Ноутбук ASUS на AMD Ryzen 7 4800H: новое измерение автономности

Закрепившись с помощью ар­хи­тек­ту­ры Zen 2 на плац­дар­ме сер­вер­ных про­цес­со­ров, ком­па­ния AMD пла­но­мер­но ста­ла раз­ра­ба­ты­вать пласт ре­ше­ний для ра­бо­чих стан­ций, где ра­нее кон­ку­рен­т­ное дав­ле­ние In­tel не по­зво­ля­ло на­де­ять­ся на сколь­ко-ни­будь зна­чи­мые ре­зуль­та­ты. И вот на­ста­ла оче­редь мо­биль­ных плат­форм: но­ут­бу­ки на ба­зе про­цес­со­ров се­мей­ст­ва AMD Ryzen 4000H дол­ж­ны пре­кра­тить фак­ти­че­скую мо­но­по­лию од­но­го про­из­во­ди­те­ля.

 

По прав­де говоря, ха­рак­те­рис­ти­ки даже самых современных про­цес­со­ров AMD по прежнему далеки от иде­аль­ных, если их оценивать по такому па­ра­мет­ру, как ла­тен­т­ность доступа к памяти. Но в 4000-й серии ком­па­ния, не улучшая этот показатель, оп­ти­ми­зировала ско­рос­ть отклика в условиях по­ни­жен­но­го энер­го­по­треб­ле­ния. Другими словами — вы­ве­ла про­из­во­ди­тель­ность CPU при питании ноутбука от ак­ку­му­ля­тор­ных батарей на ­­мак­си­маль­ный уровень.

Бла­го­да­ря ук­ра­ин­ско­му пред­ста­ви­тель­ст­ву ASUS у нас по­я­ви­лась воз­мож­ность по­зна­ко­мить­ся с одной из платформ, где применение AMD Ryzen 7 4800H произвело сво­е­го ро­да сен­са­цию в плане про­из­во­ди­тель­но­с­ти. У нас в го­с­тях иг­ро­вой ноутбук ASUS TUF Gaming A15 (по за­вод­ской ко­ди­фи­ка­ции — FA506IV).

С чем мы имеем дело?

Процессор

AMD Ryzen 7 4800H — это первый в мире 8-ядерный мо­биль­ный процессор, разработанный и вы­пу­щен­ный по 7-нм тех­про­цес­су. Компания утверждает, что переход на пе­ре­до­вую ли­то­гра­фию экономит до 20% по­тре­б­ля­е­мой элек­тро­э­нер­гии. Эф­фек­тив­ность Ryzen 7 4800H достигается за счет дву­хкарт­но­го увеличения ко­ли­че­ст­ва тран­зис­то­ров, умес­тив­ших­ся на по­лу­про­вод­ни­ко­вом крис­тал­ле меньшей площади. Кро­ме того, удель­ная про­из­во­ди­тель­ность 4000-й се­рии на каждый по­тре­б­ля­ем­ый ватт вдвое вы­ше по сравнению с пред­ы­ду­щим по­ко­ле­ни­ем CPU.

Штатная тактовая частота AMD Ryzen 7 4800H составляет 2,9 ГГц с узаконенным разгоном до 4,2 ГГц. Но­ми­наль­ный тер­мо­па­кет процессора составляет 45 TDP, но де­кла­ри­ру­ет­ся воз­мож­ность уменьшить это зна­чение за счет схемных решений до 35 TDP.

За оптимальный режим работы чипа (и защиту его от пе­ре­гре­ва) от­ве­ча­ет об­нов­лен­ная технология STAPM (Skin Tem­pe­ra­ture Aware Power Management). Она способна обеспечить резкий прирост про­из­во­ди­тель­но­с­ти, пе­ре­рас­пре­де­ляя вы­чис­ли­тель­ную наг­руз­ку. При этом процессор в состоянии комфортно удер­жи­вать та­кой фор­саж, зная тепловые ха­рак­те­ри­сти­ки корпуса и ма­нев­ри­руя ими в известных пределах.

 

Кроме аппаратной оптимизации в AMD Ryzen 7 4800H ре­а­ли­зо­ван со­вер­шен­но иной программный ме­ха­низм уп­рав­ле­ния энер­го­сбе­ре­же­ни­ем. Понятно, что без ACPI здесь не обошлось, но в отличие от ранее ис­поль­зу­е­мо­го од­но­мо­мент­но­го C_state, новое семейство использует мно­го­сту­пен­ча­тый алгоритм экономии.

 

Новации в 4000-й серии имеют своей целью ко­ли­че­ст­вен­но (в че­ты­ре ра­за) улучшить раз­гон­ные воз­мож­н­о­с­ти про­цес­со­ра, что до­сти­га­ет­ся за счет следующих факторов:

• процессор учитывает предпочтения пользователя и готов обеспечить высокий уровень про­из­во­ди­тель­но­с­ти да­же за счет сокращения времени автономной работы (ниже мы увидим, что при пол­но­стью за­ря­жен­ном ак­ку­му­ля­то­ре это возможно и в щадящем режиме);
• процессор пред­ос­тав­ля­ет пла­ни­ро­в­щи­ку опе­ра­ци­он­ной системы карт-бланш для уп­рав­ле­ния по­то­ка­ми;
• UEFI и драйверы ставят условия, в рамках которых ОС может создавать типовые профили ра­бо­чих на­гру­зок;
• аппаратный мониторинг Ry­zen Mo­bile 4000 в режиме реального времени отслеживает состояния сво­их систем (соб­ст­вен­но, для этого и были имплементированы Model-Specific регистры MPERF и APERF, по­зво­ля­ю­щие пре­дель­но точно из­ме­рить так­то­вую частоту процессора);
• Power Management, анализируя все выше пе­ре­чис­лен­ные вход­ные воз­дей­ст­вия, управляет со­сто­я­ни­ем про­цес­со­ра для до­сти­же­ния оп­ти­маль­ной про­из­во­ди­тель­но­с­ти.

Ноутбук

Модель FA506 ноутбука ASUS TUF Gaming A15 по­став­ля­ет­ся на рынок в двух модификациях: с ак­ку­му­ля­то­ром по­вы­шен­ной ем­ко­с­ти C41N1906-1 и с штатной батареей. В последнем случае освобождается мес­то для ус­та­нов­ки до­пол­ни­тель­но­го SATA-накопителя.

 

Аккумуляторная батарея C41N1906-1 на 90 Wh не ос­тав­ля­ет места для дополнительных устройств хра­не­ния, об этом на­по­ми­на­ет пус­ту­ю­щий SATA-разъем. На фо­то­гра­фии он отмечен стрелкой.

Автономный источник питания у ASUS TUF Gaming A15 уп­рав­ля­ет­ся опе­ра­ци­он­ной системой через ACPI-функ­ции, что открывает возможность следить за ди­на­ми­кой из­ме­не­ния его состояния. Для это­го будем ис­поль­зо­вать Java-утилиту PowerInfo, которая детально ин­фор­ми­ру­ет поль­зо­ва­те­ля о своих ха­рак­те­рис­ти­ках:

 

Кстати, через ACPI-интерфейс ак­ку­му­ля­тор пред­став­ля­ет­ся, как ASUS A32-K55, что не совпадает с мар­ки­ров­кой на корпусе. Его реальная емкость без износа несколько выше заводской: 91,4 Wh вместо 90 Wh. Это, без­ус­лов­но, об­ра­ду­ет по­тен­ци­аль­но­го покупателя.

Максимальная производительность

Оценим латентность DRAM, используя NCRB (NUMA CPU and RAM Benchmark). Наблюдать за питанием бу­дем с по­мо­щью PowerInfo.

 

При питании ноутбука ASUS FA506 от сети мы получаем профиль его мак­си­маль­ной про­из­во­ди­тель­ности в части до­сту­па к оперативной памяти. С увеличением объема блоков, латентность AMD Ryzen 7 4800H вплот­ную приближается к отметке 90 нс, характерной для всех процессоров, исповедующих философию Zen 2.

Латентность доступа к памяти при питании от батарей

Рассмотрим производительность памяти AMD Ryzen 7 4800H при пе­ре­хо­де мобильной платформы ASUS TUF Gaming A15 на батарейное питания. В отличие от пред­ы­ду­ще­го теста, когда ноутбук питался от внеш­не­го адаптера, с пе­ре­хо­дом на автономное питание Charg­ing Monitor утилиты PowerInfo сразу же де­мон­ст­ри­ру­ет ес­тес­т­вен­ное сни­же­ние уров­ня за­ря­да (Ac­tu­al Le­vel) ак­ку­му­ля­тор­ной ба­та­реи с 88,4 Wh до 86,7 Wh в про­цес­се из­ме­ре­ния ла­тен­т­нос­ти.

 

Сама же латентность до определенного момента вполне адекватно отражает переход в энергосберегающий ре­жим: вы­ход на отметку 350 нс свидетельствует о почти четырехкратном снижении производительности. Так до не­дав­не­го вре­ме­ни по­сту­па­ли все мо­биль­ные процессоры, экономя ак­ку­му­ля­то­рный ре­сурс.

Когда тест латентности уже был близок к за­вер­ше­нию, Ryzen 7 4800H пре­под­нес сюрприз: операционная си­с­те­ма по­счи­та­ла возможным фор­си­ро­вать про­из­во­ди­тель­ность. На графике видно, что задержки при до­сту­пе к па­мя­ти вы­шли на ог­ра­ни­чен­ном участке на «довоенный» уровень — 90 нс. Прежде, чем перейти к его ана­ли­зу, за­ме­тим, что при­ве­ден­ный гра­фик — один из многих тестов, вы­пол­нен­ных для са­мо­кон­т­ро­ля.

Обратим внимание еще на один параметр, отслеживаемый монитором Charg­ing Monitor утилиты PowerInfo. В дан­ном слу­чае — это Actual Rate, текущая скорость разряда аккумулятороной батареи (ее положительные ве­ли­чи­ны со­от­вет­ст­ву­ет за­ряд­но­му про­цес­су, а от­ри­ца­тель­ные — разряду).

От начала наблюдений Current Rate плавно снижался — на­груз­ка, со­зда­ва­е­мая утилитой NCRB, истощала ба­та­рею но­ут­бу­ка. В момент всплеска про­из­во­ди­тель­но­с­ти Actual Rate просто свалился в крутое пике, удовлетворяя запросы AMD Ryzen 7 4800H.

 

Выполнив поставленную задачу, про­цес­сор вер­нул­ся к ре­жи­му энер­го­сбе­ре­же­ния, что видно по за­мед­лению работы с опе­ра­тив­ной памятью. Скорость раз­ря­да автономного ис­точ­ни­ка пи­та­ния при этом за­мет­но сни­зи­лась. Завершение же энер­го­ём­ко­го теста NCRB прошло с всплесками ак­тив­но­с­ти — ком­про­мис­с между ща­дя­щим энер­го­по­треб­ле­ни­ем и про­из­во­ди­тель­но­стью.

Итоги и выводы

Сопоставляя характеристики Ryzen Mobile 4000 с пред­ы­ду­щим по­ко­ле­ни­ем мо­биль­ных про­цес­со­ров, мож­но от­ме­тить ряд улучшений, свя­зан­ных с подъе­мом и сни­же­ни­ем тактовой частоты, когда это не­об­хо­ди­мо, и дли­тель­ным удер­жа­ни­ем низкого энер­го­по­треб­ле­ния. На них AMD обращает наше вни­ма­ние, вводя в об­ра­ще­ние спе­ци­аль­ный тер­мин — ре­зи­ден­т­ность (residency). Так, ре­зи­ден­т­ность CPUOFF, т.е. спо­соб­ность удер­жи­вать это состояние, у про­цес­со­ров ти­па Ry­zen 7 4800H уве­ли­чи­лась, по срав­не­нию с Ry­zen Mo­bile 3000, поч­ти в восемь раз. Теперь, согласно AMD, про­дол­жи­тель­ность CPUOFF со­став­ля­ет до 32%, что по­зво­ля­ют но­во­му семейству про­цес­со­ров 4000-й серии при вы­пол­не­нии при­ло­же­ний по­тре­блять на 59% мень­шую мощ­ность, чем это делали пред­шест­вен­ни­ки.

В энер­го­эф­фек­тив­но­с­ти Ryzen 7 4800H мы во­очию убе­ди­лись, оце­ни­вая ла­тент­ность доступа к памяти. По­ка элек­т­ро­хи­мия ак­ку­му­ля­тор­ных батарей ноутбука «топчется на месте», единственный способ про­длить ав­то­ном­ность мо­биль­ной платформы — рас­пре­де­ле­ние мощности и ре­зи­ден­т­ности со­сто­я­ний с низким энер­го­по­треб­ле­ни­ем.