Ryzen Mobile 4000: Das kann AMDs Renoir

Mit optimierten Zen-2-Kernen, Vega-Grafikeinheit und sparsamem LPDDR4X-Speicher im 7-nm-Verfahren: Noch nie war ein Notebook-Chip besser gegen Intel aufgestellt als AMDs Renoir alias Ryzen Mobile 4000.

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Ryzen Mobile 4000 alias Renoir
Ryzen Mobile 4000 alias Renoir (Bild: AMD)

Mit den Epyc-CPUs für Server und den Ryzen-Modellen für Desktops hat AMD bereits vorgelegt und Intel in Bedrängnis gebracht, mit den Ryzen Mobile 4000 soll nun die Notebook-Dominanz der Konkurrenz gebrochen werden. Das Silizium heißt Renoir, benannt nach dem französischen Maler des Impressionismus -, wie passend, dass dieser für seine Momentaufnahme bekannt ist.

Inhalt:
  1. Ryzen Mobile 4000: Das kann AMDs Renoir
  2. LPDDR4X für Laufzeit und Leistung
  3. Intel verliert den Anschluss

Denn im Augenblick gibt es noch keine Notebooks mit AMDs Renoir zu kaufen, in einigen Wochen werden diese erst in China und dann im Rest der Welt verfügbar sein. Bis dahin erläutern wir die technischen Besonderheiten des Chips, denn AMD hat weit mehr getan, als schlicht die bekannten Zen-2-Kerne und mit einer ebenfalls nicht neuen Vega-Grafikeinheit zu koppeln. Das zeigen alleine schon die Eckdaten: Auf 156 mm² kommen 9,8 Milliarden Transistoren zusammen, gefertigt mit TSMCs N7-Verfahren (7 nm DUV).

8+8-Design mit Tricks

Grundsätzlich besteht jeder Chip aus acht Zen-2-CPU-Kernen, einer Vega-Grafikeinheit mit acht Compute Units und einem Speichercontroller für DDR4 sowie LPDDR4X. Die Änderungen stecken im Detail, so gab es bei den Vorgänger-Chips (Raven Ridge/Picasso) noch elf Compute Units - laut AMD ist der vermeintliche Rückschritt aber tatsächlich ein Gewinn, auch weil die Navi/RDNA-Technik für Renoir zu spät kam. Die CUs takten höher, die Wege im Chip sind kürzer, die Leckströme sinken und die reduzierten Shader-Einheiten belegen weniger Platz auf den Wafern.

  • Blockdiagramm zu Renoir (Bild: AMD)
  • Renoir misst 156 mm² und hat 9,8 Milliarden Transistoren. (Bild: AMD)
  • Der L3-Cache wurde auf 8 MByte geviertelt. (Bild: AMD)
  • Renoir hat weniger, dafür aber schnellere Compute Units. (Bild: AMD).
  • Das die IP-Blöcke verknüpfende Fabric wurde sparsamer. (Bild: AMD)
  • Renoir weist allerhand Effizienzverbesserungen auf. (Bild: AMD)
  • Der Chip verweilt häufiger bei 1,4 GHz oder in Schlafmodi. (Bild: AMD)
  • Renoir gibt dem Betriebssystem mehr ACPI-Zustände zur Auswahl. (Bild: AMD)
  • Ein überarbeiteter DSP sorgt für längere Laufzeiten. (Bild: AMD)
  • Der Video Core Next beschleunigt 4K-Inhalte, jedoch kein AV1. (Bild: AMD)
  • Durch LPDDR4X steigt die Bandbreite und das Speichersubsystem wird sparsamer. (Bild: AMD)
  • Per System Temperature Tracking v2 boostet Renoir länger. (Bild: AMD)
  • Wird eine dedizierte Radeon verwendet, kann diese per Smart Shift mehr Power-Budget erhalten. (Bild: AMD)
  • Ryzen 7 4800U gegen Core i7-1068G7 und Core i7-10710U (Bild: AMD)
  • Ryzen 5 4600U gegen Core i5-1035G1 und Core i5-10210U (Bild: AMD)
  • Ryzen 3 4300U gegen Core i3-1005G1 (Bild: AMD)
  • Ryzen 9 4900HS gegen Core i9-9880H (Bild: AMD)
  • Ryzen 7 4800H gegen Core i7-9750H (Bild: AMD)
  • Akkulaufzeit Renoir gegen Ice Lake (Bild: AMD)
Blockdiagramm zu Renoir (Bild: AMD)

Solche Entscheidungen ziehen sich durch das komplette Design von Renoir: Die acht Kerne setzen sich wie bei Zen-Prozessoren üblich aus zwei CCX (Core Complex) mit je vier Cores zusammen, statt 32 MByte L3-Cache gibt es aber nur 8 MByte. Hintergrund ist, dass der geviertelte L3-Cache mal eben 25 mm² einspart und überdies die Effizienz des Chips auf Kosten der Performance verbessert. Die 7-nm-Fertigung an sich anstelle von 14/12 nm soll die Leistungsaufnahme um 50 bis 70 Prozent verringern, die architektonischen Neuerungen spielen jedoch ebenfalls eine wichtige Rolle.

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Da wäre das Infinity Fabric, so nennt AMD den eigenen Interconnect, um IP-Blöcke wie CPU-Kerne und Grafikeinheit zu verknüpfen. Der IF-Daten-Bus zur GPU wurde verdoppelt, was die Menge an übertragenen Daten pro Watt deutlich steigert - laut Hersteller ging die Effizienz um bis zu 75 Prozent nach oben. Zudem arbeitet AMD mit niedrigeren minimalen Spannungen dank 7 nm, einer aggressiven Taktung des L3-Caches und mit optimiertem Power Gating für den CPUOFF- und den GFXOFF-Zustand. Generell taktet sich Renoir daher viel öfter mit 1,4 GHz oder befindet sich gar in (tiefen) Stromsparzuständen, was den Energiebedarf des Chips bei leichter Last drastisch verringert.

  • Blockdiagramm zu Renoir (Bild: AMD)
  • Renoir misst 156 mm² und hat 9,8 Milliarden Transistoren. (Bild: AMD)
  • Der L3-Cache wurde auf 8 MByte geviertelt. (Bild: AMD)
  • Renoir hat weniger, dafür aber schnellere Compute Units. (Bild: AMD).
  • Das die IP-Blöcke verknüpfende Fabric wurde sparsamer. (Bild: AMD)
  • Renoir weist allerhand Effizienzverbesserungen auf. (Bild: AMD)
  • Der Chip verweilt häufiger bei 1,4 GHz oder in Schlafmodi. (Bild: AMD)
  • Renoir gibt dem Betriebssystem mehr ACPI-Zustände zur Auswahl. (Bild: AMD)
  • Ein überarbeiteter DSP sorgt für längere Laufzeiten. (Bild: AMD)
  • Der Video Core Next beschleunigt 4K-Inhalte, jedoch kein AV1. (Bild: AMD)
  • Durch LPDDR4X steigt die Bandbreite und das Speichersubsystem wird sparsamer. (Bild: AMD)
  • Per System Temperature Tracking v2 boostet Renoir länger. (Bild: AMD)
  • Wird eine dedizierte Radeon verwendet, kann diese per Smart Shift mehr Power-Budget erhalten. (Bild: AMD)
  • Ryzen 7 4800U gegen Core i7-1068G7 und Core i7-10710U (Bild: AMD)
  • Ryzen 5 4600U gegen Core i5-1035G1 und Core i5-10210U (Bild: AMD)
  • Ryzen 3 4300U gegen Core i3-1005G1 (Bild: AMD)
  • Ryzen 9 4900HS gegen Core i9-9880H (Bild: AMD)
  • Ryzen 7 4800H gegen Core i7-9750H (Bild: AMD)
  • Akkulaufzeit Renoir gegen Ice Lake (Bild: AMD)
Der Chip verweilt häufiger bei 1,4 GHz oder in Schlafmodi. (Bild: AMD)

Für die CPU-Kerne gibt es nun drei für das Betriebssystem sichtbare ACPI-Modi für C-States. Der Ein- und Austritt in diese klappt schneller durch eine doppelte Save/Restore-Busbreite, eine reduzierte Hysterese und eine um ein Drittel beschleunigte Power-Management-Firmware des dafür verantwortlichen Micro-Controllers. Obendrein gibt es einen aktualisierten DSP mit eigenem SRAM, wodurch Low-Power-Audio-Playback bei angepassten Windows-Apps möglich wird, was 20 Prozent Energie sparen soll. Die 20 verfügbaren Lanes wurden als PCIe Gen3 ausgelegt, physisch vorhanden sind 24 Lanes. AMD sieht vor, dedizierte GPUs bei Renoir Mobile mit Gen3 x8 anzubinden. Hinzu kommen Sata- sowie USB-2.0- und USB-3.2-Gen2-Ports.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Unterstützung von DDR4-3200 und LPDDR4X-4266-Speicher, denn Intel verwendet seit Jahren schon sparsamen LPDDR3.

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LPDDR4X für Laufzeit und Leistung 
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