesorach Intela. 

Zastosowany tu układ graficzny Radeon Vega 8 Graphics to, jak nazwa wskazuje, model korzystający z architektury Vega. iGPU posiada 8 CU, na które składa się 512 jednostek cieniujących i 32 jednostki teksturujące. Układ ten oczywiście nie posiada własnej pamięci, a na swoje potrzeby wykorzystuje RAM komputera.

Ryzen 3000 to już odpowiednik drugiej generacji desktopowych Ryzenów. Zaszły tu pewne zmiany, chociaż trudno nazwać je rewolucyjnymi. Zaprezentowana w 2019 roku seria procesorów do dziś trafia do nowych laptopów, a to dobrze świadczy o jej rynkowej żywotności. Podstawową zmianą było przejście z pierwszej generacji architektury Zen, na ulepszoną Zen+. Wiąże się to także z przejściem na nowszy proces technologiczny 12 nm. W efekcie, przy podobnym zużyciu energii, można było nieco podnieść taktowanie – odpowiednio 2,1 GHz i, w trybie Boost, do 3,7 GHz. Zachowano ten sam wyjściowy współczynnik TDP 15 W. 

Zachowano ten sam układ graficzny co w 2500U, któremu jednak podniesiono maksymalną częstotliwość pracy do 1200 MHz. Niestety, AMD nie zdecydowało się w tym przypadku na modyfikację kontrolera pamięci RAM i zachowano maksymalne jej taktowanie na poziomie 2400 MHz. Szkoda, bo już tym jednym elementem można było sprawić, że układ ten wyróżni się na tle starszego kuzyna – z RAMu korzysta przecież także iGPU, a więc zysk zanotowano by zarówno na polu wydajności ogólnej, jak i graficznej. 

Ryzen 4000 to ta generacja procesorów mobilnych AMD, która dosłownie wstrząsnęła rynkiem laptopów. I chociaż już dwie poprzednie generacje nie miały się czego wstydzić (w przeciwieństwie do poprzedzających je kolejnych generacji układów serii A), to producenci laptopów zdawali się nie mieć do nich pełnego zaufania (o tym za chwilę). Ryzen 4000 jako generacja układów mobilnych cieszy się jednak zupełnie innym statusem. Jest także znacznie bardziej efektywny i, w praktyce, częściej wybierany przez użytkowników. 

Główną różnicą względem poprzednika jest tutaj architektura. Podczas gdy Ryzen 5 3500U wykorzystuje proces produkcyjny 12 nm, oparty na technologii AMD Zen+, nowszy Ryzen 5 4500U jest zbudowany w architekturze Zen 2, z wykorzystaniem procesu produkcyjnego 7 nm TSMC. Skutkuje to szeregiem zmian w samym procesorze. Niższy proces technologiczny to także zaoszczędzona przestrzeń. AMD wykorzystało ją znakomicie. Zyskaliśmy dwa dodatkowe rdzenie, chociaż zrezygnowano z obsługi SMT, co skutkuje jednostką 6-rdzeniową i 6-wątkową. Wzrosła za to pojemność pamięci podręcznej. Ryzen 5 3500U ma 2 MB pamięci podręcznej L2 i 4 MB pamięci podręcznej L3, podczas gdy Ryzen 5 4500U ma 3 MB pamięci podręcznej L2 i dwukrotnie większą pamięć podręczną L3 – 8 MB. 

Skoro o pamięci mowa – AMD zastosowało tu zupełnie nowy kontroler pamięci RAM. Zamiast przestarzałej w 2020 roku pamięci DDR4-2400 producenci laptopów mogą skorzystać z DDR4-3200, a nawet LPDDR4-4266. Skutkuje to poważnym wzrostem wydajności w podsystemie pamięci, ale też w grafice.

Nawiasem mówiąc, porównanie układów graficznych w tym przypadku jest szczególnie interesujące – Radeon RX Vega 8 ma 8 CU i pracuje z częstotliwością maksymalną 1200 MHz, podczas gdy AMD Radeon Graphics (oficjalna nazwa iGPU z Ryzen 5 4500U straciła tak odniesienie do architektury, jak i liczby bloków CU) ma mniej CU, bo tylko 6, ale działa na znacznie wyższej częstotliwości maksymalnej – 1500 MHz.

Wzrost taktowania to nie tylko kwestia układu graficznego, ale też rdzeni procesora. Każdy z nich pracuje domyślnie z częstotliwością 2,3 GHz, a maksymalne taktowanie układu to 4,0 GHz. Same rdzenie CPU też uległy wyraźnemu przeobrażeniu. Układy z poprzednich serii – Ryzen 2000 i 3000, miały jeden blok CCX zawierający cztery rdzenie wraz z 4 MB cache L3. W przypadku mobilnej serii Ryzen 4000 są to dwa bloki CCX na jednej matrycy CCD, z maksymalnie 8 rdzeniami oraz 8 MB pamięci cache L3 (po 4 MB na każdy klaster CCX).

Pomimo jednak wzrostu liczby rdzeni, oraz zwiększenia pojemności pamięci podręcznej i taktowania iGPU, Ryzen 5 4500U ma ten sam współczynnik TDP wynoszący 15 W, co jego 4-rdzeniowi poprzednicy. 

Porównywanie tych układów da oczywisty wynik – najnowszy Ryzen będzie jednocześnie Ryzenem najszybszym. Warto jednak zauważyć, że tu wzrost wydajności zostaje osiągnięty w ledwie trzy lata, a testowane dziś konstrukcje to idealne pole do porównania postępów w architekturze AMD. Acer nie stosował bowiem w starszych seriach zabiegów, które skutecznie ograniczyły konkurencyjność laptopów z układami AMD innych producentów. 

Trudne relacje z OEM’ami? 

To temat kontrowersyjny, niechętnie podnoszony przez dziennikarzy, ale dyskutowany “za kulisami”. O co chodzi? Już w chwili premiery procesorów AMD Ryzen 2000 przeznaczonych dla laptopów, było jasne, że AMD ma w końcu realnego konkurenta dla mobilnych odmian układów Core. Wydajne, zwłaszcza tam gdzie liczyła się zdolność do prowadzenia obliczeń wielowątkowych, a przy tym dysponujące mocnym iGPU, układy te wydawały się idealnym niemal rozwiązaniem kwestii “laptop do wszystkiego i tanio”, która była wówczas i poniekąd jest do dziś, niezwykle popularna w polskim internecie. Odcinając się od pewnej życzeniowości tego terminu, to w swoim ograniczonym zakresie te APU rzeczywiście spełniały tę zasadę. W zadaniach związanych z pracą i interetem nie ustępowały układom Intela, a w przypadku gier ich iGPU był o niebo szybszy niż ten od “niebieskich” – chociaż po prawdzie nadawał się raczej do mniej złożonych graficznie gier. Tylko, z jakiegoś powodu, układ te nie były szeroko stosowane. 

Niestety, nawet gdy były, to często z miernym skutkiem. Kolejne wcielenia architektury Zen pokazały, że są dość wrażliwe na wydajność pamięci. W przypadku jednostek mobilnych miało to dodatkowe znaczenie, bowiem korzystały ze zintegrowanej grafiki. Ta natomiast do składowania tekstur używa alokowanej przestrzeni pamięci RAM. Jedną z najgorszych rzeczy, jakie można było wyrządzić mobilnej platformie AMD było więc ograniczenie wydajności pamięci. I to właśnie zrobiło wielu producentów, którzy nawet jeśli korzystali z mobilnych Ryzenów, to niejednokrotnie oferowali je w maszynach sztucznie ograniczonych do jednokanałowego trybu obsługi RAM. Przepustowość pamięci drastycznie malała, spadała wydajność ogólna i graficzna. W imię oszczędności kilku dolarów na sztuce laptopa lub, jak twierdzą miłośnicy teorii spiskowych, dobrych relacji z drugim dostawcą CPU. 

Osobiście skłaniałbym się raczej do stwierdzenia, że do takiego stanu rzeczy przyczyniła się pechowa mieszanka kilku czynników: wcześniejszych doświadczeń z procesorami AMD w laptopach, wszechwładzą działów księgowości oraz korporacyjną bezwładnością decyzyjną. Jak było naprawdę? Tego zapewne poza samymi decydentami nie wie nikt. 

Swift 3 x 3 

Właśnie ze względu na powyższy problem, laptopy, których użyliśmy do porównania kolejnych trzech generacji APU AMD nadają się do tego znakomicie – Swift 3 jako seria nigdy bowiem nie miał podobnych sztucznych ograniczeń, a Ryzen od początku swojej mobilnej bytności mógł tu rozwinąć skrzydła. 

Same laptopy Swift 3 też przeszły przez ten czas wyraźną zmianę. Acer wyraźnie eksperymentował z koncepcją rozsądnie wycenionej, mobilnej maszyny. 

Najpierw, w przypadku Swift 3 z procesorem Ryzen 2500U tajwański producent zaproponował maszynę o smukłej obudowie, ale w formacie 15,6”. Jest to więc maszyna wyraźnie cięższa od pozostałej dwójki. Z racji większego ekranu charakteryzuje się dość wygodną pracą, ale też niższą mobilnością. Masa 2 kg w modelu 15,6” to w początkach 2018 roku, gdy model ten był nowy, stanowiło wynik naprawdę przyzwoity. Dziś poniżej 2 kg potrafią zejść czasem maszyny o znacznie silniejszej konfiguracji, nawet z dGPU. Należy jednak pamiętać, że linia Swift 3 nie jest i nigdy nie była w komputerowej awangardzie – od tego Acer posiada chociażby linię Swift 5, gdzie nowe rozwiązania, w tym te konstrukcyjne, trafiają po prostu szybciej. Swift 3 jest natomiast swoistym królem opłacalności. 

Model rok nowszy, wyposażony w procesor Ryzen 5 3500U, to wyraźna zmiana koncepcji. Nie mamy już 15,6-calowej matrycy, a 14,1-calową, co wpłynęło oczywiście na wielkość całego komputera. Acer zdołał dokonać kilku poprawek w całej konstrukcji obejmujących nie tylko redukcję masy urządzenia. Ogólnie Swift 3 z Ryzen 5 3500U może pochwalić się solidną konstrukcją, sprawiającą wrażenie bardzo dobrze wykonanej. To zapewne efekt nieco większej grubości obudowy i wysokiej sztywności całej konstrukcji. Całość waży 1,41 kg, co oznacza, że wrażenie solidności nie idzie tu w parze z wysoką masą. 

Najnowszy Acer Swift 3 przypomina z zewnątrz nieco odchudzonego poprzednika. Jest mniejszy, ponieważ Acer zdołał zdecydowanie zmniejszyć ramki ekranu oraz zamknąć całość w zdecydowanie cieńszej obudowie. Masa urządzenia to 1,2 kg, co przy 14,1-calowym ekranie jest naprawdę niezłym wynikiem. Sama konstrukcja zdaje się więc nieco bardziej filigranowa niż Swift 3 z poprzednią generacją procesora AMD. 

Prawdę mówiąc mi najbardziej do gustu przypadła obudowa modelu „średniego”, a więc wyposażonego w Ryzen 5 3500U. To przede wszystkim kwestia poczucia wysokiej solidności konstrukcji. W najstarszym modelu nieco odrzuca ekran pokryty odblaskową powłoką. Najnowszy model wyraźnie kieruje serię Swift 3 w stronę większej mobilności.

Wydajność

Nie będzie specjalnym zaskoczeniem jeśli powiem, że najnowsza jednostka jest przy tym najszybsza, prawda? Ale jak duże są w praktyce te różnice? Czy przeskok pomiędzy Zen, Zen+ i Zen 2, jest taki sam jak w układach desktopowych wykonanych w tych architekturach? Odpowiedź to dość niejednoznaczne „tak”. Bo chociaż ogólnie wzrost wydajności z architektury na architekturę jest podobny, o tyle tu musimy pamiętać jeszcze o kulturze pracy w trudniejszych, bo laptopowych warunkach. A tu mówimy do tego o konstrukcjach z założenia wysoce mobilnych. Skupmy się najpierw na wydajności. Poniżej znajdziesz wykresy przedstawiające wyniki wydajności.

Należało spodziewać się, że AMD Ryzen 5 4500U okaże się szybszy i tak też się stało. Nie powinna dziwić ani wyższa wydajność jednowątkowa (w końcu Zen 2 przyniosło wzrost IPC), ani wyższa wydajność zintegrowanej grafiki. Układ ten znakomicie ukazuje zaletę przejścia na 7 nm: mimo iż jest wyżej taktowany, zachowuje właściwie podobny zakres temperatur, co poprzednicy. Tu trzeba zaznaczyć, że najnowszy z trójki testowanych laptopów Acera ma najcieńszą obudowę.

Acer Swift 3 z procesorem AMD Ryzen 5 2500U osiągnął pod pełnym obciążeniem temperaturę 75 stopni… po czym jego częstotliwość była natychmiast redukowana do 1,66 GHz. Szkoda, bo z racji największej obudowy laptopa, ten CPU miał możliwość uzyskania nieco lepszego chłodzenia.

Acer Swift 3 z procesorem AMD Ryzen 5 3500U miał ten limit ustawiony nieco wyżej, bo na 78 stopniach. Kiedy CPU dochodził do tego poziomu, zjawisko thermal throttlingu redukowało jego taktowanie do 1,4 GHz. Wymagało to jednak nieco dłuższego czasu niż w przypadku starszej jednostki.

Acer Swift 3 z procesorem AMD Ryzen 5 4500U jest najmniejszy i najcieńszy z całej trójki. Sam CPU jest w nim też najcieplejszy. To nie tylko efekt nieco uboższego chłodzenia, ale przede wszystkim ustawień zastosowanych przez producenta. Maksymalnie CPU osiągnął 86 stopni. Sporo, ale to dało na tyle duży zakres, że throttlingu właściwie nie obserwujemy. Owszem, przytrafił się w trakcie testów, ale dopiero gdy komputer musiał zmierzyć się z pełnym zestawem testów opartych o Blendera.

Gdyby Acer zdecydował się nieco agresywniej ustawić punkt temperatur dla starszych układów, zapewne wyniki wydajności byłyby nieco wyższe – przepaść, którą widzimy pomiędzy Ryzenem 5 4500U i jego starszymi kuzynami, byłaby też mniejsza.

Podsumowanie

To jak zmieniały się procesory mobilne AMD w ostatnim czasie jest nawet mniej istotne niż ewolucja podejścia producentów do mobilnej platformy kalifornijskiej firmy. Początkowo niedoceniane, montowane w konstrukcjach, których jakość bywała dyskusyjna, lub sztucznie ograniczane np. przez jednokanałową pamięć, Ryzeny z czasem uzyskały status, na który technologia AMD zasługuje – godnego rywala dla układów Intel Core. Na rynku jest coraz więcej laptopów z AMD Ryzen „pod maską”, a już wiadomo, że będzie ich więcej w następnej generacji.

Testowane laptopy szczególnie nie zaskakują, ale jest ku temu powód. Żadna z tych architektur nie jest już nowością – Zen i Zen+ można by uznać za leciwe, ale nadal ukazują się nowe laptopy korzystające z nieco nowszej z nich. Zen 2 to na tę chwilę obowiązująca, w laptopach opartych na technologii AMD, architektura CPU. I taką pozostanie też przez kolejną generację – przynajmniej połowicznie. W serii mobilnych układów AMD Ryzen 5000 zobaczymy bowiem zarówno procesory Cezanne (Zen 3), jak i Lucienne (Zen 2). Te drugie będą nieznacznie tylko różniły się od Renoir (Zen 2/Ryzen 4000). Pomijając mylące nazewnictwo, to dobra strategia. AMD może w ten sposób zapewnić układy zarówno dla segmentu wyższego, jak i średniego i niższego.

https://itreseller.pl/itrnewprzemieszanie-generacji-w-ramach-jednej-serii-do-sieci-trafily-specyfikacje-nadchodzacych-procesorow-mobilnych-amd-ryzen-5000/