Η νέα αρχιτεκτονική AMD XDNA θα καταστήσει δυνατή την εκτέλεση αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά σε μελλοντικούς επεξεργαστές Ryzen.
Τον τελευταίο καιρό, είναι δύσκολο να μην το προσέξετε αυτό AMD hypes XDNA και οι διάσημοι μικροεπεξεργαστές NPU τώρα μέσα στο Ryzen. Είναι κατανοητό - η εταιρεία θέλει να βρει τη θέση της σε αυτή τη θέση. Άλλωστε, το AI εμφανίζεται πλέον σε όλες τις συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών, των tablet και των φορητών υπολογιστών.
Αν είχαμε ήδη αρκετά RDNA και Zen ως αρχιτεκτονική για επεξεργαστές, τότε το 2023 γεννήθηκε ένα άλλο, που ονομάζεται XDNA. Η AMD αποφάσισε να ξεκινήσει νέες εξελίξεις αρχιτεκτονικής για GPU, CPU και NPU που θα εκτελούν αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά σε μελλοντικούς επεξεργαστές Ryzen. Στην πραγματικότητα, βλέπουμε ότι αυτά τα εξαρτήματα θα τοποθετηθούν στο ίδιο τσιπ. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στη νέα αρχιτεκτονική XDNA για επεξεργαστές Ryzen από την AMD.
Διαβάστε επίσης: Όλα για το τσιπ Neuralink Telepathy: τι είναι και πώς λειτουργεί
Τι είναι το AMD XDNA;
Το AMD XDNA είναι η αρχιτεκτονική που υποστηρίζει το NPU των επεξεργαστών AMD Ryzen, του οποίου το τσιπ είναι υπεύθυνο για συγκεκριμένες εργασίες τεχνητής νοημοσύνης. Η AMD το ορίζει ως μια «αρχιτεκτονική NPU ροής χωρικών δεδομένων που αποτελείται από μια μωσαϊκή σειρά κινητήρων τεχνητής νοημοσύνης». Όπως και στην περίπτωση του Zen ή του RDNA, η ανάπτυξη πραγματοποιείται επίσης εδώ: έχουμε ήδη XDNA πρώτης γενιάς και πρόσφατα κυκλοφόρησε μια ενημέρωση της αρχιτεκτονικής XDNA 2.
Η βάση της λειτουργίας των νευρωνικών δικτύων είναι η ροή δεδομένων από το ένα στρώμα νευρώνων στο άλλο. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν πολλά στρώματα νευρώνων, όπου κάθε «σημείο» εκτελεί κάποια υπολογιστική λειτουργία - για παράδειγμα, πολλαπλασιασμό ή συνέλιξη μήτρας, και στη συνέχεια τα δεδομένα περνούν στον επόμενο νευρώνα για επεξεργασία. Υπάρχει πολύ μεγάλη διαδοχική εξάρτηση από επίπεδο σε επίπεδο. Για να ακολουθήσει αυτό, η αρχιτεκτονική του κινητήρα Ryzen AI λειτουργεί ως μια προσαρμοστική αρχιτεκτονική ροής δεδομένων όπου μπορεί πραγματικά να χρησιμοποιήσει μια μεγάλη σειρά υπολογισμών και να μεταφέρει δεδομένα αποτελεσματικά από πίνακα σε πίνακα. Αυτό μπορεί να γίνει χωρίς πρόσβαση στην εξωτερική μνήμη ή ακόμα και στη μνήμη cache, η οποία συχνά καταναλώνει περισσότερη ενέργεια και έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη καθυστέρηση.
Η AMD έχει αναπτύξει μια νέα αρχιτεκτονική XDNA προκειμένου να παρέχει μέγιστη πυκνότητα υπολογισμών χωρίς να ξοδεύει πολλή ενέργεια και πόρους. Στην αρχιτεκτονική XDNA, μπορούμε να δούμε ότι οι μηχανισμοί IA ή AI Engine είναι οργανωμένοι με τη μορφή μωσαϊκού μήτρας.
Το ίδιο το μωσαϊκό αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:
- Διανυσματικός επεξεργαστής VLIW
- Επεξεργαστής Scalar RISC
- Τοπική μνήμη για αποθήκευση δεδομένων, ενεργοποιήσεων και συντελεστών
- Τοπικά δεδομένα
Οι συμβατικές αρχιτεκτονικές συνήθως χρησιμοποιούν κρυφές μνήμες για την ανάκτηση επαναλαμβανόμενων δεδομένων, αλλά αυτό δεν συμβαίνει με το XDNA. Σε αυτήν την περίπτωση, το NPU του νευρικού επεξεργαστή χρησιμοποιεί τη δική του μνήμη και τη δική του ροή δεδομένων για να λειτουργεί με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, καθώς η πρόσβαση στη μνήμη cache αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας του επεξεργαστή.
Οι διανυσματικοί επεξεργαστές που βλέπουμε σε κάθε slice, ή μωσαϊκό, χρησιμοποιούνται για μηχανική εκμάθηση και προηγμένες εφαρμογές επεξεργασίας σήματος. Εγγυούνται ότι κάθε κινητήρας AI θα λειτουργεί σε συχνότητα μεγαλύτερη από 1,3 GHz. Αυτό είναι που εξασφαλίζει αποτελεσματικά χαρακτηριστικά, απόδοση και χαμηλή καθυστέρηση. Με απλά λόγια, η παραγωγικότητα θα αυξηθεί και η κατανάλωση ενέργειας των επεξεργαστών θα παραμείνει σε χαμηλό επίπεδο.
Ένας βαθμωτός επεξεργαστής είναι μια απλή κατηγορία μικροεπεξεργαστή. Αυτός ο επεξεργαστής επεξεργάζεται ένα στοιχείο δεδομένων ανά εντολή (τα τυπικά στοιχεία δεδομένων μπορεί να είναι ακέραιοι ή αριθμοί κινητής υποδιαστολής). Στους διανυσματικούς επεξεργαστές, σε αντίθεση με τους βαθμωτούς επεξεργαστές, μια εντολή λειτουργεί με πολλά στοιχεία δεδομένων. Στη νέα αρχιτεκτονική AMD XDNA, ένας βαθμωτός επεξεργαστής RISC θα χρησιμοποιηθεί για τρόπους σύνδεσης και διαχείριση τύπων δεδομένων.
Το ντεμπούτο της νέας αρχιτεκτονικής AMD XDNA έχει ήδη γίνει με το Ryzen 7040, το οποίο παρουσιάστηκε τον Ιανουάριο του 2023.
Τα μοντέλα αυτής της σειράς κατασκευάζονται σύμφωνα με τα τεχνολογικά πρότυπα FinFET 4 nm, χρησιμοποιούν έως και 8 πυρήνες υπολογιστών με την αρχιτεκτονική Zen 4 και έχουν επίσης αρκετά ισχυρά ενσωματωμένα γραφικά RDNA3. Επιπλέον, ήταν ο AMD Ryzen 7040 που έγινε ο πρώτος επεξεργαστής του κατασκευαστή με μονάδα υλικού για την επιτάχυνση των υπολογισμών με αλγόριθμους που σχετίζονται με την τεχνητή νοημοσύνη. Ο κινητήρας AI ονομάζεται Ryzen AI και βασίζεται στην κλιμακούμενη αρχιτεκτονική XDNA.
Η σειρά τσιπ για κινητά Phoenix στην αρχή περιλαμβάνει τρία μοντέλα - 8-πύρηνο Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) και 6-πύρηνο Ryzen 5 7640H (6/12; 4,3/5,0 GHz). Όλα τα τσιπ διαθέτουν προσωρινή μνήμη L3 με χωρητικότητα 16 MB και προσωρινή μνήμη L2 1 MB ανά πυρήνα. Το καθορισμένο TDP όλων των CPU μπορεί να διαμορφωθεί στην περιοχή 35-54 W.
Χρησιμοποιεί το έργο της Xilinx, η εξαγορά της οποίας ολοκληρώθηκε στις αρχές του περασμένου έτους και κόστισε σχεδόν 50 δισ. δολάρια στην AMD. Έτσι η ενσωματωμένη μονάδα AI Ryzen μπορεί να θεωρηθεί η πρώτη πρακτική δουλειά της ενισχυμένης ομάδας για καταναλωτικές λύσεις.
Διαβάστε επίσης: Θα γίνουμε όλοι ολογράμματα; Ανάπτυξη της ολογραφίας από τη θεωρία στην πράξη
Πλεονεκτήματα του XDNA
Η ίδια η εταιρεία AMD εστιάζει σε τέσσερα πλεονεκτήματα της νέας αρχιτεκτονικής XDNA. Πρώτα απ 'όλα, χάρη στη νέα αρχιτεκτονική, το NPU μπορεί να προγραμματιστεί και να μεταγλωττιστεί μέσα σε λίγα λεπτά. Επιπλέον, διευκολύνει τη ροή εργασίας για τους προγραμματιστές μηχανικής μάθησης και κάνει την επεξεργασία δεδομένων για τεχνητή νοημοσύνη πιο αποτελεσματική.
Αξίζει επίσης να γίνει κατανοητό ότι υπάρχει ένα ντετερμινιστικό πλεονέκτημα, δηλαδή μια στενότερη σχέση και αμοιβαίος προσδιορισμός όλων των φαινομένων και των διαδικασιών. Οι προγραμματιστές λένε ότι οι ίδιοι οι μηχανισμοί άμεσης πρόσβασης μνήμης (DMA) εκχωρούν δεδομένα και μνήμη εντολών χρησιμοποιώντας μια σύνδεση die-to-die. Αυτό θα επιτρέψει στον επεξεργαστή να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά.
Η ίδια η αρχιτεκτονική λειτουργεί πιο αποτελεσματικά, επειδή ο νευροεπεξεργαστής NPU παρέχει υψηλή πυκνότητα υπολογισμού και εξαιρετική ενεργειακή απόδοση. Δηλαδή, η παρουσία του νευροεπεξεργαστή NPU θα είναι η βάση για την ανάπτυξη των νέων Windows 12. Δηλαδή, η AMD κυκλοφορεί μια νέα αρχιτεκτονική για τους επεξεργαστές Ryzen στο μέλλον.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της νέας αρχιτεκτονικής είναι η επεκτασιμότητα της. Επειδή οι δισδιάστατοι πίνακες που αποτελούνται από μηχανισμούς τεχνητής νοημοσύνης επιτρέπουν την κλιμάκωση από δεκάδες έως εκατοντάδες πλακιδίων σε μία μόνο συσκευή. Αυτό είναι ένα πραγματικά τεράστιο βήμα στην απόδοση του επεξεργαστή.
Επίσης ενδιαφέρον: Σχετικά με τους κβαντικούς υπολογιστές με απλά λόγια
Πώς κατάφερε όμως η AMD να το εφαρμόσει σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα;
Η απάντηση σε αυτό είναι αρκετά απλή: η εξαγορά της Xilinx. Να σας υπενθυμίσω ότι τον Φεβρουάριο του 2022, η AMD ολοκλήρωσε την εξαγορά της αμερικανικής εταιρείας Xilinx για τρελά 50 δισεκατομμύρια δολάρια. Πρόκειται για τη μεγαλύτερη συμφωνία που έγινε ποτέ στον τομέα των μικροκυκλωμάτων. Με τη συγκεκριμένη εξαγορά, η AMD επεκτείνεται πέρα από τις αρμοδιότητες των CPU και GPU της με ένα μεγάλο χαρτοφυλάκιο επαναπρογραμματισμένων τσιπ.
Το AMD XDNA θα είναι ουσιαστικά η αρχιτεκτονική IP της Xilinx για πλαίσια FPGA για την επιτάχυνση των εφαρμογών τεχνητής νοημοσύνης. Η τεχνολογία υπήρχε ήδη, η AMD ήθελε απλώς να την εφαρμόσει σε φορητούς επεξεργαστές ή μαζικές APU.
Μέχρι στιγμής, η AMD μιλάει μόνο για το νέο Ryzen 8040 με αρχιτεκτονική XDNA 3, γιατί δεν έχουν παρουσιαστεί ακόμα. Δεν έχουν βγει ακόμα στην αγορά και δεν έχουμε δει τραπέζια με διαφορετικά μοντέλα ή επιλογές. Επιπλέον, δεν διαφημίζονται καν στην επίσημη ιστοσελίδα της εταιρείας.
Το τελευταίο προϊόν της AMD στην αγορά είναι το Ryzen 7040, στο οποίο βλέπουμε παραλλαγές "HS" και ορισμένες εξαιρέσεις "HX". Τα μοντέλα HS συνδυάζουν απόδοση και απόδοση, και ιστορικά έχουμε δει H ή HX για μέγιστη ισχύ.
Η AMD άλλαξε πορεία στη σειρά φορητών επεξεργαστών της, εξαλείφοντας τους H και HX, αφήνοντας χώρο μόνο για HS και U. Επιπλέον, η μάρκα ουσιαστικά δεν κυκλοφορεί AMD Ryzen 3, το πολύ, βλέπουμε μόνο ένα τσιπ που ονομάζεται AMD Ryzen 3 7320U, τίποτα περισσότερο!
Όσον αφορά τα τεχνικά χαρακτηριστικά, οι νέοι επεξεργαστές AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) είναι κοντά στα τρέχοντα τσιπ Ryzen 7040 (Phoenix). Θα λάβουν επίσης έως και οκτώ πυρήνες Zen 4 με υποστήριξη για τεχνολογία SMT και συχνότητα ενίσχυσης έως και 5,2 GHz, καθώς και μονάδα γραφικών Radeon 740M/760M/780M στην αρχιτεκτονική RDNA 3ης γενιάς.
Σύμφωνα με φήμες, η εταιρεία έχει ετοιμάσει τρεις ξεχωριστές σειρές Ryzen 8040, οι οποίες διαφέρουν ως προς το TDP: Ryzen 8x45HS (35-54 W), Ryzen 8x40HS (20-30 W) και Ryzen 8x40U (15-30 W). Είναι ενδιαφέρον ότι τα νεότερα μοντέλα δεν διαθέτουν τη μονάδα NPU για λειτουργίες AI και πιθανότατα είναι κατασκευασμένα στο ενημερωμένο τσιπ Phoenix2. Η ίδια η μονάδα NPU, αν πιστεύουμε ότι η AMD, έχει βελτιωθεί και τώρα παρέχει 40% περισσότερη απόδοση.
Η Lisa Su, η πρόεδρος της AMD, υποσχέθηκε ότι οι πρώτες συσκευές σε επεξεργαστές AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) θα κυκλοφορήσουν μέχρι το τέλος του πρώτου τριμήνου του 2024.
Επίσης ενδιαφέρον: Terraforming Mars: Θα μπορούσε ο Κόκκινος Πλανήτης να μετατραπεί σε μια νέα Γη;
Εναλλακτική λύση στο AMD XDNA: Νησί χαμηλής ισχύος της Intel
Ενώ η AMD εστιάζει στο NPU της, το οποίο περιλαμβάνει όλα τα στοιχεία, η Intel προτιμά να χωρίσει το τσιπ σε 4 μέρη (γραφικά, SoC, I/O και υπολογιστές). Το τμήμα που μας ενδιαφέρει και το οποίο μπορεί να ανταγωνιστεί την AMD XDNA, βρίσκεται μέσα στο πλακίδιο IO και ονομάζεται νησί χαμηλής ισχύος.
Στο Low Power Island βρίσκουμε τα εξής:
- NPU νευροεπεξεργαστή
- Ελεγκτής μνήμης
- Δύο ηλεκτρονικοί πυρήνες χαμηλής ισχύος
- Επεξεργαστής υποδομής IPU
- Μηχανή πολυμέσων
- Μετακίνηση οθόνης
- Μικροεπεξεργαστής PUNIT
- Κλιμακόμενο ύφασμα
Όχι μόνο αυτό, η Intel περιλαμβάνει το λεγόμενο E-Cores Low Power Island (LP) στο μωσαϊκό του SoC, το οποίο στοχεύει στην εξοικονόμηση ενέργειας. Αυτοί οι πυρήνες βοηθούν τον διευθυντή νημάτων να εκτελεί ελαφριές διεργασίες και εργασίες παρασκηνίου.
Αυτή η δυνατότητα είναι νέα στους επεξεργαστές φορητών υπολογιστών Core Ultra της Intel, οι οποίοι παρουσιάστηκαν επίσης τον Δεκέμβριο του 2023. Μπορούμε να βρούμε αυτές τις μάρκες στα καταστήματα και η τιμή τους, ας πούμε, δεν είναι πολύ δημοφιλής. Λοιπόν, φαίνεται ότι το «πάρτι της τεχνητής νοημοσύνης» πρόκειται να αυξήσει την τιμή των τσιπ.
Επίσης ενδιαφέρον: Σύμπαν: Τα πιο ασυνήθιστα διαστημικά αντικείμενα
Και το AMD XDNA 2;
Νομίζω ότι είναι ενδιαφέρον να θυμόμαστε ότι μόλις πριν από 2 μήνες η AMD ανακοίνωσε το XDNA 2. Θα μπορούσατε να φανταστείτε το Ryzen με το Zen 5 και το Zen 6 να έρχονται την ίδια χρονιά; Ίσως κάτι παρόμοιο θα συμβεί με τα AMD Ryzen 8040 και 9040.
Το 2024, το AMD Ryzen 8040 δεν έχει εμφανιστεί ακόμη. Αλλά στο ίδιο γκαλά Advancing AI, οι προγραμματιστές της AMD έχουν ήδη ανακοινώσει νέους επεξεργαστές Strix Point βασισμένους στο Zen 5, οι οποίοι θα έρχονται με τη νέα αρχιτεκτονική XDNA 2. Αν δεν καταφέραμε να δοκιμάσουμε το AMD Ryzen Hawk Point, φανταστείτε τι μπορούμε να πούμε εσείς για το XDNA 2: τίποτα. Ναι, το AMD Ryzen 7040 είναι εξοπλισμένο με XDNA, αλλά με λιγότερες NPU από το Ryzen 8040, επομένως δεν μπορούμε καν να κάνουμε εικασίες μέχρι να φτάσουν οι νέοι επεξεργαστές.
Στην παρουσίαση, οι προγραμματιστές ισχυρίστηκαν ότι ο επεξεργαστής στη νέα αρχιτεκτονική είναι 3 φορές πιο ισχυρός από το XDNA, αλλά δεν ξέρουμε πόσο ισχυρή είναι η αναφερόμενη αρχιτεκτονική NPU, οπότε μπορούμε μόνο να δεχθούμε το λόγο τους. Ελπίζω η AMD να μην διογκώνει τα νούμερα για λόγους μάρκετινγκ, επειδή προσπάθησαν να πάρουν το στέμμα από την Intel στο παρελθόν, αλλά δεν πλησίασαν καν σε αυτόν τον τομέα. Στην επιφάνεια εργασίας, τα πράγματα ήταν διαφορετικά.
Διαβάστε επίσης: Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb: 10 στόχοι που πρέπει να παρατηρήσετε
Μπορεί η νέα αρχιτεκτονική XDNA να χρησιμοποιηθεί για παιχνίδια;
Δεν είναι ακόμα ξεκάθαρο, αλλά εκτός και αν το ανακοίνωσαν με πολλή φανφάρα… φαίνεται ότι δεν θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη νέα αρχιτεκτονική XDNA για gaming. Διαφορετικά, θα το φώναζαν αμέσως, δεδομένων των προσπαθειών της AMD να κατακτήσει τον κόσμο του gaming. Όλα στοχεύουν σε επιχειρήσεις και εφαρμογές μηχανικής εκμάθησης AI, εκτός εάν η μηχανή γραφικών διαθέτει τεχνητή νοημοσύνη για να συνεργαστεί. Εκεί το πεδίο εφαρμογής είναι πολύ μεγάλο στις μέρες μας.
Ίσως με τον καιρό όλα να αλλάξουν. Θα περιμένουμε νέες λεπτομέρειες για το XDNA και σίγουρα θα σας πούμε για όλα.
Διαβάστε επίσης: