새로운 AMD XDNA 아키텍처를 통해 미래의 Ryzen 프로세서에서 인공 지능 알고리즘을 최대한 효율적으로 실행할 수 있습니다.
최근에는 그걸 눈치 채기 힘들어요 AMD 이제 Ryzen에 내장된 XDNA와 유명한 NPU 마이크로프로세서를 과대평가합니다. 이해할 수 있습니다. 회사는이 틈새 시장에서 자신의 자리를 찾고 싶어합니다. 결국 AI는 이제 PC, 태블릿, 노트북을 포함한 모든 장치에 나타납니다.
프로세서용 아키텍처로 RDNA와 Zen이 이미 충분했다면 2023년에 XDNA라는 또 다른 아키텍처가 탄생했습니다. AMD는 미래의 Ryzen 프로세서에서 인공 지능 알고리즘을 최대한 효율적으로 실행할 GPU, CPU 및 NPU를 위한 새로운 아키텍처 개발을 시작하기로 결정했습니다. 실제로 이러한 구성 요소가 동일한 칩에 배치되는 것을 볼 수 있습니다. 프로세서를 위한 새로운 XDNA 아키텍처를 자세히 살펴보겠습니다. AMD의 라이젠.
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AMD XDNA란 무엇입니까?
AMD XDNA는 인공 지능의 특정 작업을 담당하는 칩인 AMD Ryzen 프로세서의 NPU를 지원하는 아키텍처입니다. AMD는 이를 "인공지능 엔진의 모자이크 배열로 구성된 공간 데이터 스트림 NPU 아키텍처"로 정의합니다. Zen이나 RDNA의 경우와 마찬가지로 여기에서도 개발이 진행되고 있습니다. 우리는 이미 2세대 XDNA를 보유하고 있으며 최근 XDNA 아키텍처 업데이트를 출시했습니다.
신경망 작동의 기본은 뉴런의 한 계층에서 다른 계층으로의 데이터 흐름입니다. 각 "점"이 일부 계산 기능(예: 행렬 곱셈 또는 컨볼루션)을 수행하고 데이터가 처리를 위해 다음 뉴런으로 전달되는 여러 레이어의 뉴런이 있다고 가정합니다. 레벨마다 순차적 의존성이 상당히 많습니다. 이를 따르기 위해 Ryzen AI 엔진 아키텍처는 실제로 대규모 계산 배열을 사용하고 배열에서 배열로 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 적응형 데이터 흐름 아키텍처로 작동합니다. 이는 외부 메모리나 캐시에 액세스하지 않고도 수행할 수 있으며, 이로 인해 더 많은 전력을 소비하고 지연 시간이 길어지는 경우가 많습니다.
AMD는 많은 에너지와 자원을 소비하지 않고 최대의 계산 밀도를 제공하기 위해 새로운 XDNA 아키텍처를 개발했습니다. XDNA 아키텍처에서는 IA 또는 AI 엔진 메커니즘이 모자이크 매트릭스 형태로 구성되어 있음을 볼 수 있습니다.
모자이크 자체는 다음 요소로 구성됩니다.
- VLIW 벡터 프로세서
- 스칼라 RISC 프로세서
- 데이터, 활성화 및 계수를 저장하기 위한 로컬 메모리
- 로컬 데이터
기존 아키텍처는 일반적으로 캐시를 사용하여 반복적인 데이터를 검색하지만 XDNA의 경우는 그렇지 않습니다. 이 경우 신경 프로세서 NPU는 자체 메모리와 자체 데이터 스트림을 사용하여 낮은 전력 소비로 작동합니다. 캐시에 액세스하면 프로세서의 전력 소비가 증가하기 때문입니다.
각 슬라이스 또는 모자이크에서 볼 수 있는 벡터 프로세서는 기계 학습 및 고급 신호 처리 애플리케이션에 사용됩니다. 이는 각 AI 엔진이 1,3GHz 이상의 주파수에서 작동하도록 보장합니다. 이것이 효율적인 기능, 성능 및 낮은 대기 시간을 보장하는 것입니다. 간단히 말해서 생산성은 향상되고 프로세서의 전력 소비는 낮은 수준으로 유지됩니다.
스칼라 프로세서는 마이크로프로세서의 간단한 클래스입니다. 이 프로세서는 명령어당 하나의 데이터 요소를 처리합니다(일반적인 데이터 요소는 정수 또는 부동 소수점 숫자일 수 있음). 벡터 프로세서에서는 스칼라 프로세서와 달리 하나의 명령이 여러 데이터 요소와 함께 작동합니다. 새로운 AMD XDNA 아키텍처에서는 연결 모드 및 데이터 유형 관리에 RISC 스칼라 프로세서가 사용됩니다.
새로운 AMD XDNA 아키텍처의 데뷔는 이미 7040년 2023월에 출시된 Ryzen 에서 이루어졌습니다.
이 라인의 모델은 4nm FinFET 기술 표준에 따라 제조되었으며 Zen 8 아키텍처에서 최대 4개의 컴퓨팅 코어를 사용하며 매우 강력한 통합 RDNA3 그래픽도 받았습니다. 또한, 인공지능 관련 알고리즘으로 계산을 가속화하는 하드웨어 유닛을 탑재한 제조사 최초의 프로세서가 된 것도 AMD 라이젠 7040이었다. AI 엔진은 Ryzen AI라고 하며 확장 가능한 XDNA 아키텍처를 기반으로 합니다.
Phoenix 모바일 칩 시리즈에는 8코어 Ryzen 9 7940HS(8/16, 4,0/5,2GHz), Ryzen 7 7840HS(8/16, 3,8/5,1GHz) 및 6코어 Ryzen 5 7640HS의 세 가지 모델이 포함됩니다. (6/12; 4,3/5,0GHz). 모든 칩에는 3MB 용량의 L16 캐시 버퍼와 코어당 2MB의 L1 캐시가 있습니다. 모든 CPU의 지정된 TDP는 35-54W 범위에서 구성 가능합니다.
AMD가 지난해 초 인수를 완료하고 약 50억 달러에 달하는 Xilinx의 작업을 사용하므로 통합 Ryzen AI 유닛은 강화된 소비자 솔루션 팀의 첫 번째 실제 작업으로 간주될 수 있습니다.
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XDNA의 장점
AMD 회사 자체는 새로운 XDNA 아키텍처의 네 가지 장점에 중점을 두고 있습니다. 우선, 새로운 아키텍처 덕분에 NPU를 몇 분 안에 프로그래밍하고 컴파일할 수 있습니다. 또한, 머신러닝 개발자의 워크플로를 간소화하고 AI를 위한 데이터 처리를 더욱 효율적으로 만듭니다.
결정론적 이점, 즉 모든 현상과 프로세스의 긴밀한 관계와 상호 결정이 있다는 것도 이해하는 것이 좋습니다. 개발자들은 DMA(직접 메모리 액세스) 메커니즘 자체가 다이-다이 연결을 사용하여 데이터와 명령 메모리를 할당한다고 말합니다. 이렇게 하면 프로세서가 보다 효율적으로 작동할 수 있습니다.
NPU 신경프로세서가 높은 계산 밀도와 뛰어난 에너지 효율성을 제공하기 때문에 아키텍처 자체가 더 효율적으로 작동합니다. 즉, NPU 뉴로프로세서의 존재는 새로운 Windows 12 개발의 기반이 될 것입니다. 즉, AMD는 향후 Ryzen 프로세서를 위한 새로운 아키텍처를 출시할 예정입니다.
새로운 아키텍처의 가장 큰 장점은 확장성입니다. 인공 지능 메커니즘으로 구성된 2D 매트릭스를 사용하면 단일 장치에서 수십에서 수백 개의 타일을 확장할 수 있기 때문입니다. 이는 프로세서 성능 면에서 정말 큰 발전입니다.
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그런데 AMD는 어떻게 그렇게 짧은 시간에 이를 구현했을까요?
이에 대한 대답은 매우 간단합니다. Xilinx 인수입니다. 2022년 50월 AMD는 미국 기업인 Xilinx를 억 달러에 인수했는데, 이는 초소형 회로 분야 사상 최대 규모의 거래입니다. 이번 인수를 통해 AMD는 재프로그래밍된 칩의 대규모 포트폴리오를 통해 CPU 및 GPU의 영역을 넘어 확장하고 있습니다.
AMD XDNA는 본질적으로 인공 지능 애플리케이션을 가속화하기 위한 FPGA 프레임워크용 Xilinx의 IP 아키텍처가 될 것입니다. 이 기술은 이미 존재했고, AMD는 이를 휴대용 프로세서나 대량 APU에 구현하고 싶었습니다.
지금까지 AMD는 XDNA 8040 아키텍처를 갖춘 새로운 Ryzen 3에 대해서만 이야기하고 있습니다. 왜냐하면 아직 발표되지 않았기 때문입니다. 아직 시장에 출시되지 않았고, 다양한 모델이나 옵션이 포함된 테이블도 본 적이 없습니다. 게다가 회사 공식 홈페이지에는 광고조차 하지 않는다.
시장에 나와 있는 AMD의 최신 제품은 Ryzen 7040으로, "HS" 변형과 일부 "HX" 예외가 있습니다. HS 모델은 효율성과 성능을 결합하며, 역사적으로 우리는 최대 전력을 위해 H 또는 HX를 보아왔습니다.
AMD는 휴대용 프로세서 라인의 경로를 변경하여 H와 HX를 제거하고 HS와 U를 위한 공간만 남겨 두었습니다. 또한 브랜드는 실제로 AMD Ryzen 3를 출시하지 않으며 기껏해야 AMD Ryzen 3 7320U라는 칩만 볼 수 있습니다. 더!
기술적 특성 측면에서 새로운 AMD Ryzen 8040(Hawk Point) 프로세서는 현재 Ryzen 7040(Phoenix) 칩에 가깝습니다. 또한 SMT 기술과 최대 4GHz의 부스트 주파수를 지원하는 최대 5,2개의 Zen 740 코어와 760세대 RDNA 아키텍처의 Radeon 780M/3M/M 그래픽 장치를 받게 됩니다.
소문에 따르면 이 회사는 TDP 측면에서 Ryzen 8040x8HS(45-35W), Ryzen 54x8HS(40-20W) 및 Ryzen 30x8U(40-15W)의 세 가지 별도 Ryzen 30 라인을 준비했습니다. 흥미롭게도 최신 모델에는 AI 작업을 위한 NPU 장치가 부족하며 아마도 업데이트된 Phoenix2 칩을 기반으로 구축되었을 것입니다. AMD의 주장에 따르면 NPU 장치 자체는 개선되어 이제 40% 더 많은 성능을 제공합니다.
AMD의 사장인 Lisa Su는 AMD Ryzen 8040(Hawk Point) 프로세서의 첫 번째 장치가 2024년 분기 말까지 판매될 것이라고 약속했습니다.
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AMD XDNA의 대안: Intel의 Low Power Island
AMD는 모든 요소를 포함하는 NPU에 중점을 두는 반면, Intel은 칩을 4개 부분(그래픽, SoC, I/O 및 컴퓨팅)으로 나누는 것을 선호합니다. 우리가 관심을 갖고 AMD XDNA와 경쟁할 수 있는 부분은 IO 타일 내부에 있으며 Low Power Island라고 합니다.
Low Power Island에서는 다음을 찾을 수 있습니다.
- 신경프로세서 NPU
- 메모리 컨트롤러
- 저전력 전자 코어 2개
- 인프라 프로세서 IPU
- 멀티미디어 엔진
- 스크린 무버
- PUNIT 마이크로프로세서
- 확장 가능한 패브릭
뿐만 아니라 인텔은 에너지 절약을 목표로 SoC 모자이크에 소위 E-Cores LP(저전력 아일랜드)를 포함합니다. 이러한 커널은 스레드 디렉터가 가벼운 프로세스와 백그라운드 작업을 실행하는 데 도움이 됩니다.
이 기능은 2023년 월에 출시된 Intel Core Ultra 노트북 프로세서의 새로운 기능입니다. 우리는 매장에서 이러한 칩을 찾을 수 있으며 가격은 말하자면 그다지 인기가 없습니다. 글쎄요, '인공지능 정당'이 칩 가격을 올릴 것 같습니다.
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그리고 AMD XDNA 2는요?
불과 2개월 전에 AMD가 XDNA 2를 발표했다는 사실을 기억하는 것이 흥미롭다고 생각합니다. Zen 5와 Zen 6이 탑재된 Ryzen이 같은 해에 나올 것이라고 상상할 수 있습니까? 아마도 AMD Ryzen 8040 및 9040에서도 비슷한 일이 일어날 것입니다.
2024년에는 AMD Ryzen 8040이 아직 등장하지 않았습니다. 그러나 동일한 Advancing AI 갈라에서 AMD 개발자는 이미 새로운 XDNA 5 아키텍처와 함께 제공될 Zen 2 기반의 새로운 Strix Point 프로세서를 발표했습니다. AMD Ryzen Hawk Point를 테스트하지 못했다면 무엇을 알 수 있는지 상상해 보십시오. XDNA 2에 대해 알려주세요. 아무것도 아닙니다. 예, AMD Ryzen 7040에는 XDNA가 장착되어 있지만 Ryzen 8040보다 NPU가 적기 때문에 새 프로세서가 도착할 때까지 추측조차 할 수 없습니다.
프레젠테이션에서 개발자들은 새로운 아키텍처의 프로세서가 XDNA보다 3배 더 강력하다고 주장했지만 언급된 NPU 아키텍처가 얼마나 강력한지 모르기 때문에 그들의 말만 받아들일 수 있습니다. 나는 AMD가 마케팅 목적으로 수치를 부풀리지 않기를 바랍니다. 왜냐하면 그들은 이전에 Intel로부터 왕좌를 빼앗으려고 노력했지만 이 분야에서는 근접하지도 못했기 때문입니다. 데스크톱에서는 상황이 달랐습니다.
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새로운 XDNA 아키텍처를 게임에 사용할 수 있습니까?
아직 확실하지는 않지만, 많은 팡파르로 발표하지 않는 한… 게임에 새로운 XDNA 아키텍처를 사용할 수 없을 것 같습니다. 그렇지 않았다면 게임 세계를 정복하려는 AMD의 노력을 고려하면 그들은 즉시 비명을 질렀을 것입니다. 그래픽 엔진에 인공 지능이 작동하지 않는 한 모든 것은 비즈니스 및 AI 기계 학습 애플리케이션을 목표로 합니다. 오늘날에는 응용 분야가 매우 넓습니다.
아마도 시간이 지나면 모든 것이 바뀔 것입니다. 우리는 XDNA에 대한 새로운 세부 사항을 기다리고 모든 것에 대해 확실히 알려줄 것입니다.
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