Ryzen Mobile 4000 có những cải tiến gì khiến AMD tự tin đối đầu Intel cả về hiệu năng lẫn pin?

AMD đã tung ra dòng Ryzen Mobile 4000 series với những con chip có đến 8 nhân cả dòng H hiệu năng cao lẫn U tiết kiệm điện. Sự cải tiến về kiến trúc Zen 2 cùng với tiến trình 7nm tiên tiến mang lại cho thế hệ vi xử lý di động này nhiều lợi thế, từ đó giúp AMD có thể cạnh tranh sòng phẳng hơn với đối thủ Intel. Lần này AMD rất tự tin và mình cũng tin rằng đội đỏ sẽ làm nên chuyện.

• AMD ra mắt Ryzen Mobile 4000 cho laptop: Zen 2 7nm, dòng H lẫn U đều có 8 nhân 16 luồng rất mạnh!

Vi xử lý cho laptop thì AMD đã làm từ lâu nhưng người dùng bắt đầu chú ý hơn kể từ thế hệ Zen đầu tiên ra mắt vào năm 2017. Lúc đó AMD ra mắt các vi xử lý kiến trúc Zen 14nm đầu tiên trên desktop song song với các APU dòng Raven Ridge cho laptop hay Ryzen Mobile 2000 series. Với kiến trúc Zen mới, AMD muốn thay đổi suy nghĩ của người dùng về những vi xử lý AMD ở nhiều khía cạnh từ hiệu năng đến điện năng tiêu thụ, không còn giống như những Bristol Ridge, Carrizo, Kaveri … khi xưa.

Tuy nhiên, có một điều mà chúng ta dễ nhận ra đó là những chiếc laptop chạy APU của AMD không nhiều và đa số là các mẫu máy tầm trung hay phổ thông. Đến thế hệ Picasso tức Ryzen Mobile 3000 series thì tình hình có cải thiện, những chiếc laptop gaming dùng Ryzen Mobile 3000 dòng H trở thành lựa chọn hợp túi tiền hơn so với các biến thể dùng CPU Intel. Tuy nhiên, những chiếc laptop gaming lẫn laptop mỏng nhẹ chạy APU AMD cũng có nhiều hạn chế như thời lượng pin kém, tản nhiệt chưa tốt và hiệu năng trung bình.


Vấn đề là APU của AMD thường xuất hiện trên các mẫu máy phổ thông và tương xứng với tầm giá, chúng không được trang bị những gì tốt nhất, form máy cũ hay chính xác là dùng lại từ các biến thể Intel, hệ thống tản nhiệt chỉ ở mức vừa đủ để giảm chi phí R&D và nhiều thứ khác khiến hiệu năng lẫn thời lượng sử dụng máy bị giảm sút - đây là lời nhận định từ nhiều trang công nghệ mà mình thấy rất chính xác. Hệ thống tản nhiệt và chất lượng linh kiện không được đầu tư tốt thì một chiếc laptop khó có thể mang lại hiệu năng cao được. Vì vậy, lần này với Ryzen Mobile 4000 series thì AMD đã tiến hành hợp tác chặt chẽ hơn với các nhà sản xuất từ khâu thiết kế cho đến tối ưu, phê chuẩn nhằm đảm bảo mọi chiếc máy chạy APU Ryzen Mobile 4000 series khi xuất xưởng sẽ mang lại trải nghiệm tốt nhất cho người dùng.

Bản thân dòng Ryzen Mobile 4000 series đã được cải tiến rất nhiều từ kiến trúc Zen 2 7nm và nhân đồ họa tích hợp cũng mạnh hơn. APU vẫn có 2 cụm CCD (Core Chiplet Die), mỗi cụm chứa 2 CCX (CPU Complex) và mỗi CCX có 4 nhân, thiết kế này cho phép AMD tăng số nhân xử lý lên thành 8 nhân 16 luồng trên cả phiên bản H hiệu năng cao lẫn U tiết kiệm điện. Đây cũng là lần đầu tiên một con vi xử lý tiết kiệm điện với TDP 15 W có đến 8 nhân, Intel chưa thể đạt được số nhân này trên dòng Core i thế hệ 10.


Trong mỗi tổ hợp CCX, các nhân chia sẻ chung bộ đệm L3 4 MB (2 CCX > 8 MB cache L3) và mỗi nhân vẫn có bộ đệm L2 512 KB. Nếu so với các phiên bản CPU desktop kiến trúc Zen 2 thì bộ đệm L3 trên phiên bản laptop bị cắt giảm đáng kể và AMD làm điều này để dành không gian cho GPU tích hợp cũng như là để tiết kiệm điện năng.

Tiến trình 7nm 13 lớp của TSMC, AMD đã đạt được mật độ bán dẫn trên die cao hơn 2 lần với 9,8 tỉ transistor trong khi thu nhỏ được diện tích die 25% (diện tích còn 156 mm2) so với thế hệ trước. Tiến trình 7nm cộng với những cải tiến về kiến trúc Zen 2 và những tính năng mới đã mang lại hiệu năng cao hơn và cắt giảm điện năng tiêu thụ rất đáng kể trên Ryzen Mobile 4000 series.


AMD cho biết để tạo ra những vi xử lý tốt hơn cho laptop thì bản thân vi xử lý cần phải nắm được nhiều thông số hơn từ các cảm biến, từ đó có thể kiểm soát sâu hơn về điện, xung và các công nghệ sẽ phối hợp với nhau nhằm mang lại hiệu năng/điện năng tối ưu. Để làm được điều này, AMD đã tích hợp 2 công nghệ cực kỳ lợi hại là STT V2 và SmartShift:


Trên Ryzen Mobile 4000 series, AMD tích hợp hệ thống theo dõi nhiệt độ STT V2 và từ diagram thì có thể hình dung dữ liệu từ 2 cảm biến nhiệt (diode nhiệt) gắn tại những điểm phát sinh nhiều nhiệt của máy sẽ được gởi đến vi điều khiển nhúng (EC) và một phần được gởi đến DPTC (Dynamic Power & Thermal Control) - một giao tiếp cho phép hệ thống điều khiển điện của APU có thể được tùy chỉnh và thay đổi ngay lập tức bởi các nguồn bên ngoài chẳng hạn như thiết lập từ BIOS. Dữ liệu từ EC được BIOS sử dụng để tính toán giới hạn nhiệt độ vỏ và điện năng cho DPTC. Từ đây, thiết lập về điện được gởi đi qua cầu Infinity Fabric đến APU, GPU rời cũng có thể hoạt động cùng cơ chế.


Kết quả là vi xử lý có thể duy trì xung Boost dài hơn, AMD nói là lâu hơn 4 lần dựa trên những tính toán về nhiệt độ tại các điểm nóng trên thân máy. STT V2 cũng giúp đơn giản hóa thiết kế EC của hãng sản xuất, tức là mọi tính toán về nhiệt để chỉnh điện giờ đây là một giải pháp tích hợp.

STT V2 hoạt động song song với công nghệ STAPM (AMD Skin Temperature Aware Power Management) - quản lý điện năng dựa trên nhiệt độ vỏ máy. STAPM cho phép vi xử lý đẩy lên xung cao nhất trong một thời gian ngắn hơn tùy thuộc vào giới hạn điện năng và nhiệt theo thiết kế trong khi STT V2 sẽ giúp vi xử lý giữ xung cao trong thời gian dài hơn theo giới hạn nhiệt của máy (đo từ cảm biến vỏ) trước khi hạ xuống mức xung toàn nhân. Nếu anh em để ý thì các phiên bản Ryzen Mobile 4000 series đều có mức xung Boost cao hơn rất nhiều so với Ryzen Mobile 3000 series, chưa kể là số nhân gấp đôi. Chẳng hạn như Ryzen 7 4800H 8 nhân 16 luồng có xung cơ bản 2,9 GHz - Boost đến 4,2 GHz trong khi Ryzen 7 3750H 4 nhân 8 luồng có xung cơ bản 2,3 GHz và Boost 4 GHz.

Một tính năng cực kỳ lợi hại khác trên Ryzen Mobile 4000 series là Smart Shift. AMD đã nói đi nói lại nhiều lần về tính năng này tại sự kiện và SmartShift cũng đã được vinh danh tại triển lãm CES 2020. Anh em sẽ dễ hình dung và thích thú hơn so với STT V2.


Thử hình dung một chiếc laptop chơi game với CPU và GPU rời, 2 phần cứng này đều ăn nhiều điện và đều phát sinh nhiều nhiệt trong khi hệ thống tản nhiệt trên máy có hạn và thường không thể chịu nổi lượng nhiệt phát sinh từ CPU/GPU khi cả 2 đều full tải. Giải pháp được các hãng làm máy tính áp dụng là cắt điện áp từ đó cắt xung 1 trong 2 hoặc cả 2 khi tải nặng để đảm bảo hệ thống tản nhiệt đủ sức gánh, ngăn ngừa nguy cơ CPU/GPU tự rán chín chính nó.


AMD SmartShift được thiết kế nhằm đáp ứng 3 yếu tố đó là cho phép những chiếc laptop hiệu năng cao sở hữu thiết kế mỏng hơn mà không phải hy sinh hiệu năng, cho phép các hãng tích hợp những con GPU mạnh hơn vào thiết kế và mang lại trải nghiệm sử dụng độc nhất mà không hãng nào khác có thể làm được. AMD cũng tiết lộ Dell G5 SE sẽ là mẫu máy tiếp theo được trang bị SmartShift với sự kết hợp giữa Ryzen Mobile 4000 và Radeon RX 5600M, màn hình FHD 144 Hz có FreeSync với mức giá phổ thông, chỉ 799 USD.


SmartShift hoạt động như thế nào? DPTC cùng với STAMP và những thiết lập về điện của DPTC trong BIOS sẽ hỗ trợ cho SmartShift quản lý điện năng cho APU và GPU rời thông qua cầu Infinity Fabric. Từ đó nó sẽ tự động chuyển đổi thông minh điện năng cho CPU và GPU tùy theo yêu cầu của mỗi thành phần.


STT V2 cũng hoạt động với SmartShift thông qua một cảm biến thứ 3 đặt gần GPU. Nhiệt tỏa ra từ GPU tác động đến nhiệt độ vỏ sẽ trở thành một biến số để hệ thống tính toán và đưa ra thiết lập điện năng phù hợp.


Kết quả là? Anh em hình dung khi chơi game, những tựa game nào ăn nhiều GPU (GPU bound) thì mức chiếm dụng (usage) của GPU luôn ở mức rất cao và xung của GPU cũng được đẩy lên cao từ đó phát sinh nhiều nhiệt hơn trong khi CPU không bị chiếm dụng quá nhiều. Lúc này SmartShift sẽ can thiệp bằng cách điều tiết điện năng cho CPU ở mức cần thiết và ưu tiên điện năng cho GPU để đạt hiệu năng tốt hơn từ đó hệ thống tản nhiệt sẽ có thể hoạt động hiệu quả hơn thay vì quá tải vì cả 2 linh kiện đều ăn nhiều điện cùng lúc và cùng phát sinh nhiều nhiệt. AMD cho biết SmartShift sẽ cải thiện đáng kể hiệu năng khi chơi game, chẳng hạn như cho khung hình cao hơn 10% với tựa game The Division 2 và hiệu năng cao hơn 12% với bài test Cinebench R20 đa nhân đa luồng.



Bài tiếp: Ryzen Moble 4000 series tiết kiệm pin như thế nào?