ארכיטקטורת AMD XDNA החדשה תאפשר להפעיל אלגוריתמי בינה מלאכותית בצורה יעילה ככל האפשר על מעבדי Ryzen עתידיים.
בזמן האחרון, קשה שלא לשים לב לזה AMD היפי XDNA ומעבדי ה-NPU המפורסמים כעת בתוך Ryzen. זה מובן - החברה רוצה למצוא את מקומה בנישה הזו. אחרי הכל, AI מופיע כעת בכל המכשירים, כולל מחשבים, טאבלטים ומחשבים ניידים.
אם כבר היה לנו מספיק מ-RDNA ו-Zen כארכיטקטורה למעבדים, אז בשנת 2023 נולדה עוד אחת בשם XDNA. AMD החליטה להתחיל בפיתוחי ארכיטקטורה חדשים עבור GPUs, CPUs ו-NPUs שיפעילו אלגוריתמי בינה מלאכותית בצורה יעילה ככל האפשר על מעבדי Ryzen עתידיים. למעשה, אנו רואים שהרכיבים הללו יוצבו על אותו שבב. בואו נסתכל מקרוב על ארכיטקטורת XDNA החדשה למעבדים Ryzen מ-AMD.
קרא גם: הכל על שבב Neuralink Telepathy: מה זה ואיך הוא עובד
מה זה AMD XDNA?
AMD XDNA היא הארכיטקטורה התומכת ב-NPU של מעבדי AMD Ryzen, שהשבב שלו אחראי על משימות ספציפיות של בינה מלאכותית. AMD מגדירה זאת כ"ארכיטקטורת NPU של זרם נתונים מרחבי המורכב ממערך פסיפס של מנועי בינה מלאכותית". כמו במקרה של Zen או RDNA, גם כאן מתרחש פיתוח: כבר יש לנו XDNA מהדור הראשון, ודי לאחרונה הם הוציאו עדכון לארכיטקטורת XDNA 2.
הבסיס לפעולת רשתות עצביות הוא זרימת הנתונים משכבה אחת של נוירונים לאחרת. נניח שיש כמה שכבות של נוירונים, כאשר כל "נקודה" מבצעת פונקציה חישובית כלשהי - למשל, כפל מטריצה או קונבולציה, ואז הנתונים מועברים לנוירון הבא לעיבוד. יש די הרבה תלות רציפה מרמה לרמה. כדי לעקוב אחר זה, ארכיטקטורת מנוע ה-Ryzen AI פועלת כארכיטקטורת זרימת נתונים אדפטיבית שבה היא יכולה למעשה להשתמש במערך גדול של חישובים ולהעביר נתונים ביעילות ממערך למערך. זה יכול להיעשות מבלי לגשת לזיכרון חיצוני או אפילו מטמון, שלעתים קרובות צורך יותר חשמל וגורם להשהייה ארוכה יותר.
AMD פיתחה ארכיטקטורת XDNA חדשה על מנת לספק צפיפות מקסימלית של חישובים מבלי לבזבז הרבה אנרגיה ומשאבים. בארכיטקטורת XDNA, אנו יכולים לראות שמנגנוני IA או AI Engine מאורגנים בצורה של מטריצת פסיפס.
הפסיפס עצמו מורכב מהאלמנטים הבאים:
- מעבד וקטור VLIW
- מעבד RISC Scalar
- זיכרון מקומי לאחסון נתונים, הפעלות ומקדמים
- נתונים מקומיים
ארכיטקטורות קונבנציונליות משתמשות בדרך כלל במטמונים כדי לאחזר נתונים חוזרים, אבל זה לא המקרה עם XDNA. במקרה זה, המעבד העצבי NPU משתמש בזיכרון משלו ובזרם נתונים משלו כדי לפעול בצריכת חשמל נמוכה, שכן גישה למטמון מגדילה את צריכת החשמל של המעבד.
המעבדים הווקטוריים שאנו רואים בכל פרוסה, או פסיפס, משמשים ללמידת מכונה ויישומי עיבוד אותות מתקדמים. הם מבטיחים שכל מנוע AI יפעל בתדר של יותר מ-1,3 GHz. זה מה שמבטיח תכונות יעילות, ביצועים והשהייה נמוכה. במילים פשוטות, הפרודוקטיביות תגדל, וצריכת החשמל של המעבדים תישאר ברמה נמוכה.
מעבד סקלארי הוא סוג פשוט של מיקרו-מעבד. מעבד זה מעבד רכיב נתונים אחד לכל הוראה (רכיבי נתונים טיפוסיים יכולים להיות מספרים שלמים או מספרי נקודה צפה). במעבדים וקטוריים, בניגוד למעבדים סקלרים, הוראה אחת עובדת עם מספר אלמנטים של נתונים. בארכיטקטורת AMD XDNA החדשה, מעבד סקלארי RISC ישמש עבור מצבי חיבור וניהול סוגי נתונים.
הופעת הבכורה של ארכיטקטורת XDNA החדשה של AMD כבר התרחשה עם ה-Ryzen 7040, שהוצג בינואר 2023.
הדגמים של קו זה מיוצרים על פי נורמות טכנולוגיות של 4 ננומטר FinFET, משתמשים בעד 8 ליבות מחשוב עם ארכיטקטורת Zen 4, וגם קיבלו גרפיקה משולבת RDNA3 חזקה למדי. בנוסף, היה זה AMD Ryzen 7040 שהפך למעבדים הראשונים של היצרן עם יחידת חומרה להאצת חישובים עם אלגוריתמים הקשורים לבינה מלאכותית. מנוע הבינה המלאכותית נקרא Ryzen AI ומבוסס על ארכיטקטורת ה-XDNA הניתנת להרחבה.
סדרת השבבים הניידים של פיניקס בתחילת הדרך כוללת שלושה דגמים - Ryzen 8 9HS 7940 ליבות (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) ו-6 ליבות Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 GHz). לכל השבבים יש מאגר מטמון L3 בקיבולת של 16 מגה-בייט ומטמון L2 של 1 מגה-בייט לכל ליבה. TDP שצוין של כל המעבדים ניתן להגדרה בתוך 35-54 W.
היא משתמשת בעבודה של Xilinx, שרכישתה הושלמה בתחילת השנה שעברה ועלתה ל-AMD כמעט 50 מיליארד דולר. כך שיחידת ה-Ryzen AI המשולבת יכולה להיחשב לעבודה המעשית הראשונה של הצוות המחוזק לפתרונות צרכנים.
קרא גם: האם כולנו נהפוך להולוגרמות? פיתוח הולוגרפיה מתיאוריה לפרקטיקה
יתרונות XDNA
חברת AMD עצמה מתמקדת בארבעה יתרונות של ארכיטקטורת ה-XDNA החדשה. קודם כל, הודות לארכיטקטורה החדשה, ניתן לתכנת ולהרכיב את ה-NPU תוך דקות. בנוסף, זה מקל על זרימת העבודה עבור מפתחי למידת מכונה והופך את עיבוד הנתונים עבור AI ליעיל יותר.
כדאי גם להבין שיש יתרון דטרמיניסטי, כלומר קשר הדוק יותר וקביעה הדדית של כל התופעות והתהליכים. המפתחים אומרים שמנגנוני הגישה לזיכרון ישיר (DMA) מקצים בעצמם נתונים וזיכרון הוראות באמצעות חיבור למות. זה יאפשר למעבד לעבוד בצורה יעילה יותר.
הארכיטקטורה עצמה עובדת בצורה יעילה יותר, מכיוון שהמעבד הנוירו-NPU מספק צפיפות חישוב גבוהה ויעילות אנרגטית מעולה. כלומר, הנוכחות של מעבד העצב NPU תהיה הבסיס לפיתוח של Windows 12 החדש. כלומר, AMD משחררת ארכיטקטורה חדשה עבור מעבדי Ryzen לעתיד.
היתרון הגדול ביותר של הארכיטקטורה החדשה הוא יכולת ההרחבה שלה. מכיוון שמטריצות דו-ממדיות המורכבות ממנגנוני בינה מלאכותית מאפשרות שינוי קנה מידה מעשרות למאות אריחים במכשיר בודד. זה באמת עליית מדרגה ענקית בביצועי המעבד.
מעניין גם: על מחשבים קוונטיים במילים פשוטות
אבל איך AMD הצליחה ליישם זאת בפרק זמן כה קצר?
התשובה לכך פשוטה למדי: רכישת Xilinx. הרשו לי להזכיר לכם כי בפברואר 2022 השלימה AMD את רכישת חברת Xilinx האמריקאית תמורת 50 מיליארד דולר מטורפים. זוהי העסקה הגדולה ביותר אי פעם בתחום המיקרו-מעגלים. עם הרכישה הספציפית הזו, AMD מתרחבת מעבר לתחום המעבדים וה-GPU שלה עם פורטפוליו גדול של שבבים מתוכנתים מחדש.
AMD XDNA תהיה בעצם ארכיטקטורת ה-IP של Xilinx עבור מסגרות FPGA כדי להאיץ יישומי בינה מלאכותית. הטכנולוגיה כבר הייתה קיימת, AMD רק רצתה ליישם אותה במעבדים ניידים או APUs המוניים.
עד כה, AMD מדברת רק על ה-Ryzen 8040 החדש עם ארכיטקטורת XDNA 3, מכיוון שהם עדיין לא הוצגו. הם עדיין לא יצאו לשוק, ולא ראינו טבלאות עם דגמים או אפשרויות שונות. יתרה מכך, הם אפילו לא מפורסמים באתר הרשמי של החברה.
המוצר האחרון של AMD בשוק הוא Ryzen 7040, בו אנו רואים גרסאות "HS" וכמה חריגים מסוג "HX". דגמי HS משלבים יעילות וביצועים, ומבחינה היסטורית ראינו H או HX להספק מרבי.
AMD שינתה מסלול בקו המעבדים הניידים שלה, ביטלה את H ו-HX, והותירה רק מקום ל-HS ו-U. יתרה מכך, המותג כמעט ולא משחרר את AMD Ryzen 3, לכל היותר, אנחנו רואים רק שבב בשם AMD Ryzen 3 7320U, כלום יותר!
מבחינת מאפיינים טכניים, מעבדי AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) החדשים קרובים לשבבי Ryzen 7040 (Phoenix) הנוכחיים. הם יקבלו גם עד שמונה ליבות Zen 4 עם תמיכה בטכנולוגיית SMT ותדר חיזוק של עד 5,2 גיגה-הרץ, כמו גם יחידת גרפיקה Radeon 740M/760M/780M בארכיטקטורת RDNA מהדור השלישי.
לפי שמועות, החברה הכינה שלושה קווים נפרדים של Ryzen 8040, הנבדלים זה מזה מבחינת TDP: Ryzen 8x45HS (35-54 W), Ryzen 8x40HS (20-30 W) ו-Ryzen 8x40U (15-30 W). מעניין לציין כי הדגמים הצעירים חסרים את יחידת ה-NPU עבור פעולות בינה מלאכותית והם כנראה בנויים על השבב המעודכן של Phoenix2. יחידת ה-NPU עצמה, אם להאמין ל-AMD, שופרה ומספקת כעת 40% יותר ביצועים.
ליסה סו, נשיאת AMD, הבטיחה שהמכשירים הראשונים במעבדי AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) יימכרו עד סוף הרבעון הראשון של 2024.
מעניין גם: מאדים טרפורמר: האם כוכב הלכת האדום יכול להפוך לכדור הארץ חדש?
חלופה ל-AMD XDNA: האי הכוח הנמוך של אינטל
בעוד AMD מתמקדת ב-NPU שלה, שכולל את כל האלמנטים, אינטל מעדיפה לחלק את השבב ל-4 חלקים (גרפיקה, SoC, I/O ומחשוב). החלק שאנו מעוניינים בו, ואשר יכול להתחרות ב-AMD XDNA, נמצא בתוך אריח ה-IO ונקרא Low Power Island.
באי כוח נמוך אנו מוצאים את הדברים הבאים:
- מעבד עצבי NPU
- בקר זיכרון
- שתי ליבות אלקטרוניות בעלות הספק נמוך
- מעבד תשתית IPU
- מנוע מולטימדיה
- מעביר מסך
- מעבד PUNIT
- בד ניתן להרחבה
לא רק זה, אינטל כוללת בפסיפס ה-SoC את מה שנקרא E-Cores Low Power Island (LP), שמטרתו לחסוך באנרגיה. הגרעינים האלה עוזרים למנהל השרשורים להפעיל תהליכים קלים ומשימות רקע.
תכונה זו חדשה במעבדי Core Ultra של Intel למחשבים ניידים, שהוצגו גם הם בדצמבר 2023. אנחנו יכולים למצוא את הצ'יפס האלה בחנויות, ומחירם, כביכול, לא מאוד פופולרי. ובכן, נראה ש"מפלגת הבינה המלאכותית" הולכת להעלות את מחיר השבבים.
מעניין גם: יקום: חפצי החלל יוצאי הדופן ביותר
ו-AMD XDNA 2?
אני חושב שמעניין לזכור שרק לפני חודשיים הכריזה AMD על XDNA 2. האם אתה יכול לדמיין את Ryzen עם Zen 2 ו-Zen 5 מגיעים באותה שנה? אולי משהו דומה יקרה עם AMD Ryzen 6 ו-8040.
בשנת 2024, AMD Ryzen 8040 עדיין לא הופיע. אבל באותה גאלה של Advancing AI, מפתחי AMD כבר הכריזו על מעבדי Strix Point חדשים המבוססים על Zen 5, שיגיעו עם ארכיטקטורת XDNA 2 החדשה. אם לא הספקנו לבדוק את AMD Ryzen Hawk Point, תארו לעצמכם מה אנחנו יכולים לספר אתה לגבי XDNA 2: כלום. כן, ה-AMD Ryzen 7040 מצויד ב-XDNA, אבל עם פחות NPUs מאשר ה-Ryzen 8040, כך שאנחנו אפילו לא יכולים לנחש עד שהמעבדים החדשים יגיעו.
במצגת טענו המפתחים שהמעבד בארכיטקטורה החדשה חזק פי 3 מ-XDNA, אבל אנחנו לא יודעים כמה עוצמתית ארכיטקטורת ה-NPU המוזכרת, אז אנחנו יכולים רק לקבל את המילה שלהם. אני מקווה ש-AMD לא מנפחת את המספרים למטרות שיווק, כי הם ניסו לקחת את הכתר מאינטל בעבר, אבל אפילו לא התקרבו בגזרה הזו. בשולחן העבודה, הדברים היו שונים.
קרא גם: טלסקופ החלל ג'יימס ווב: 10 מטרות לצפייה
האם ניתן להשתמש בארכיטקטורת XDNA החדשה למשחקים?
זה עדיין לא ברור, אבל אלא אם הם הכריזו על כך בקול תרועה רמה... נראה שלא נוכל להשתמש בארכיטקטורת XDNA החדשה למשחקים. אחרת, הם היו צועקים על זה מיד, לאור המאמצים של AMD לכבוש את עולם המשחקים. הכל מכוון ליישומי למידת מכונה עסקית ו-AI, אלא אם למנוע הגרפי יש בינה מלאכותית לעבוד איתה. שם, תחום היישום גדול מאוד בימינו.
אולי עם הזמן הכל ישתנה. אנחנו נחכה לפרטים חדשים על XDNA ובהחלט נספר לכם על הכל.
קרא גם: