Nova AMD XDNA arhitektura omogućit će što učinkovitije pokretanje algoritama umjetne 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 - tvrtka želi pronaći svoje mjesto u ovoj niši. Uostalom, AI se sada pojavljuje na svim uređajima, uključujući računala, tablete i prijenosna računala.
Ako nam je već dosta RDNA i Zena kao arhitekture za procesore, onda se 2023. rodila još jedna, nazvana XDNA. AMD je odlučio pokrenuti razvoj nove arhitekture za GPU, CPU i NPU koji će pokretati algoritme umjetne inteligencije što je moguće učinkovitije na budućim Ryzen procesorima. Zapravo, vidimo da će ove komponente biti smještene na istom čipu. Pogledajmo pobliže novu XDNA arhitekturu za procesore Ryzen iz AMD-a.
Pročitajte također: Sve o Neuralink Telepathy čipu: što je to i kako radi
Što 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 "arhitekturu NPU toka prostornih podataka koja se sastoji od mozaičnog niza motora umjetne inteligencije." Kao iu slučaju Zen ili RDNA, i ovdje se odvija razvoj: već imamo XDNA prve generacije, a nedavno smo objavili i 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 ovisnosti od razine do razine. Da bi to slijedila, arhitektura Ryzen AI motora radi kao prilagodljiva arhitektura protoka podataka gdje zapravo može koristiti veliki niz izračuna i učinkovito prenositi podatke iz niza u niz. To se može učiniti bez pristupa vanjskoj memoriji ili čak predmemoriji, što često troši više energije i rezultira duljom latencijom.
AMD je razvio novu XDNA arhitekturu kako bi pružio maksimalnu gustoću izračuna bez trošenja puno energije i resursa. U arhitekturi XDNA možemo vidjeti da su mehanizmi IA ili AI Engine organizirani u obliku mozaične matrice.
Sam mozaik sastoji se od sljedećih elemenata:
- VLIW vektorski procesor
- Skalarni RISC procesor
- Lokalna memorija za pohranu podataka, aktivacija i koeficijenata
- Lokalni podaci
Konvencionalne arhitekture obično koriste predmemorije za dohvaćanje podataka koji se ponavljaju, ali to nije slučaj s XDNA. U ovom slučaju, neuronski procesor NPU koristi vlastitu memoriju i vlastiti tok podataka za rad s malom potrošnjom energije, budući da pristup predmemorije povećava potrošnju energije procesora.
Vektorski procesori koje vidimo u svakom odsječku ili mozaiku koriste se za strojno učenje i aplikacije za naprednu obradu signala. Jamče da će svaki AI motor raditi na frekvenciji većoj od 1,3 GHz. To je ono što osigurava učinkovite značajke, performanse i nisku latenciju. Jednostavnim riječima, produktivnost će se povećati, a potrošnja energije procesora ostat će na niskoj razini.
Skalarni procesor je jednostavna klasa mikroprocesora. Ovaj procesor obrađuje jedan podatkovni element po instrukciji (tipični podatkovni elementi mogu biti cijeli brojevi ili brojevi s pomičnim zarezom). U vektorskim procesorima, za razliku od skalarnih procesora, jedna instrukcija radi s nekoliko podatkovnih elemenata. U novoj AMD XDNA arhitekturi, RISC skalarni procesor koristit će se za načine povezivanja i upravljanje tipovima podataka.
Debi nove AMD XDNA arhitekture već se dogodio s Ryzen 7040, koji je predstavljen u siječnju 2023.
Modeli ove linije proizvedeni su prema 4 nm FinFET tehnološkim standardima, koriste do 8 računalnih jezgri s 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 ubrzavanje izračuna s algoritmima povezanim s umjetnom inteligencijom. AI engine se zove Ryzen AI i temelji se na skalabilnoj XDNA arhitekturi.
Serija Phoenix mobilnih čipova u startu uključuje tri modela - 8-jezgreni Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) i 6-jezgreni Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 GHz). Svi čipovi imaju L3 cache međuspremnik kapaciteta 16 MB i L2 cache od 1 MB po jezgri. Navedeni TDP svih CPU-a može se konfigurirati u rasponu od 35-54 W.
Koristi rad Xilinxa čija je akvizicija dovršena početkom prošle godine i koštala je AMD gotovo 50 milijardi dolara, pa 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 tvrtka AMD fokusira se na četiri prednosti nove XDNA arhitekture. Prije svega, zahvaljujući novoj arhitekturi, NPU se može programirati i kompajlirati u nekoliko minuta. Osim toga, olakšava tijek rada za programere strojnog učenja i čini obradu podataka za AI učinkovitijom.
Također valja shvatiti da postoji deterministička prednost, odnosno bliži odnos i međusobna determiniranost svih pojava i procesa. Programeri kažu da mehanizmi izravnog pristupa memoriji (DMA) sami dodjeljuju memoriju podataka i instrukcija koristeći die-to-die vezu. To će omogućiti procesoru da radi učinkovitije.
Sama arhitektura radi učinkovitije, jer NPU neuroprocesor osigurava visoku gustoću izračuna i izvrsnu energetsku učinkovitost. Naime, prisutnost NPU neuroprocesora bit će osnova za razvoj novog Windowsa 12. Odnosno, AMD u budućnosti izdaje novu arhitekturu za Ryzen procesore.
Najveća prednost nove arhitekture je njena skalabilnost. Jer 2D matrice koje se sastoje od mehanizama umjetne inteligencije omogućuju skaliranje od desetaka do stotina pločica na jednom uređaju. Ovo je doista veliki napredak u performansama procesora.
Također zanimljivo: O kvantnim računalima jednostavnim riječima
Ali kako je AMD uspio ovo implementirati u tako kratkom vremenskom razdoblju?
Odgovor na ovo je vrlo jednostavan: akvizicija Xilinxa. Podsjetit ću vas da je AMD u veljači 2022. dovršio akviziciju američke tvrtke Xilinx za suludih 50 milijardi dolara.Ovo je najveći posao ikada u području mikrosklopova. Ovom konkretnom akvizicijom, AMD se širi izvan okvira svojih CPU-a i GPU-a s velikim portfeljem reprogramiranih čipova.
AMD XDNA bit će u biti Xilinxova IP arhitektura za FPGA okvire za ubrzavanje aplikacija umjetne inteligencije. Tehnologija je već postojala, AMD ju je samo želio implementirati u prijenosne procesore ili masovne APU-ove.
AMD zasad govori samo o novom Ryzenu 8040 s XDNA 3 arhitekturom, jer oni još nisu predstavljeni. Još nisu izašli na tržište, a nismo vidjeli stolove s različitim modelima ili opcijama. Štoviše, niti se ne reklamiraju na službenim stranicama tvrtke.
Najnoviji AMD-ov proizvod na tržištu je Ryzen 7040, u kojem vidimo "HS" varijante i neke "HX" iznimke. HS modeli kombiniraju učinkovitost i performanse, a povijesno smo vidjeli H ili HX za maksimalnu snagu.
AMD je promijenio kurs svoje linije prijenosnih procesora, eliminirajući H i HX, ostavljajući samo prostor za HS i U. Štoviše, marka praktički ne izdaje AMD Ryzen 3, u najboljem slučaju, vidimo samo čip pod nazivom AMD Ryzen 3 7320U, ništa više!
Po tehničkim karakteristikama novi AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) procesori bliski su aktualnim Ryzen 7040 (Phoenix) čipovima. Također će dobiti do osam Zen 4 jezgri s podrškom za SMT tehnologiju i boost frekvencijom do 5,2 GHz, kao i Radeon 740M/760M/780M grafičku jedinicu na 3. generaciji RDNA arhitekture.
Prema glasinama, tvrtka je pripremila tri zasebne 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, mlađi modeli nemaju NPU jedinicu za AI operacije i vjerojatno su izgrađeni na ažuriranom Phoenix2 čipu. Sama NPU jedinica je, ako je vjerovati AMD-u, poboljšana i sada pruža 40% više performansi.
Lisa Su, predsjednica AMD-a, obećala je da će se prvi uređaji na AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) procesorima naći u prodaji do kraja prvog kvartala 2024. godine.
Također zanimljivo: Teraformiranje Marsa: Može li se Crveni planet pretvoriti u novu Zemlju?
Alternativa AMD XDNA: Intelov otok male snage
Dok se AMD fokusira na svoj NPU, koji uključuje sve elemente, Intel radije dijeli čip na 4 dijela (grafika, SoC, I/O i računanje). Dio koji nas zanima, a koji može konkurirati AMD XDNA, nalazi se unutar IO pločice i zove se Low Power Island.
Na otoku male snage nalazimo sljedeće:
- Neuroprocesor NPU
- Kontroler memorije
- Dvije elektroničke jezgre male snage
- Infrastrukturni procesor IPU
- Multimedijski motor
- Pomicač zaslona
- PUNIT mikroprocesor
- Skalabilna tkanina
I ne samo to, Intel u SoC mozaik uključuje i tzv. E-Cores Low Power Island (LP), čiji je cilj ušteda energije. Ove jezgre pomažu direktoru niti da pokreće lagane procese i pozadinske zadatke.
Ova je značajka nova za Intelove procesore za prijenosna računala Core Ultra, koji su također predstavljeni u prosincu 2023. Ovaj čips možemo pronaći u trgovinama, a cijena mu je, da tako kažemo, malo popularna. Pa, izgleda da će "partija umjetne inteligencije" povisiti cijenu čipova.
Također zanimljivo: Svemir: Najneobičniji svemirski objekti
A AMD XDNA 2?
Mislim da je zanimljivo prisjetiti se da je prije samo 2 mjeseca AMD najavio XDNA 2. Možete li zamisliti Ryzen sa Zen 5 i Zen 6 u istoj godini? Možda će se nešto slično dogoditi s AMD Ryzen 8040 i 9040.
U 2024. AMD Ryzen 8040 još se nije pojavio. Ali na istoj Advancing AI gala svečanosti, AMD-ovi programeri već su najavili nove Strix Point procesore temeljene na Zen 5, koji će doći s novom arhitekturom XDNA 2. Ako nismo stigli testirati AMD Ryzen Hawk Point, zamislite što možemo reći ti o XDNA 2: ništa. Da, AMD Ryzen 7040 opremljen je XDNA, ali s manje NPU-a od Ryzena 8040, tako da ne možemo ni nagađati dok novi procesori ne stignu.
Programeri su na predstavljanju tvrdili da je procesor na novoj arhitekturi čak 3 puta snažniji od XDNA, no ne znamo koliko je moćna spomenuta NPU arhitektura pa im možemo samo vjerovati na riječ. Nadam se da AMD ne napuhava brojke u marketinške svrhe, jer su već prije pokušavali uzeti krunu od Intela, ali u ovom sektoru nisu bili ni blizu. Na radnoj površini stvari su bile drugačije.
Pročitajte također: Svemirski teleskop James Webb: 10 ciljeva za promatranje
Može li se nova XDNA arhitektura koristiti za igranje?
Još nije jasno, ali osim ako to nisu najavili uz veliku pompu… čini se da nećemo moći koristiti novu XDNA arhitekturu za igranje. Inače bi odmah vrištali o tome, s obzirom na AMD-ove napore da osvoji svijet igara. Sve je usmjereno na poslovne i AI aplikacije strojnog učenja, osim ako grafički motor nema umjetnu inteligenciju za rad. Tu je područje primjene danas jako veliko.
Možda će se s vremenom sve promijeniti. Čekat ćemo nove detalje o XDNA i svakako ćemo vam sve ispričati.
Pročitajte također: