Az új AMD XDNA architektúra lehetővé teszi a mesterséges intelligencia algoritmusainak minél hatékonyabb futtatását a jövő Ryzen processzorain.
Mostanában nehéz ezt nem észrevenni AMD hypes XDNA és a híres NPU mikroprocesszorok már a Ryzenben. Érthető – a cég meg akarja találni a helyét ebben a résben. Végül is az AI már minden eszközön megjelenik, beleértve a PC-ket, táblagépeket és laptopokat is.
Ha már elegünk volt az RDNA-ból és a Zenből, mint processzorok architektúrájából, akkor 2023-ban egy újabb született, XDNA néven. Az AMD úgy döntött, hogy új architektúra fejlesztésekbe kezd GPU-k, CPU-k és NPU-k számára, amelyek a lehető leghatékonyabban futtatják a mesterséges intelligencia algoritmusait a jövőbeni Ryzen processzorokon. Valójában azt látjuk, hogy ezek az alkatrészek ugyanazon a chipen lesznek elhelyezve. Nézzük meg közelebbről a processzorok új XDNA architektúráját Ryzen az AMD-től.
Olvassa el még: Mindent a Neuralink Telepathy chipről: mi az és hogyan működik
Mi az az AMD XDNA?
Az AMD XDNA az az architektúra, amely támogatja az AMD Ryzen processzorok NPU-ját, amelyek chipje a mesterséges intelligencia meghatározott feladataiért felel. Az AMD úgy definiálja, mint "térbeli adatfolyam NPU architektúra, amely mesterséges intelligencia-motorok mozaiktömbjéből áll". A Zenhez vagy az RDNA-hoz hasonlóan itt is zajlik a fejlesztés: már megvan az első generációs XDNA, és a közelmúltban kiadták az XDNA 2 architektúra frissítését.
A neurális hálózatok működésének alapja az adatáramlás a neuronok egyik rétegéből a másikba. Tegyük fel, hogy a neuronoknak több rétege van, ahol minden „pont” valamilyen számítási funkciót hajt végre – például mátrixszorzást vagy konvolúciót, majd az adatokat a következő neuronnak továbbítják feldolgozásra. Elég nagy a szekvenciális függőség szintről szintre. Ezt követve a Ryzen AI-motor architektúrája adaptív adatfolyam-architektúraként működik, ahol valójában számos számítási tömböt tud használni, és hatékonyan továbbíthat adatokat tömbről tömbre. Ez a külső memória vagy akár a gyorsítótár elérése nélkül is megtehető, ami gyakran több energiát fogyaszt, és hosszabb késleltetést eredményez.
Az AMD új XDNA architektúrát fejlesztett ki annak érdekében, hogy a számítások maximális sűrűségét biztosítsa anélkül, hogy sok energiát és erőforrást költene rá. Az XDNA architektúrában láthatjuk, hogy az IA vagy az AI Engine mechanizmusok mozaikmátrixba szerveződnek.
Maga a mozaik a következő elemekből áll:
- VLIW vektoros processzor
- Scalar RISC processzor
- Helyi memória adatok, aktiválások és együtthatók tárolására
- Helyi adatok
A hagyományos architektúrák általában gyorsítótárakat használnak az ismétlődő adatok lekérésére, de ez nem így van az XDNA esetében. Ebben az esetben a neurális processzor NPU saját memóriáját és saját adatfolyamát használja, hogy alacsony energiafogyasztással működjön, mivel a gyorsítótár elérése növeli a processzor energiafogyasztását.
Az egyes szeletekben vagy mozaikokban látható vektorprocesszorokat gépi tanuláshoz és fejlett jelfeldolgozó alkalmazásokhoz használják. Garantálják, hogy minden mesterséges intelligencia motor 1,3 GHz-nél nagyobb frekvencián fog működni. Ez biztosítja a hatékony funkciókat, a teljesítményt és az alacsony késleltetést. Egyszerűen fogalmazva, a termelékenység nő, és a processzorok energiafogyasztása alacsony szinten marad.
A skaláris processzor a mikroprocesszorok egyszerű osztálya. Ez a processzor utasításonként egy adatelemet dolgoz fel (tipikus adatelemek lehetnek egészek vagy lebegőpontos számok). A vektorprocesszorokban a skaláris processzorokkal ellentétben egy utasítás több adatelemmel működik. Az új AMD XDNA architektúrában egy RISC skalár processzort használnak majd a csatlakozási módokhoz és az adattípusok kezeléséhez.
Az új AMD XDNA architektúra debütálása már megtörtént a Ryzen 7040-el, amelyet 2023 januárjában mutattak be.
Ennek a vonalnak a modelljei a 4 nm-es FinFET technológiai szabványok szerint készülnek, legfeljebb 8 számítási magot használnak Zen 4 architektúrával, és meglehetősen erős integrált RDNA3 grafikát is kaptak. Ezenkívül az AMD Ryzen 7040 lett a gyártó első olyan processzora, amely hardveregységgel gyorsította a számításokat a mesterséges intelligenciához kapcsolódó algoritmusokkal. Az AI-motor neve Ryzen AI, és a méretezhető XDNA architektúrán alapul.
A Phoenix mobil chipek sorozata kezdetben három modellt tartalmaz: 8 magos Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) és 6 magos Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 GHz). Minden chip rendelkezik egy 3 MB kapacitású L16 cache pufferrel és magonként 2 MB L1 gyorsítótárral. Az összes CPU megadott TDP-je 35-54 W között konfigurálható.
A tavaly év elején lezárult, az AMD-nek csaknem 50 milliárd dollárba kerülő Xilinx munkásságát használja fel, így az integrált Ryzen AI egység a fogyasztói megoldásokért megerősített csapat első gyakorlati munkájának tekinthető.
Olvassa el még: Mindannyian hologramok leszünk? A holográfia fejlődése az elmélettől a gyakorlatig
Az XDNA előnyei
Maga az AMD cég az új XDNA architektúra négy előnyére összpontosít. Először is, az új architektúrának köszönhetően az NPU percek alatt programozható és lefordítható. Ezenkívül megkönnyíti a gépi tanulási fejlesztők munkafolyamatát, és hatékonyabbá teszi az AI adatfeldolgozását.
Érdemes azt is megérteni, hogy van egy determinisztikus előny, vagyis minden jelenség és folyamat szorosabb kapcsolata és kölcsönös meghatározottsága. A fejlesztők azt mondják, hogy a közvetlen memóriaelérési (DMA) mechanizmusok maguk foglalják le az adat- és utasításmemóriát egy die-to-die kapcsolat segítségével. Ez lehetővé teszi a processzor hatékonyabb működését.
Maga az architektúra hatékonyabban működik, mivel az NPU neuroprocesszor nagy számítási sűrűséget és kiváló energiahatékonyságot biztosít. Ugyanis az NPU neuroprocesszor jelenléte lesz az alapja az új Windows 12 fejlesztésének. Vagyis az AMD a jövőben új architektúrát ad ki Ryzen processzorokhoz.
Az új architektúra legnagyobb előnye a méretezhetőség. Mivel a mesterséges intelligencia mechanizmusokból álló 2D-s mátrixok lehetővé teszik több tíztől több száz csempe méretezését egyetlen eszközön. Ez valóban hatalmas lépés a processzor teljesítményében.
Szintén érdekes: A kvantumszámítógépekről egyszerű szavakkal
De hogyan sikerült az AMD-nek ezt ilyen rövid idő alatt megvalósítania?
A válasz erre nagyon egyszerű: a Xilinx felvásárlása. Hadd emlékeztessem önöket, hogy 2022 februárjában az AMD őrült 50 milliárd dollárért befejezte az amerikai Xilinx cég felvásárlását, ami a valaha volt legnagyobb üzlet a mikroáramkörök terén. Ezzel a különleges felvásárlással az AMD a CPU-k és GPU-k hatáskörén túl az újraprogramozott chipek széles portfóliójával bővül.
Az AMD XDNA lényegében a Xilinx IP-architektúrája lesz az FPGA-keretrendszerekhez a mesterséges intelligencia-alkalmazások felgyorsítására. A technológia már létezett, az AMD csak hordozható processzorokban vagy tömeges APU-kban akarta megvalósítani.
Az AMD egyelőre csak az új, XDNA 8040 architektúrájú Ryzen 3-ről beszél, mert azokat még nem mutatták be. Még nem kerültek piacra, és nem láttunk olyan asztalokat sem, amelyekben különböző modellek vagy opciók szerepelnének. Ráadásul még a cég hivatalos honlapján sem hirdetik.
Az AMD legújabb terméke a piacon a Ryzen 7040, amelyen "HS" változatokat és néhány "HX" kivételt látunk. A HS modellek egyesítik a hatékonyságot és a teljesítményt, és a történelem során láthattuk, hogy H vagy HX a maximális teljesítmény érdekében.
Az AMD irányt váltott a hordozható processzorok sorában, kiiktatva a H-t és a HX-et, csak a HS-nek és az U-nak maradt hely. Ráadásul a márka gyakorlatilag nem ad ki AMD Ryzen 3-at, legfeljebb csak az AMD Ryzen 3 7320U nevű chipet látjuk, semmi több!
Technikai jellemzőit tekintve az új AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) processzorok közel állnak a jelenlegi Ryzen 7040 (Phoenix) chipekhez. Ezenkívül akár nyolc Zen 4 magot is kapnak, amelyek támogatják az SMT technológiát és 5,2 GHz-es boost-frekvenciát, valamint egy Radeon 740M/760M/780M grafikus egységet a 3. generációs RDNA architektúrán.
A pletykák szerint a cég három különálló Ryzen 8040-sort készített, amelyek TDP-ben különböznek egymástól: Ryzen 8x45HS (35-54 W), Ryzen 8x40HS (20-30 W) és Ryzen 8x40U (15-30 W). Érdekes módon a fiatalabb modellekből hiányzik az NPU egység az AI műveletekhez, és valószínűleg a frissített Phoenix2 chipre épülnek. Maga az NPU egység, ha hinni lehet az AMD-nek, továbbfejlesztett, és immár 40%-kal nagyobb teljesítményt nyújt.
Lisa Su, az AMD elnöke azt ígérte, hogy az AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) processzorokon futó első eszközök 2024 első negyedévének végén kerülnek forgalomba.
Szintén érdekes: Terraformáló Mars: A Vörös Bolygó új Földdé változhat?
Az AMD XDNA alternatívája: az Intel Low Power Island
Míg az AMD az összes elemet tartalmazó NPU-ra összpontosít, az Intel inkább 4 részre osztja a chipet (grafika, SoC, I/O és számítás). A minket érdeklő rész, amely felveheti a versenyt az AMD XDNA-val, az IO lapkán belül található, és a neve Low Power Island.
A Low Power Islanden a következőket találjuk:
- Neuroprocesszoros NPU
- Memóriavezérlő
- Két alacsony teljesítményű elektronikus mag
- Infrastruktúra processzor IPU
- Multimédiás motor
- Képernyőmozgató
- PUNIT mikroprocesszor
- Méretezhető szövet
Az Intel nem csak az úgynevezett E-Cores Low Power Island-et (LP) tartalmazza az SoC mozaikba, aminek célja az energiatakarékosság. Ezek a kernelek segítik a szálirányítót könnyű folyamatok és háttérfeladatok futtatásában.
Ez a funkció újdonság az Intel Core Ultra notebook processzoraiban, amelyeket szintén 2023 decemberében vezettek be. A boltokban találkozhatunk ilyen chipsekkel, az ára pedig úgymond nem túl népszerű. Nos, úgy tűnik, hogy a "mesterséges intelligencia pártja" emelni fogja a chipek árát.
Szintén érdekes: Univerzum: A legszokatlanabb űrobjektumok
És az AMD XDNA 2?
Azt hiszem, érdekes emlékezni arra, hogy az AMD mindössze 2 hónappal ezelőtt bejelentette az XDNA 2-t. El tudod képzelni, hogy a Ryzen Zen 5-tel és Zen 6-tal ugyanabban az évben érkezik? Talán valami hasonló fog történni az AMD Ryzen 8040 és 9040 esetében is.
2024-ben az AMD Ryzen 8040 még nem jelent meg. De ugyanezen az Advancing AI gálán az AMD fejlesztői már bejelentették az új Zen 5-re épülő Strix Point processzorokat, amelyek az új XDNA 2 architektúrával fognak érkezni. Ha nem sikerült tesztelnünk az AMD Ryzen Hawk Pointot, képzeljük el, mit mondhatunk az XDNA 2-ről: semmi. Igen, az AMD Ryzen 7040 XDNA-val van felszerelve, de kevesebb NPU-val, mint a Ryzen 8040, így az új processzorok megérkezéséig még csak találgatni sem tudunk.
A bemutatón a fejlesztők azt állították, hogy az új architektúrán lévő processzor 3-szor erősebb, mint az XDNA, de nem tudjuk, hogy az említett NPU architektúra mekkora teljesítményű, így csak szót fogadhatunk. Remélem, az AMD nem marketingcélból duzzasztja a számokat, mert korábban is próbálták elvenni a koronát az Inteltől, de ebben a szektorban meg sem közelítették. Az asztalon minden más volt.
Olvassa el még: James Webb Űrteleszkóp: 10 megfigyelendő cél
Használható az új XDNA architektúra játékra?
Ez még nem világos, de hacsak nem jelentették be nagy felhajtással… úgy tűnik, nem tudjuk majd használni az új XDNA architektúrát játékra. Különben rögtön üvöltöztek volna, tekintettel az AMD játékvilág meghódítására tett erőfeszítéseire. Minden az üzleti és mesterséges intelligencia gépi tanulási alkalmazásokra irányul, hacsak a grafikus motor nem rendelkezik mesterséges intelligenciával. Ott manapság nagyon széles az alkalmazási terület.
Talán idővel minden megváltozik. Várjuk az XDNA-val kapcsolatos új részleteket, és mindenről elmesélünk.
Olvassa el még: