AMD XDNA چیست؟ معماری که هوش مصنوعی را در پردازنده های رایزن تقویت می کند

معماری جدید AMD XDNA امکان اجرای الگوریتم‌های هوش مصنوعی را تا حد امکان در پردازنده‌های آینده Ryzen ممکن می‌سازد.

اخیراً، سخت است که متوجه آن نشویم AMD Hypes XDNA و ریزپردازنده های معروف NPU در حال حاضر در Ryzen. قابل درک است - این شرکت می خواهد جایگاه خود را در این طاقچه پیدا کند. پس از همه، هوش مصنوعی اکنون در همه دستگاه ها، از جمله رایانه های شخصی، تبلت ها و لپ تاپ ها ظاهر می شود.

اگر قبلاً به اندازه کافی از RDNA و Zen به عنوان یک معماری برای پردازنده ها داشتیم، در سال 2023 یک معماری دیگر به نام XDNA متولد شد. AMD تصمیم گرفته است که پیشرفت‌های معماری جدیدی را برای پردازنده‌های گرافیکی، پردازنده‌های مرکزی و NPU آغاز کند که الگوریتم‌های هوش مصنوعی را تا حد امکان کارآمدتر روی پردازنده‌های آینده Ryzen اجرا کنند. در واقع می بینیم که این قطعات روی همان تراشه قرار خواهند گرفت. بیایید نگاهی دقیق تر به معماری جدید XDNA برای پردازنده ها بیندازیم Ryzen از AMD.

همچنین بخوانید: همه چیز درباره تراشه Neuralink Telepathy: چیست و چگونه کار می کند

AMD XDNA چیست؟

AMD XDNA معماری است که از NPU پردازنده های AMD Ryzen پشتیبانی می کند که تراشه آن وظایف خاص هوش مصنوعی را بر عهده دارد. AMD آن را به عنوان "معماری NPU جریان داده های مکانی متشکل از آرایه موزاییکی از موتورهای هوش مصنوعی" تعریف می کند. همانطور که در مورد Zen یا RDNA، توسعه در اینجا نیز در حال انجام است: ما در حال حاضر XDNA از نسل اول را داریم، و اخیراً آنها به‌روزرسانی معماری XDNA 2 را منتشر کرده‌اند.

اساس عملکرد شبکه های عصبی، جریان داده ها از یک لایه نورون به لایه دیگر است. فرض کنید چندین لایه از نورون ها وجود دارد، جایی که هر "نقطه" برخی از عملکردهای محاسباتی را انجام می دهد - به عنوان مثال، ضرب ماتریس یا کانولوشن، و سپس داده ها برای پردازش به نورون بعدی ارسال می شود. وابستگی متوالی بسیار زیادی از سطح به سطح وجود دارد. برای پیروی از این، معماری موتور Ryzen AI به عنوان یک معماری جریان داده تطبیقی ​​عمل می کند که در آن می تواند در واقع از مجموعه بزرگی از محاسبات استفاده کند و داده ها را به طور موثر از آرایه ای به آرایه دیگر منتقل کند. این کار را می توان بدون دسترسی به حافظه خارجی یا حتی حافظه پنهان انجام داد، که اغلب انرژی بیشتری مصرف می کند و منجر به تأخیر طولانی تری می شود.

AMD یک معماری جدید XDNA را به منظور ارائه حداکثر چگالی محاسبات بدون صرف انرژی و منابع زیاد توسعه داده است. در معماری XDNA، می‌توانیم ببینیم که مکانیسم‌های IA یا AI Engine در قالب یک ماتریس موزاییک سازمان‌دهی شده‌اند.

موزاییک خود از عناصر زیر تشکیل شده است:

• پردازنده برداری VLIW
• پردازنده RISC اسکالر
• حافظه محلی برای ذخیره داده ها، فعال سازی ها و ضرایب
• داده های محلی

معماری های معمولی معمولاً از حافظه پنهان برای بازیابی داده های تکراری استفاده می کنند، اما در مورد XDNA اینطور نیست. در این حالت، NPU پردازنده عصبی از حافظه خود و جریان داده خود استفاده می کند تا با مصرف انرژی کم کار کند، زیرا دسترسی به حافظه نهان باعث افزایش مصرف انرژی پردازنده می شود.

پردازنده‌های برداری که در هر بخش می‌بینیم، یا موزاییک، برای یادگیری ماشین و برنامه‌های پردازش سیگنال پیشرفته استفاده می‌شوند. آنها تضمین می کنند که هر موتور هوش مصنوعی در فرکانس بیش از 1,3 گیگاهرتز کار می کند. این چیزی است که ویژگی های کارآمد، عملکرد و تاخیر کم را تضمین می کند. به عبارت ساده، بهره وری افزایش می یابد و مصرف انرژی پردازنده ها در سطح پایینی باقی می ماند.

پردازنده اسکالر کلاس ساده ای از ریزپردازنده ها است. این پردازنده یک عنصر داده را در هر دستورالعمل پردازش می کند (عناصر داده های معمولی می توانند اعداد صحیح یا اعداد ممیز شناور باشند). در پردازنده های برداری، بر خلاف پردازنده های اسکالر، یک دستورالعمل با چندین عنصر داده کار می کند. در معماری جدید AMD XDNA، یک پردازنده اسکالر RISC برای حالت های اتصال و مدیریت نوع داده استفاده خواهد شد.

اولین معماری جدید AMD XDNA قبلاً با Ryzen 7040 انجام شده است که در ژانویه 2023 ارائه شد.

مدل‌های این خط بر اساس استانداردهای فن‌آوری FinFET 4 نانومتری ساخته شده‌اند، از 8 هسته محاسباتی با معماری Zen 4 استفاده می‌کنند و همچنین گرافیک‌های مجتمع کاملاً قدرتمند RDNA3 دریافت می‌کنند. علاوه بر این، AMD Ryzen 7040 بود که اولین پردازنده سازنده با واحد سخت افزاری برای شتاب بخشیدن به محاسبات با الگوریتم های مرتبط با هوش مصنوعی شد. موتور هوش مصنوعی Ryzen AI نام دارد و مبتنی بر معماری XDNA مقیاس پذیر است.

سری تراشه‌های موبایل فونیکس در ابتدا شامل سه مدل 8 هسته‌ای Ryzen 9 7940HS (8/16؛ 4,0/5,2 گیگاهرتز)، Ryzen 7 7840HS (8/16؛ 3,8/5,1 گیگاهرتز) و 6 هسته Ryzen 5 7640 است. (6/12؛ 4,3/5,0 گیگاهرتز). همه تراشه ها دارای حافظه کش L3 با ظرفیت 16 مگابایت و حافظه نهان L2 1 مگابایت در هر هسته هستند. TDP مشخص شده تمام پردازنده ها در 35-54 وات قابل تنظیم است.

از کار Xilinx استفاده می کند که خرید آن در ابتدای سال گذشته به پایان رسید و تقریباً 50 میلیارد دلار برای AMD هزینه داشت. بنابراین واحد هوش مصنوعی Ryzen یکپارچه را می توان اولین کار عملی تیم تقویت شده برای راه حل های مصرف کننده در نظر گرفت.

همچنین بخوانید: آیا همه ما هولوگرام خواهیم شد؟ توسعه هولوگرافی از تئوری تا عمل

مزایای XDNA

خود شرکت AMD بر چهار مزیت معماری جدید XDNA تمرکز دارد. اول از همه، به لطف معماری جدید، NPU را می توان در عرض چند دقیقه برنامه ریزی و کامپایل کرد. علاوه بر این، گردش کار را برای توسعه دهندگان یادگیری ماشین تسهیل می کند و پردازش داده ها را برای هوش مصنوعی کارآمدتر می کند.

همچنین قابل درک است که یک مزیت قطعی وجود دارد، یعنی ارتباط نزدیکتر و تعیین متقابل همه پدیده ها و فرآیندها. توسعه دهندگان می گویند که مکانیسم های دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) خودشان داده ها و حافظه دستورالعمل ها را با استفاده از یک اتصال دای به مرگ تخصیص می دهند. این کار پردازنده را قادر می سازد کارآمدتر کار کند.

خود معماری کارآمدتر عمل می کند، زیرا پردازشگر عصبی NPU چگالی محاسباتی بالا و بازده انرژی عالی را ارائه می دهد. یعنی وجود پردازنده عصبی NPU پایه ای برای توسعه ویندوز 12 جدید خواهد بود. یعنی AMD در آینده معماری جدیدی را برای پردازنده های Ryzen منتشر می کند.

بزرگترین مزیت معماری جدید مقیاس پذیری آن است. زیرا ماتریس‌های دوبعدی متشکل از مکانیزم‌های هوش مصنوعی اجازه می‌دهند از ده‌ها تا صدها کاشی در یک دستگاه مقیاس‌بندی شوند. این یک گام واقعا بزرگ در عملکرد پردازنده است.

همچنین جالب: درباره کامپیوترهای کوانتومی به زبان ساده

اما چگونه AMD توانسته این را در مدت زمان کوتاهی پیاده سازی کند؟

پاسخ به این بسیار ساده است: خرید Xilinx. اجازه دهید یادآوری کنم که در فوریه 2022، AMD خرید شرکت آمریکایی Xilinx را به مبلغ 50 میلیارد دلار کامل کرد. این بزرگترین معامله در زمینه ریز مدارها است. با این خرید خاص، AMD در حال گسترش فراتر از اختیارات CPU و GPU های خود با مجموعه بزرگی از تراشه های برنامه ریزی شده مجدد است.

AMD XDNA اساساً معماری IP Xilinx برای چارچوب‌های FPGA برای تسریع برنامه‌های هوش مصنوعی خواهد بود. این فناوری از قبل وجود داشت، AMD فقط می خواست آن را در پردازنده های قابل حمل یا APU های انبوه پیاده سازی کند.

AMD تاکنون فقط در مورد Ryzen 8040 جدید با معماری XDNA 3 صحبت کرده است، زیرا هنوز ارائه نشده است. آنها هنوز وارد بازار نشده اند و ما جدول هایی با مدل ها یا آپشن های مختلف ندیده ایم. علاوه بر این، آنها حتی در وب سایت رسمی شرکت نیز تبلیغ نمی شوند.

آخرین محصول AMD در بازار Ryzen 7040 است که در آن شاهد انواع "HS" و برخی استثناهای "HX" هستیم. مدل‌های HS کارایی و کارایی را با هم ترکیب می‌کنند، و از نظر تاریخی، H یا HX را برای حداکثر قدرت مشاهده کرده‌ایم.

AMD مسیر خط تولید پردازنده های قابل حمل خود را تغییر داد و H و HX را حذف کرد و تنها فضا را برای HS و U باقی گذاشت. علاوه بر این، این برند عملاً AMD Ryzen 3 را منتشر نمی کند، حداکثر ما فقط یک تراشه به نام AMD Ryzen 3 7320U می بینیم، هیچ چیز بیشتر!

از نظر مشخصات فنی، پردازنده های جدید AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) به تراشه های Ryzen 7040 (ققنوس) فعلی نزدیک هستند. آنها همچنین حداکثر هشت هسته Zen 4 را با پشتیبانی از فناوری SMT و فرکانس تقویتی تا 5,2 گیگاهرتز و همچنین یک واحد گرافیکی Radeon 740M/760M/780M در معماری نسل سوم RDNA دریافت خواهند کرد.

طبق شایعات، این شرکت سه خط جداگانه از Ryzen 8040 تهیه کرده است که از نظر TDP متفاوت هستند: Ryzen 8x45HS (35-54 W)، Ryzen 8x40HS (20-30 W) و Ryzen 8x40U (15-30 W). جالب توجه است که مدل‌های جوان‌تر فاقد واحد NPU برای عملیات هوش مصنوعی هستند و احتمالاً بر روی تراشه به‌روزرسانی‌شده Phoenix2 ساخته شده‌اند. خود واحد NPU، اگر بتوان AMD را باور کرد، بهبود یافته است و اکنون 40٪ عملکرد بیشتری ارائه می دهد.

لیزا سو، رئیس AMD وعده داده است که اولین دستگاه‌های پردازنده‌های AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) تا پایان سه‌ماهه اول سال 2024 به فروش خواهند رسید.

همچنین جالب: مریخ شکل گیری زمین: آیا سیاره سرخ می تواند به یک زمین جدید تبدیل شود؟

جایگزین AMD XDNA: جزیره کم مصرف اینتل

در حالی که AMD روی NPU خود که شامل تمام عناصر است تمرکز می کند، اینتل ترجیح می دهد تراشه را به 4 قسمت (گرافیک، SoC، I/O و محاسبات) تقسیم کند. بخشی که ما به آن علاقه داریم و می تواند با AMD XDNA رقابت کند، داخل کاشی IO است و جزیره کم توان نام دارد.

در جزیره کم توان موارد زیر را می یابیم:

• NPU پردازنده عصبی
• کنترلر حافظه
• دو هسته الکترونیکی کم مصرف
• IPU پردازنده زیرساخت
• موتور چند رسانه ای
• حرکت دهنده صفحه نمایش
• ریزپردازنده PUNIT
• پارچه مقیاس پذیر

نه تنها این، اینتل به اصطلاح E-Cores Low Power Island (LP) را در موزاییک SoC گنجانده است که هدف آن صرفه جویی در انرژی است. این هسته ها به مدیر رشته کمک می کنند تا فرآیندهای سبک و وظایف پس زمینه را اجرا کند.

این ویژگی برای پردازنده‌های نوت‌بوک Core Ultra اینتل که در دسامبر 2023 نیز معرفی شدند، جدید است. ما می‌توانیم این چیپس‌ها را در فروشگاه‌ها پیدا کنیم و قیمت آن‌ها، به اصطلاح، چندان محبوب نیست. خب، به نظر می رسد که «حزب هوش مصنوعی» قرار است قیمت تراشه ها را افزایش دهد.

همچنین جالب: کیهان: غیرمعمول ترین اجرام فضایی

و AMD XDNA 2؟

فکر می‌کنم جالب است به یاد داشته باشید که فقط 2 ماه پیش AMD XDNA 2 را معرفی کرد. آیا می‌توانید Ryzen را با Zen 5 و Zen 6 در همان سال تصور کنید؟ شاید اتفاقی مشابه با AMD Ryzen 8040 و 9040 رخ دهد.

در سال 2024، AMD Ryzen 8040 هنوز ظاهر نشده است. اما در همان مراسم Advancing AI gala، توسعه دهندگان AMD قبلاً پردازنده های جدید Strix Point مبتنی بر Zen 5 را معرفی کرده اند که با معماری جدید XDNA 2 عرضه می شود. اگر ما نتوانستیم AMD Ryzen Hawk Point را آزمایش کنیم، تصور کنید چه چیزی می توانیم بگوییم. شما در مورد XDNA 2: هیچی. بله، AMD Ryzen 7040 مجهز به XDNA است، اما NPU های کمتری نسبت به Ryzen 8040 دارد، بنابراین تا زمانی که پردازنده های جدید وارد نشده اند، نمی توانیم حدس بزنیم.

در این ارائه، توسعه دهندگان ادعا کردند که پردازنده در معماری جدید 3 برابر قدرتمندتر از XDNA است، اما ما نمی دانیم که معماری NPU ذکر شده چقدر قدرتمند است، بنابراین ما فقط می توانیم حرف آنها را قبول کنیم. امیدوارم AMD اعداد را برای مقاصد بازاریابی افزایش ندهد، زیرا آنها قبلاً سعی کرده اند تاج را از اینتل بگیرند، اما حتی در این بخش به آن نزدیک نشده اند. در دسکتاپ همه چیز متفاوت بود.

همچنین بخوانید: تلسکوپ فضایی جیمز وب: 10 هدف برای رصد

آیا می توان از معماری جدید XDNA برای بازی استفاده کرد؟

هنوز مشخص نیست، اما مگر اینکه آنها آن را با هیاهوی زیادی اعلام کنند ... به نظر می رسد که ما نمی توانیم از معماری جدید XDNA برای بازی استفاده کنیم. در غیر این صورت، با توجه به تلاش های AMD برای تسخیر دنیای بازی، آن ها بلافاصله در مورد آن فریاد می زدند. همه چیز در جهت کسب و کار و برنامه های یادگیری ماشینی هوش مصنوعی است، مگر اینکه موتور گرافیکی دارای هوش مصنوعی برای کار باشد. در آنجا، حوزه کاربرد امروزه بسیار گسترده است.

شاید با گذشت زمان همه چیز تغییر کند. ما منتظر جزئیات جدید در مورد XDNA خواهیم بود و قطعاً همه چیز را به شما خواهیم گفت.

همچنین بخوانید:

• مشاهده سیاره سرخ: تاریخچه توهمات مریخی
• تله پورت از دیدگاه علمی و آینده آن