AMD Ryzen Mobile 4000 系列移动处理器电源管理深度解析!

AMD Zen 2 微型架构追赶上英特尔 Coffee Lake架构的性能,市占率逐渐上升,但对于移动市场而言,性能并不是唯一关心要素。AMD Ryzen Mobile Tech Day 大幅度展示代号Renoir 处理器的电源管理与电力效率特点,直指过去很难染指的x86 移动市场。

对于AMD 粉丝或是期待x86 处理器市场能有些变化的玩家,(重返荣耀)这档事逐渐通过Zen、Zen+、Zen 2架构超车竞争对手,不仅是在消费性桌面型电脑市场逐渐收复失土,更因企业级EPYC 处理器所带来的单槽、双槽等级核心运算密度,瓜分到这块油到出汁的市场,VMware 更因为第二代EPYC 处理器单槽最高可以提供64核心,从今年4 月2 号开始,单槽处理器若有32 核心以上,需再购买1 份CPU 授权。

在这些成功故事旁边,AMD 自家其实还有个x86 处理器市场有待攻克–移动市场。试想Athlon 64/Opteron 那个荣耀的年代,AMD 于移动市场推出Turion 64,而主要竞争对手还处于32 位阶段,但最终结果不是64 位输了,而是英特尔能源效率赢了,表明桌面型市场的策略成功,不能在移动市场如法炮制。(当然,英特尔 在移动市场推出比桌面型更好的微型架构,也是当年造成此状况的主因之一,还导致MoDT(Mobile on DeskTop)的小流行。)

1.jpg

▲ AMD整合图形显示的处理器历史大事纪。

AMD处理器于移动市场续航力偏弱,这种情形一直延续至APU 工程机具系列都没有改变,直到采用Zen微型架构的Ryzen 移动版处理器上市,才感受到急起直追的能源效率比值,但仍旧差了那么一丁点。AMD 今年2 月下半于美国举办Ryzen Mobile Tech Day,会中除了强调Ryzen 4000 Mobile 性能改进幅度,更多的是说明这款核心代号Renoir 处理器的电源管理,官方续航力数据甚至比目前英特尔 第十代Core 移动版处理器还好,就让我们来看看这突飞猛进的能源效率是如何做到的?

2.jpg

▲ AMD为了强调Ryzen Mobile 4000系列在能源效率管理的用心,Ryzen Mobile Tech Day当天展示间直接搬来开发测试平台,一旁白色堆叠在一起的机器,即为多路功率监测器。

一、加强电源状态侦测与选择策略

正式进入代号Renoir,Ryzen Mobile 4000 系列移动处理器之前,AMD 替大家先上了一小段处理器如何节省电力消耗的科普课程。当然,如果各位读者曾经玩过Linux-like 操作系统的CPU governor设定,其实已经具备相关的知识,可以跳过这一段说明。

整台电脑的电源管理,其实不仅仅牵扯到处理器自身,而是整个平台的软、硬件相互合作,加上用户对于性能高低的偏好,依据当下工作负载量选择运作状态。比如笔记本电脑目前电力来源为变压器或是内置电池、用户喜好偏向性能或是偏向续航力、操作系统未来的工作排程、BIOS/UEFI/驱动程序所揭示的硬件电源状态……等,都是最后统合决定需要因素之一。

3.png

▲一台电脑的电源状态,并非处理器说了算,而是考量到许多因素所做的决定。

在一堆节省电力消耗的做法之中,AMD 首先谈到了最基础的硬件动态频率调整,这个大众比较容易理解的做法。芯片运作频率越高性能越高,消耗的电量也会随之上升;芯片运作频率越低性能越低,但消耗电量也会随之降低。

目前绝大多数的高性能处理器均导入动态频率选择功能,若是目前各处理单元的使用率较高,硬件就采行更高的频率运作,反之亦然。当然,调高或是调低频率的使用率界限阀值,可以写死在硬件或是软体之中,亦可交由操作系统或是用户自行修改。

4.png

▲动态频率选择是能源管理当中容易被大众所接受的观念,频率高、耗电量高,频率低、耗电量低,频率高低调整通过监控使用率达成。

由硬件本身往上加1 层BIOS/UEFI/驱动程序,告知操作系统,该硬件支持何种电源状态(Cx、Sx……)、目前使用市电电力或是电池电力、该系统所支持的最大电力供应数值以及散热系统最大解热能力……等。

5.png

▲硬件和操作系统之间夹着1层BIOS/UEFI/驱动程序,可以向操作系统提供该硬件所支持的各项电源状态。

 

再往上1 层就属操作系统所管辖的范围,由于操作系统手握行程、执行绪工作排序,某种程度能够预测未来工作负载量或大或小,进而向硬件下达(你可以睡死一点,需要时我再叫你),或是(你可以小睡一会儿,等等还有事情要做)等不同程度的电源状态指示。

较高的电源状态仅可节省些许能源消耗,但回复至一般工作状态也比较快,更深层的电源状态能够节省许多电力,但就像父母叫小孩起床一样,三催四请延迟较长,也需要花费较大的嗓门能量。Renoir处理器在此提供较新的ACPI状态,支持Cstate1~Cstate3,操作系统能够根据未来可能的工作负载量,请Renoir睡死一点或是小睡一下,在性能与能源之间取得平衡点。

6.png

▲代号Renoir处理器,提供新款APCI支持Cstate1~Cstate3,各状态之间可进入的最深电源状态深浅不一,让操作系统可以根据未来一段时间的预估工作负载量,告知硬件该如何省电。

 

电脑终究是替人类完成工作的一项工具,因此也得考虑到用户的偏好,比如Windows 操作系统具备的电源计画,以及用户可以自行选择偏好性能或是偏好续航力的滑杆,都可以调整硬件节省能源消耗的积极程度。

7.png

▲电脑为人类服务,因此用户可以依据自身的喜好,决定电脑省电的程度。

那么Renoir 该怎么做,才可以提供更好的能源效率呢?Ryzen Mobile 4000 系列移动处理器采用TSMC 7nm 制程制造,更小的电晶体需要更少的电力,亦提供更快、更精确的频率选择决策,以及降低于不同电源状态进入、移出的延迟,最后的结果就是能够长时间待在低电源状态。

8.png

▲ Ryzen Mobile 4000系列移动处理器频率选择更快、更精准,并可以工作移给较具能源效率的部分负责执行,不同电源状态的转换延迟也更少。

9.png

▲ AMD以PCMark 10 App Start测试项目作为例子,Ryzen Mobile 4000相较前一世代,处在低电源状态的时间变多了,大约可以节省59%电力消耗。

分页阅读: 1 2 下一页
RIPRO主题是一个优秀的主题,极致后台体验,无插件,集成会员系统
不思进取 » AMD Ryzen Mobile 4000 系列移动处理器电源管理深度解析!

发表评论

提供最优质的资源集合

立即查看 了解详情