Новата архитектура AMD XDNA ще направи възможно стартирането на алгоритми с изкуствен интелект възможно най-ефективно на бъдещите процесори Ryzen.
Напоследък е трудно да не забележите това AMD hypes XDNA и известните NPU микропроцесори вече в Ryzen. Разбираемо е - компанията иска да намери своето място в тази ниша. В крайна сметка AI вече се появява на всички устройства, включително компютри, таблети и лаптопи.
Ако вече имахме достатъчно RDNA и Zen като архитектура за процесори, то през 2023 г. се роди още една, наречена XDNA. AMD реши да започне нови разработки на архитектура за GPU, CPU и NPU, които ще изпълняват алгоритми за изкуствен интелект възможно най-ефективно на бъдещите Ryzen процесори. Всъщност виждаме, че тези компоненти ще бъдат поставени на един и същ чип. Нека да разгледаме по-подробно новата XDNA архитектура за процесори Ryzen от AMD.
Прочетете също: Всичко за чипа Neuralink Telepathy: какво представлява и как работи
Какво е AMD XDNA?
AMD XDNA е архитектурата, която поддържа NPU на процесорите AMD Ryzen, чийто чип отговаря за специфични задачи на изкуствения интелект. AMD го дефинира като „архитектура NPU на поток от пространствени данни, състояща се от мозаечен масив от двигатели с изкуствен интелект“. Както в случая с Zen или RDNA, тук също се развива развитие: вече имаме XDNA от първо поколение и съвсем наскоро беше пусната актуализацията на архитектурата XDNA 2.
Основата на работата на невронните мрежи е потокът от данни от един слой неврони към друг. Да предположим, че има няколко слоя неврони, където всяка "точка" изпълнява някаква изчислителна функция - например умножение на матрица или навиване, след което данните се предават на следващия неврон за обработка. Има доста голяма последователна зависимост от ниво на ниво. За да следва това, архитектурата на двигателя Ryzen AI работи като адаптивна архитектура на потока от данни, където всъщност може да използва голям набор от изчисления и да прехвърля данни ефективно от масив в масив. Това може да стане без достъп до външна памет или дори до кеша, което често консумира повече енергия и води до по-дълго забавяне.
AMD разработи нова XDNA архитектура, за да осигури максимална плътност на изчисленията, без да изразходва много енергия и ресурси. В архитектурата на XDNA можем да видим, че механизмите на IA или AI Engine са организирани под формата на мозаечна матрица.
Самата мозайка се състои от следните елементи:
- VLIW векторен процесор
- Скаларен RISC процесор
- Локална памет за съхраняване на данни, активации и коефициенти
- Локални данни
Конвенционалните архитектури обикновено използват кешове за извличане на повтарящи се данни, но това не е случаят с XDNA. В този случай невронният процесор NPU използва собствена памет и собствен поток от данни, за да работи с ниска консумация на енергия, тъй като достъпът до кеша увеличава консумацията на енергия на процесора.
Векторните процесори, които виждаме във всеки срез или мозайка, се използват за машинно обучение и приложения за усъвършенствана обработка на сигнали. Те гарантират, че всеки AI двигател ще работи на честота над 1,3 GHz. Това е, което гарантира ефективни функции, производителност и ниска латентност. С прости думи, производителността ще се увеличи, а консумацията на енергия на процесорите ще остане на ниско ниво.
Скаларният процесор е прост клас микропроцесор. Този процесор обработва един елемент от данни на инструкция (типичните елементи от данни могат да бъдат цели числа или числа с плаваща запетая). При векторните процесори, за разлика от скаларните, една инструкция работи с няколко елемента от данни. В новата архитектура AMD XDNA ще се използва RISC скаларен процесор за режими на свързване и управление на типове данни.
Дебютът на новата архитектура AMD XDNA вече се състоя с Ryzen 7040, който беше представен през януари 2023 г.
Моделите от тази линия са произведени в съответствие с 4 nm FinFET технологични норми, използват до 8 изчислителни ядра с архитектура Zen 4 и също така са получили доста мощна интегрирана графика RDNA3. В допълнение, именно AMD Ryzen 7040 стана първият процесор на производителя с хардуерен блок за ускоряване на изчисления с алгоритми, свързани с изкуствения интелект. AI двигателят се нарича Ryzen AI и е базиран на мащабируемата XDNA архитектура.
Серията мобилни чипове Phoenix в началото включва три модела - 8-ядрен Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) и 6-ядрен Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 GHz). Всички чипове имат L3 кеш буфер с капацитет от 16 MB и L2 кеш от 1 MB на ядро. Посоченият TDP на всички процесори може да се конфигурира в рамките на 35-54 W.
Той използва работата на Xilinx, чието придобиване приключи в началото на миналата година и струва на AMD почти $50 млрд. Така че интегрираното устройство Ryzen AI може да се счита за първата практическа работа на подсиления екип за потребителски решения.
Прочетете също: Ще станем ли всички холограми? Развитие на холографията от теория към практика
Предимства на XDNA
Самата компания AMD се фокусира върху четири предимства на новата XDNA архитектура. На първо място, благодарение на новата архитектура, NPU може да бъде програмиран и компилиран за минути. В допълнение, той улеснява работния процес за разработчиците на машинно обучение и прави обработката на данни за AI по-ефективна.
Също така си струва да се разбере, че има детерминистично предимство, тоест по-тясна връзка и взаимно определяне на всички явления и процеси. Разработчиците казват, че механизмите за директен достъп до паметта (DMA) сами разпределят паметта за данни и инструкции, използвайки връзка die-to-die. Това ще позволи на процесора да работи по-ефективно.
Самата архитектура работи по-ефективно, тъй като NPU невропроцесорът осигурява висока плътност на изчисленията и отлична енергийна ефективност. А именно наличието на невропроцесора NPU ще бъде в основата на разработката на новия Windows 12. Тоест AMD пуска нова архитектура за процесорите Ryzen в бъдеще.
Най-голямото предимство на новата архитектура е нейната мащабируемост. Тъй като 2D матриците, състоящи се от механизми за изкуствен интелект, позволяват мащабиране от десетки до стотици плочки на едно устройство. Това е наистина огромна стъпка в производителността на процесора.
Също интересно: За квантовите компютри с прости думи
Но как AMD успя да приложи това за толкова кратък период от време?
Отговорът на това е доста прост: придобиването на Xilinx. Нека ви напомня, че през февруари 2022 г. AMD завърши придобиването на американската компания Xilinx за безумните $50 млрд. Това е най-голямата сделка в областта на микросхемите. С това конкретно придобиване AMD разширява обхвата на своите CPU и GPU с голямо портфолио от препрограмирани чипове.
AMD XDNA по същество ще бъде IP архитектурата на Xilinx за FPGA рамки за ускоряване на приложения с изкуствен интелект. Технологията вече съществуваше, AMD просто искаше да я внедри в преносими процесори или масови APU.
Засега AMD говори само за новите Ryzen 8040 с XDNA 3 архитектура, тъй като те все още не са представени. Все още не са излезли на пазара и не сме виждали маси с различни модели или опции. Освен това те дори не се рекламират на официалния сайт на компанията.
Последният продукт на AMD на пазара е Ryzen 7040, в който виждаме "HS" варианти и някои "HX" изключения. HS моделите съчетават ефективност и производителност и исторически сме виждали H или HX за максимална мощност.
AMD промени курса на своята линия преносими процесори, елиминирайки H и HX, оставяйки само място за HS и U. Освен това марката практически не пуска AMD Ryzen 3, най-много виждаме само чип, наречен AMD Ryzen 3 7320U, нищо Повече ▼!
По технически характеристики новите процесори AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) се доближават до актуалните чипове Ryzen 7040 (Phoenix). Те също така ще получат до осем Zen 4 ядра с поддръжка на SMT технология и честота на усилване до 5,2 GHz, както и графичен модул Radeon 740M/760M/780M на 3-то поколение RDNA архитектура.
Според слуховете, компанията е подготвила три отделни линии Ryzen 8040, които се различават по отношение на TDP: Ryzen 8x45HS (35-54 W), Ryzen 8x40HS (20-30 W) и Ryzen 8x40U (15-30 W). Интересното е, че по-младите модели нямат NPU модул за AI операции и вероятно са изградени на актуализирания чип Phoenix2. Самото NPU устройство, ако се вярва на AMD, е подобрено и сега осигурява 40% повече производителност.
Лиза Су, президентът на AMD, обеща, че първите устройства с процесори AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) ще бъдат пуснати в продажба до края на първото тримесечие на 2024 г.
Също интересно: Тераформиране на Марс: Може ли Червената планета да се превърне в нова Земя?
Алтернатива на AMD XDNA: Low Power Island на Intel
Докато AMD се фокусира върху своя NPU, който включва всички елементи, Intel предпочита да раздели чипа на 4 части (графика, SoC, I/O и изчисления). Частта, която ни интересува и която може да се конкурира с AMD XDNA, е вътре в IO плочката и се нарича Low Power Island.
На Low Power Island намираме следното:
- Невропроцесорен NPU
- Контролер на паметта
- Две електронни ядра с ниска мощност
- Инфраструктурен процесор IPU
- Мултимедиен двигател
- Преместване на екрана
- Микропроцесор PUNIT
- Мащабираема тъкан
Не само това, Intel включва така наречения E-Cores Low Power Island (LP) в мозайката на SoC, която има за цел да пести енергия. Тези ядра помагат на директора на нишката да изпълнява леки процеси и фонови задачи.
Тази функция е нова за процесорите за преносими компютри Core Ultra на Intel, които също бяха представени през декември 2023 г. Можем да намерим тези чипове в магазините и цената им, така да се каже, не е много популярна. Е, изглежда, че "партията на изкуствения интелект" ще вдигне цената на чиповете.
Също интересно: Вселена: Най-необичайните космически обекти
А AMD XDNA 2?
Мисля, че е интересно да си спомня, че само преди 2 месеца AMD обяви XDNA 2. Можете ли да си представите Ryzen с Zen 5 и Zen 6, идващи през една и съща година? Може би нещо подобно ще се случи с AMD Ryzen 8040 и 9040.
През 2024 г. AMD Ryzen 8040 все още не се е появил. Но на същата гала Advancing AI, разработчиците на AMD вече обявиха нови процесори Strix Point, базирани на Zen 5, които ще идват с новата архитектура XDNA 2. Ако не успяхме да тестваме AMD Ryzen Hawk Point, представете си какво можем да кажем ти за XDNA 2: нищо. Да, AMD Ryzen 7040 е оборудван с XDNA, но с по-малко NPU от Ryzen 8040, така че дори не можем да правим никакви предположения, докато не пристигнат новите процесори.
На презентацията разработчиците твърдяха, че процесорът на новата архитектура е 3 пъти по-мощен от XDNA, но ние не знаем колко мощна е споменатата NPU архитектура, така че можем само да им вярваме на думата. Надявам се, че AMD не раздуват числата за маркетингови цели, защото са се опитвали да вземат короната от Intel и преди, но дори не се доближиха в този сектор. На работния плот нещата бяха различни.
Прочетете също: Космически телескоп Джеймс Уеб: 10 цели за наблюдение
Може ли новата XDNA архитектура да се използва за игри?
Все още не е ясно, но освен ако не са го обявили с много шум… изглежда, че няма да можем да използваме новата XDNA архитектура за игри. В противен случай те щяха да изкрещят за това веднага, предвид усилията на AMD да завладее света на игрите. Всичко е насочено към приложения за бизнес и машинно обучение с изкуствен интелект, освен ако графичният двигател не разполага с изкуствен интелект, с който да работи. Там полето на приложение в днешно време е много голямо.
Може би с времето всичко ще се промени. Ще изчакаме нови подробности за XDNA и определено ще ви разкажем за всичко.
Прочетете също:
