Nova AMD XDNA arhitektura će omogućiti što efikasnije pokretanje algoritama veštačke inteligencije na budućim Ryzen procesorima.
U posljednje vrijeme to je teško ne primijetiti AMD hypes XDNA i poznati NPU mikroprocesori sada unutar Ryzena. Razumljivo je – kompanija želi da nađe svoje mjesto u ovoj niši. Uostalom, AI se sada pojavljuje na svim uređajima, uključujući računare, tablete i laptope.
Ako nam je već bilo dosta RDNA i Zen-a kao arhitekture za procesore, onda je 2023. rođena još jedna, nazvana XDNA. AMD je odlučio da započne razvoj nove arhitekture za GPU, CPU i NPU koji će pokretati algoritme veštačke inteligencije što efikasnije na budućim Ryzen procesorima. U stvari, vidimo da će ove komponente biti postavljene na isti čip. Pogledajmo bliže novu XDNA arhitekturu za procesore Ryzen iz AMD-a.
Pročitajte također: Sve o Neuralink Telepathy čipu: šta je to i kako radi
Šta je AMD XDNA?
AMD XDNA je arhitektura koja podržava NPU AMD Ryzen procesora, čiji je čip odgovoran za specifične zadatke umjetne inteligencije. AMD ga definira kao "prostornu NPU arhitekturu toka podataka koja se sastoji od mozaičnog niza motora umjetne inteligencije." Kao iu slučaju Zen ili RDNA, razvoj se također odvija i ovdje: već imamo XDNA prve generacije, a nedavno su objavili ažuriranje XDNA 2 arhitekture.
Osnova rada neuronskih mreža je protok podataka od jednog sloja neurona do drugog. Pretpostavimo da postoji nekoliko slojeva neurona, gdje svaka "točka" obavlja neku računsku funkciju - na primjer, množenje matrice ili konvoluciju, a zatim se podaci prosljeđuju sljedećem neuronu na obradu. Postoji dosta sekvencijalne zavisnosti od nivoa do nivoa. Da bi to pratila, arhitektura Ryzen AI motora radi kao adaptivna arhitektura protoka podataka gdje zapravo može koristiti veliki niz proračuna i efikasno prenositi podatke od niza do niza. Ovo se može učiniti bez pristupa vanjskoj memoriji ili čak kešu, što često troši više energije i rezultira dužim kašnjenjem.
AMD je razvio novu XDNA arhitekturu kako bi pružio maksimalnu gustoću proračuna bez trošenja puno energije i resursa. U XDNA arhitekturi, možemo vidjeti da su IA ili AI Engine mehanizmi organizirani u obliku mozaične matrice.
Sam mozaik se sastoji od sljedećih elemenata:
- VLIW vektorski procesor
- Skalarni RISC procesor
- Lokalna memorija za pohranjivanje podataka, aktivacija i koeficijenata
- Lokalni podaci
Konvencionalne arhitekture obično koriste keš memorije za dohvat podataka koji se ponavljaju, ali to nije slučaj sa XDNA. U ovom slučaju, NPU neuronskog procesora koristi vlastitu memoriju i vlastiti tok podataka za rad s malom potrošnjom energije, budući da pristup kešu povećava potrošnju energije procesora.
Vektorski procesori koje vidimo u svakoj kriški, ili mozaiku, koriste se za mašinsko učenje i napredne aplikacije za obradu signala. Oni garantuju da će svaki AI motor raditi na frekvenciji većoj od 1,3 GHz. To je ono što osigurava efikasne karakteristike, performanse i nisko kašnjenje. Jednostavnim riječima, produktivnost će se povećati, a potrošnja energije procesora će ostati na niskom nivou.
Skalarni procesor je jednostavna klasa mikroprocesora. Ovaj procesor obrađuje jedan element podataka po instrukciji (tipični elementi podataka mogu biti cijeli brojevi ili brojevi s pokretnim zarezom). U vektorskim procesorima, za razliku od skalarnih procesora, jedna instrukcija radi sa nekoliko elemenata podataka. U novoj AMD XDNA arhitekturi, RISC skalarni procesor će se koristiti za načine povezivanja i upravljanje tipovima podataka.
Debi nove AMD XDNA arhitekture se već dogodio sa Ryzen 7040, koji je predstavljen u januaru 2023.
Modeli ove linije proizvedeni su prema 4 nm FinFET tehnološkim standardima, koriste do 8 računarskih jezgara sa Zen 4 arhitekturom, a također su dobili prilično moćnu integriranu RDNA3 grafiku. Osim toga, upravo je AMD Ryzen 7040 postao prvi procesor proizvođača s hardverskom jedinicom za ubrzanje proračuna s algoritmima vezanim za umjetnu inteligenciju. AI motor se zove Ryzen AI i baziran je na skalabilnoj XDNA arhitekturi.
Serija Phoenix mobilnih čipova na početku uključuje tri modela - 8-jezgarni Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) i 6-jezgarni Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 GHz). Svi čipovi imaju L3 keš bafer kapaciteta 16 MB i L2 keš od 1 MB po jezgri. Navedeni TDP svih CPU-a se može konfigurirati unutar 35-54 W.
Koristi rad Xilinxa, čija je akvizicija završena početkom prošle godine i koštala je AMD skoro 50 milijardi dolara, tako da se integrirana Ryzen AI jedinica može smatrati prvim praktičnim radom pojačanog tima za potrošačka rješenja.
Pročitajte također: Hoćemo li svi postati hologrami? Razvoj holografije od teorije do prakse
Prednosti XDNA
Sama kompanija AMD fokusira se na četiri prednosti nove XDNA arhitekture. Prije svega, zahvaljujući novoj arhitekturi, NPU se može programirati i kompajlirati za nekoliko minuta. Osim toga, olakšava tok posla programerima mašinskog učenja i čini obradu podataka za AI efikasnijom.
Vrijedi razumjeti i da postoji deterministička prednost, odnosno bliži odnos i međusobna determiniranost svih pojava i procesa. Programeri kažu da mehanizmi direktnog pristupa memoriji (DMA) sami alociraju memoriju podataka i instrukcija koristeći die-to-die vezu. Ovo će omogućiti procesoru da radi efikasnije.
Sama arhitektura radi efikasnije, jer NPU neuroprocesor pruža visoku gustinu proračuna i odličnu energetsku efikasnost. Naime, prisustvo NPU neuroprocesora biće osnova za razvoj novog Windows 12. Odnosno, AMD u budućnosti objavljuje novu arhitekturu za Ryzen procesore.
Najveća prednost nove arhitekture je njena skalabilnost. Zato što 2D matrice koje se sastoje od mehanizama umjetne inteligencije omogućavaju skaliranje od desetina do stotina pločica na jednom uređaju. Ovo je zaista veliki korak napred u performansama procesora.
Također zanimljivo: O kvantnim kompjuterima jednostavnim riječima
Ali kako je AMD to uspio implementirati u tako kratkom vremenskom periodu?
Odgovor na ovo je prilično jednostavan: kupovina Xilinxa. Da podsjetim da je AMD u februaru 2022. godine završio akviziciju američke kompanije Xilinx za suludih 50 milijardi dolara Ovo je najveći posao ikada u oblasti mikrokola. Ovom konkretnom akvizicijom, AMD se širi izvan okvira svojih CPU-a i GPU-a s velikim portfeljem reprogramiranih čipova.
AMD XDNA će u suštini biti Xilinx-ova IP arhitektura za FPGA okvire za ubrzavanje aplikacija umjetne inteligencije. Tehnologija je već postojala, AMD je samo želio da je implementira u prenosive procesore ili masovne APU.
AMD za sada govori samo o novom Ryzenu 8040 sa XDNA 3 arhitekturom, jer oni još nisu predstavljeni. Još se nisu pojavili na tržištu, a mi nismo vidjeli stolove sa različitim modelima ili opcijama. Štaviše, oni se čak i ne oglašavaju na službenoj web stranici kompanije.
AMD-ov najnoviji proizvod na tržištu je Ryzen 7040, u kojem vidimo "HS" varijante i neke "HX" izuzetke. HS modeli kombinuju efikasnost i performanse, a istorijski smo viđali H ili HX za maksimalnu snagu.
AMD je promenio kurs na svojoj liniji prenosivih procesora, eliminišući H i HX, ostavljajući samo prostor za HS i U. Štaviše, brend praktično ne izdaje AMD Ryzen 3, najviše, vidimo samo čip koji se zove AMD Ryzen 3 7320U, ništa više!
Po tehničkim karakteristikama, novi AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) procesori su blizu trenutnih Ryzen 7040 (Phoenix) čipova. Takođe će dobiti do osam Zen 4 jezgara sa podrškom za SMT tehnologiju i frekvenciju pojačanja do 5,2 GHz, kao i Radeon 740M/760M/780M grafičku jedinicu na RDNA arhitekturi 3. generacije.
Prema glasinama, kompanija je pripremila tri odvojene linije Ryzen 8040, koje se razlikuju po TDP-u: Ryzen 8x45HS (35-54 W), Ryzen 8x40HS (20-30 W) i Ryzen 8x40U (15-30 W). Zanimljivo je da mlađim modelima nedostaje NPU jedinica za AI operacije i vjerovatno su izgrađeni na ažuriranom Phoenix2 čipu. Sama NPU jedinica, ako je vjerovati AMD-u, je poboljšana i sada pruža 40% više performansi.
Lisa Su, predsjednica AMD-a, obećala je da će prvi uređaji na AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) procesorima krenuti u prodaju do kraja prvog kvartala 2024. godine.
Također zanimljivo: Teraformiranje Marsa: Može li se Crvena planeta pretvoriti u novu Zemlju?
Alternativa AMD XDNA: Intelovo ostrvo niske snage
Dok se AMD fokusira na svoj NPU, koji uključuje sve elemente, Intel radije dijeli čip na 4 dijela (grafika, SoC, I/O i računar). Dio koji nas zanima, a koji može konkurirati AMD XDNA, nalazi se unutar IO pločice i zove se Low Power Island.
Na Low Power Islandu nalazimo sljedeće:
- Neuroprocesorski NPU
- Kontroler memorije
- Dva elektronska jezgra male snage
- Infrastrukturni procesor IPU
- Multimedijalni motor
- Screen mover
- PUNIT mikroprocesor
- Skalabilna tkanina
I ne samo to, Intel uključuje takozvano E-Core Low Power Island (LP) u SoC mozaik, koji ima za cilj uštedu energije. Ovi kerneli pomažu direktoru niti da pokreće lagane procese i pozadinske zadatke.
Ova funkcija je nova za Intelove Core Ultra procesore za notebook računare, koji su takođe predstavljeni u decembru 2023. Ove čipsove možemo pronaći u trgovinama, a cijena im, da tako kažem, nije baš popularna. Pa, izgleda da će "partija vještačke inteligencije" podići cijenu čipsa.
Također zanimljivo: Univerzum: Najneobičniji svemirski objekti
A AMD XDNA 2?
Mislim da je zanimljivo podsjetiti se da je prije samo 2 mjeseca AMD najavio XDNA 2. Možete li zamisliti da će Ryzen sa Zen 5 i Zen 6 doći u istoj godini? Možda će se nešto slično dogoditi sa AMD Ryzen 8040 i 9040.
U 2024, AMD Ryzen 8040 se još nije pojavio. Ali na istoj gala gala naprednoj inteligenciji, AMD programeri su već najavili nove Strix Point procesore bazirane na Zen 5, koji će doći sa novom arhitekturom XDNA 2. Ako nismo stigli da testiramo AMD Ryzen Hawk Point, zamislite šta možemo reći ti o XDNA 2: ništa. Da, AMD Ryzen 7040 je opremljen XDNA, ali sa manje NPU-a od Ryzen 8040, tako da ne možemo ni nagađati dok ne stignu novi procesori.
Na prezentaciji su programeri tvrdili da je procesor na novoj arhitekturi 3 puta moćniji od XDNA, ali ne znamo koliko je moćna pomenuta NPU arhitektura, pa im možemo samo vjerovati na riječ. Nadam se da AMD ne naduvava brojke u marketinške svrhe, jer su i ranije pokušavali da preuzmu krunu od Intela, ali se nisu ni približili u ovom sektoru. Na desktopu su stvari bile drugačije.
Pročitajte također: Svemirski teleskop James Webb: 10 ciljeva za promatranje
Može li se nova XDNA arhitektura koristiti za igranje igara?
Još nije jasno, ali osim ako to nisu najavili sa puno pompe... izgleda da nećemo moći koristiti novu XDNA arhitekturu za igranje igara. Inače bi odmah vrištali o tome, s obzirom na AMD-ove napore da osvoji svijet igara. Sve je usmjereno na poslovne i AI aplikacije za strojno učenje, osim ako grafički motor nema umjetnu inteligenciju za rad. Tamo je područje primjene danas veoma veliko.
Možda će se vremenom sve promijeniti. Čekaćemo nove detalje o XDNA i sigurno ćemo vam reći o svemu.
Pročitajte također: