สถาปัตยกรรม AMD XDNA ใหม่จะทำให้สามารถรันอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดบนโปรเซสเซอร์ Ryzen ในอนาคต
เมื่อเร็ว ๆ นี้มันยากที่จะไม่สังเกตเห็นสิ่งนั้น เอเอ็มดี กระแส XDNA และไมโครโปรเซสเซอร์ NPU อันโด่งดังตอนนี้อยู่ใน Ryzen แล้ว เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ - บริษัท ต้องการค้นหาตำแหน่งในช่องนี้ ท้ายที่สุดแล้ว AI ก็ปรากฏบนอุปกรณ์ทุกประเภท รวมถึงพีซี แท็บเล็ต และแล็ปท็อป
หากเรามี RDNA และ Zen เป็นสถาปัตยกรรมสำหรับโปรเซสเซอร์เพียงพอแล้ว ในปี 2023 จะมีอีกสถาปัตยกรรมหนึ่งเกิดขึ้นที่เรียกว่า XDNA AMD ได้ตัดสินใจที่จะเริ่มการพัฒนาสถาปัตยกรรมใหม่สำหรับ GPU, CPU และ NPU ที่จะใช้อัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดบนโปรเซสเซอร์ Ryzen ในอนาคต ที่จริงแล้วเราจะเห็นว่าส่วนประกอบเหล่านี้จะถูกวางไว้บนชิปตัวเดียวกัน มาดูสถาปัตยกรรม XDNA ใหม่สำหรับโปรเซสเซอร์กันดีกว่า ไรเซอร์จากเอเอ็มดี.
อ่าน: ทุกอย่างเกี่ยวกับชิป Neuralink Telepathy: คืออะไรและทำงานอย่างไร
เอเอ็มดี XDNA คืออะไร?
AMD XDNA เป็นสถาปัตยกรรมที่รองรับ NPU ของโปรเซสเซอร์ AMD Ryzen ซึ่งชิปมีหน้าที่รับผิดชอบงานเฉพาะของปัญญาประดิษฐ์ AMD ให้คำนิยามว่าเป็น "สถาปัตยกรรม NPU สตรีมข้อมูลเชิงพื้นที่ซึ่งประกอบด้วยอาร์เรย์โมเสกของกลไกปัญญาประดิษฐ์" เช่นเดียวกับในกรณีของ Zen หรือ RDNA การพัฒนาก็เกิดขึ้นที่นี่: เรามี XDNA ของรุ่นแรกอยู่แล้วและเมื่อไม่นานมานี้ก็มีการเปิดตัวการอัปเดตสถาปัตยกรรม XDNA 2
พื้นฐานของการทำงานของโครงข่ายประสาทเทียมคือการไหลของข้อมูลจากเซลล์ประสาทชั้นหนึ่งไปยังอีกชั้นหนึ่ง สมมติว่ามีเซลล์ประสาทหลายชั้น โดยที่ "จุด" แต่ละจุดทำหน้าที่คำนวณบางอย่าง เช่น การคูณเมทริกซ์หรือการบิด จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปยังเซลล์ประสาทถัดไปเพื่อประมวลผล มีการพึ่งพาตามลำดับค่อนข้างมากจากระดับหนึ่งไปอีกระดับ เพื่อปฏิบัติตามนี้ สถาปัตยกรรมเอ็นจิ้น Ryzen AI ทำงานเป็นสถาปัตยกรรมกระแสข้อมูลแบบปรับเปลี่ยนได้ ซึ่งจริงๆ แล้วสามารถใช้การประมวลผลจำนวนมากและถ่ายโอนข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพจากอาเรย์หนึ่งไปอีกอาเรย์ ซึ่งสามารถทำได้โดยไม่ต้องเข้าถึงหน่วยความจำภายนอกหรือแม้แต่แคช ซึ่งมักจะใช้พลังงานมากกว่าและส่งผลให้เวลาแฝงนานขึ้น
AMD ได้พัฒนาสถาปัตยกรรม XDNA ใหม่เพื่อให้การคำนวณมีความหนาแน่นสูงสุดโดยไม่ต้องใช้พลังงานและทรัพยากรมากนัก ในสถาปัตยกรรม XDNA เราจะเห็นว่ากลไก IA หรือ AI Engine ได้รับการจัดระเบียบในรูปแบบของเมทริกซ์โมเสค
โมเสกนั้นประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:
- โปรเซสเซอร์เวกเตอร์ VLIW
- โปรเซสเซอร์สเกลาร์ RISC
- หน่วยความจำภายในสำหรับการจัดเก็บข้อมูล การเปิดใช้งาน และค่าสัมประสิทธิ์
- ข้อมูลท้องถิ่น
สถาปัตยกรรมทั่วไปมักจะใช้แคชเพื่อดึงข้อมูลที่ซ้ำกัน แต่ไม่ใช่กับ XDNA ในกรณีนี้ NPU ของตัวประมวลผลประสาทจะใช้หน่วยความจำของตัวเองและสตรีมข้อมูลของตัวเองเพื่อทำงานโดยใช้พลังงานต่ำ เนื่องจากการเข้าถึงแคชจะเพิ่มการใช้พลังงานของโปรเซสเซอร์
ตัวประมวลผลเวกเตอร์ที่เราเห็นในแต่ละชิ้นหรือโมเสกนั้นใช้สำหรับการเรียนรู้ของเครื่องและแอปพลิเคชันการประมวลผลสัญญาณขั้นสูง รับประกันว่าเอ็นจิ้น AI แต่ละตัวจะทำงานที่ความถี่มากกว่า 1,3 GHz นี่คือสิ่งที่รับประกันคุณสมบัติที่มีประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพ และความหน่วงต่ำ กล่าวง่ายๆ ก็คือ ประสิทธิภาพการทำงานจะเพิ่มขึ้น และการใช้พลังงานของโปรเซสเซอร์จะยังคงอยู่ในระดับต่ำ
โปรเซสเซอร์สเกลาร์เป็นไมโครโปรเซสเซอร์คลาสอย่างง่าย โปรเซสเซอร์นี้ประมวลผลองค์ประกอบข้อมูลหนึ่งรายการต่อคำสั่ง (องค์ประกอบข้อมูลทั่วไปอาจเป็นจำนวนเต็มหรือตัวเลขทศนิยม) ในตัวประมวลผลแบบเวกเตอร์ ต่างจากตัวประมวลผลแบบสเกลาร์ คำสั่งเดียวทำงานกับองค์ประกอบข้อมูลหลายตัว ในสถาปัตยกรรม AMD XDNA ใหม่ โปรเซสเซอร์สเกลาร์ RISC จะใช้สำหรับโหมดการเชื่อมต่อและการจัดการประเภทข้อมูล
การเปิดตัวสถาปัตยกรรม AMD XDNA ใหม่เกิดขึ้นแล้วกับ Ryzen 7040 ซึ่งนำเสนอในเดือนมกราคม 2023
รุ่นของสายนี้ผลิตขึ้นตามมาตรฐานเทคโนโลยี FinFET 4 นาโนเมตร ใช้คอร์ประมวลผลสูงสุด 8 คอร์พร้อมสถาปัตยกรรม Zen 4 และยังได้รับกราฟิก RDNA3 ในตัวที่ทรงพลังทีเดียว นอกจากนี้ยังเป็น AMD Ryzen 7040 ที่กลายเป็นโปรเซสเซอร์ตัวแรกของผู้ผลิตที่มีหน่วยฮาร์ดแวร์สำหรับเร่งการคำนวณด้วยอัลกอริธึมที่เกี่ยวข้องกับปัญญาประดิษฐ์ เอ็นจิ้น AI เรียกว่า Ryzen AI และใช้สถาปัตยกรรม XDNA ที่ปรับขนาดได้
ชิปมือถือซีรีส์ Phoenix ในตอนเริ่มต้นมีสามรุ่น ได้แก่ 8-core Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) และ 6-core Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 กิกะเฮิร์ตซ์) ชิปทั้งหมดมีแคชบัฟเฟอร์ L3 ที่มีความจุ 16 MB และแคช L2 1 MB ต่อคอร์ TDP ที่ระบุของ CPU ทั้งหมดสามารถกำหนดค่าได้ภายใน 35-54 W
ใช้ผลงานของ Xilinx ซึ่งการเข้าซื้อกิจการเสร็จสิ้นเมื่อต้นปีที่แล้วและมีค่าใช้จ่าย AMD เกือบ 50 พันล้านดอลลาร์ ดังนั้นหน่วย Ryzen AI แบบรวมจึงถือเป็นงานภาคปฏิบัติครั้งแรกของทีมที่แข็งแกร่งขึ้นสำหรับโซลูชั่นผู้บริโภค
อ่าน: เราทุกคนจะกลายเป็นโฮโลแกรมหรือไม่? การพัฒนาภาพสามมิติจากทฤษฎีสู่การปฏิบัติ
ข้อดีของ XDNA
บริษัท AMD มุ่งเน้นไปที่ข้อดีสี่ประการของสถาปัตยกรรม XDNA ใหม่ ก่อนอื่นเลย ต้องขอบคุณสถาปัตยกรรมใหม่ที่ทำให้ NPU สามารถตั้งโปรแกรมและคอมไพล์ได้ภายในไม่กี่นาที นอกจากนี้ยังทำให้เวิร์กโฟลว์สำหรับนักพัฒนาแมชชีนเลิร์นนิงง่ายขึ้น และทำให้การประมวลผลข้อมูลสำหรับ AI มีประสิทธิภาพมากขึ้น
นอกจากนี้ยังควรทำความเข้าใจด้วยว่ามีข้อได้เปรียบที่กำหนดได้นั่นคือความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้นและความมุ่งมั่นร่วมกันของปรากฏการณ์และกระบวนการทั้งหมด นักพัฒนากล่าวว่ากลไกการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA) เองก็จัดสรรข้อมูลและหน่วยความจำคำสั่งโดยใช้การเชื่อมต่อแบบตายตัว สิ่งนี้จะทำให้โปรเซสเซอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ตัวสถาปัตยกรรมเองทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากตัวประมวลผลทางประสาท NPU ให้ความหนาแน่นในการคำนวณสูงและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีเยี่ยม กล่าวคือ การมีอยู่ของ NPU neuroprocessor จะเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนา Windows 12 ใหม่ นั่นคือ AMD กำลังเปิดตัวสถาปัตยกรรมใหม่สำหรับโปรเซสเซอร์ Ryzen ในอนาคต
ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของสถาปัตยกรรมใหม่คือความสามารถในการปรับขนาดได้ เนื่องจากเมทริกซ์ 2 มิติที่ประกอบด้วยกลไกปัญญาประดิษฐ์ทำให้สามารถขยายขนาดตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยไทล์บนอุปกรณ์เครื่องเดียว นี่เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพโปรเซสเซอร์อย่างมาก
ที่น่าสนใจเช่นกัน: เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมง่ายๆ
แต่ AMD จัดการเรื่องนี้ได้อย่างไรในระยะเวลาอันสั้นเช่นนี้?
คำตอบนั้นค่อนข้างง่าย: การเข้าซื้อกิจการของ Xilinx ฉันขอเตือนคุณว่าในเดือนกุมภาพันธ์ 2022 AMD เสร็จสิ้นการเข้าซื้อกิจการ Xilinx บริษัทอเมริกันด้วยมูลค่า 50 พันล้านดอลลาร์ นี่เป็นข้อตกลงที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาในด้านไมโครวงจร ด้วยการซื้อกิจการครั้งนี้ AMD กำลังขยายขอบเขตไปไกลกว่าการจำหน่ายซีพียูและ GPU ด้วยพอร์ตโฟลิโอชิปที่ตั้งโปรแกรมใหม่จำนวนมาก
โดยพื้นฐานแล้ว AMD XDNA จะเป็นสถาปัตยกรรม IP ของ Xilinx สำหรับเฟรมเวิร์ก FPGA เพื่อเร่งการใช้งานปัญญาประดิษฐ์ เทคโนโลยีนี้มีอยู่แล้ว AMD เพียงต้องการนำไปใช้กับโปรเซสเซอร์แบบพกพาหรือ APU จำนวนมาก
จนถึงตอนนี้ AMD พูดถึงเฉพาะโปรเซสเซอร์ Ryzen 8040 ใหม่ที่มีสถาปัตยกรรม XDNA 3 เท่านั้น เนื่องจากยังไม่ได้นำเสนอ พวกเขายังไม่ออกสู่ตลาด และเราไม่เห็นตารางที่มีรุ่นหรือตัวเลือกที่แตกต่างกัน ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาไม่ได้โฆษณาบนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของบริษัทด้วยซ้ำ
ผลิตภัณฑ์ล่าสุดของ AMD ในตลาดคือ Ryzen 7040 ซึ่งเราเห็นตัวแปร "HS" และข้อยกเว้น "HX" บางประการ รุ่น HS ผสมผสานประสิทธิภาพและประสิทธิภาพเข้าด้วยกัน และในอดีตเราเคยเห็น H หรือ HX สำหรับกำลังสูงสุด
AMD เปลี่ยนเส้นทางในกลุ่มโปรเซสเซอร์พกพาโดยกำจัด H และ HX เหลือเพียงพื้นที่สำหรับ HS และ U นอกจากนี้แบรนด์แทบไม่ปล่อย AMD Ryzen 3 เลย อย่างน้อยที่สุดเราเห็นเพียงชิปชื่อ AMD Ryzen 3 7320U ไม่มีอะไร มากกว่า!
ในด้านคุณสมบัติทางเทคนิค โปรเซสเซอร์ AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) ใหม่มีความใกล้เคียงกับชิป Ryzen 7040 (Phoenix) ในปัจจุบัน พวกเขายังจะได้รับ Zen 4 มากถึงแปดคอร์พร้อมรองรับเทคโนโลยี SMT และความถี่บูสต์สูงสุด 5,2 GHz รวมถึงหน่วยกราฟิก Radeon 740M/760M/780M บนสถาปัตยกรรม RDNA รุ่นที่ 3
ตามข่าวลือ บริษัท ได้เตรียม Ryzen 8040 สามสายแยกกันซึ่งแตกต่างกันในแง่ของ TDP: Ryzen 8x45HS (35-54 W), Ryzen 8x40HS (20-30 W) และ Ryzen 8x40U (15-30 W) สิ่งที่น่าสนใจคือรุ่นน้องไม่มีหน่วย NPU สำหรับการทำงานของ AI และอาจสร้างบนชิป Phoenix2 ที่ได้รับการอัปเดต หน่วย NPU เอง (หากเชื่อว่า AMD เชื่อได้) ได้รับการปรับปรุงและตอนนี้ให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 40%
Lisa Su ประธาน AMD สัญญาว่าอุปกรณ์แรกที่ใช้โปรเซสเซอร์ AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) จะวางจำหน่ายภายในสิ้นไตรมาสแรกของปี 2024
ที่น่าสนใจเช่นกัน: Terraforming Mars: Red Planet กลายเป็นโลกใหม่ได้หรือไม่?
ทางเลือกแทน AMD XDNA: Low Power Island ของ Intel
แม้ว่า AMD จะมุ่งเน้นไปที่ NPU ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งหมด แต่ Intel กลับชอบที่จะแบ่งชิปออกเป็น 4 ส่วน (กราฟิก, SoC, I/O และการคำนวณ) ส่วนที่เราสนใจและสามารถแข่งขันกับ AMD XDNA ได้นั้นอยู่ภายในไทล์ IO และเรียกว่า Low Power Island
บนเกาะ Low Power เราพบสิ่งต่อไปนี้:
- ตัวประมวลผลประสาท NPU
- ตัวควบคุมหน่วยความจำ
- แกนอิเล็กทรอนิกส์สองแกนที่ใช้พลังงานต่ำ
- IPU ของโปรเซสเซอร์โครงสร้างพื้นฐาน
- เครื่องยนต์มัลติมีเดีย
- ผู้เสนอญัตติหน้าจอ
- ไมโครโปรเซสเซอร์ PUNIT
- ผ้าปรับขนาดได้
ไม่เพียงเท่านั้น Intel ยังรวมเอา E-Cores Low Power Island (LP) ที่เรียกว่า E-Cores Low Power Island (LP) ไว้ใน SoC mosaic ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อประหยัดพลังงาน เคอร์เนลเหล่านี้ช่วยให้ผู้ดูแลเธรดสามารถรันกระบวนการแบบเบาและงานเบื้องหลังได้
ฟีเจอร์นี้เป็นฟีเจอร์ใหม่สำหรับโปรเซสเซอร์โน้ตบุ๊ก Core Ultra ของ Intel ซึ่งเปิดตัวในเดือนธันวาคม 2023 เช่นกัน เราสามารถพบชิปเหล่านี้ได้ในร้านค้าและราคาของพวกมันก็ไม่เป็นที่นิยมมากนัก ดูเหมือนว่า "พรรคปัญญาประดิษฐ์" กำลังจะขึ้นราคาชิป
ที่น่าสนใจเช่นกัน: จักรวาล: วัตถุอวกาศที่แปลกประหลาดที่สุด
และ AMD XDNA 2?
ฉันคิดว่ามันน่าสนใจที่จะจำไว้ว่าเมื่อ 2 เดือนที่แล้ว AMD ประกาศ XDNA 2 คุณลองนึกภาพว่า Ryzen ที่มี Zen 5 และ Zen 6 จะมาในปีเดียวกันไหม? บางทีสิ่งที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นกับ AMD Ryzen 8040 และ 9040
ในปี 2024 AMD Ryzen 8040 ยังไม่ปรากฏ แต่ในงาน Advancing AI เดียวกันนั้น นักพัฒนา AMD ได้ประกาศเปิดตัวโปรเซสเซอร์ Strix Point ใหม่ที่ใช้ Zen 5 ซึ่งจะมาพร้อมกับสถาปัตยกรรม XDNA 2 ใหม่ หากเราไม่ได้ทดสอบ AMD Ryzen Hawk Point ลองจินตนาการถึงสิ่งที่เราจะบอกได้ คุณเกี่ยวกับ XDNA 2: ไม่มีอะไร ใช่ AMD Ryzen 7040 มาพร้อมกับ XDNA แต่มี NPU น้อยกว่า Ryzen 8040 ดังนั้นเราจึงไม่สามารถคาดเดาได้จนกว่าโปรเซสเซอร์ใหม่จะมาถึง
ในการนำเสนอ นักพัฒนาอ้างว่าโปรเซสเซอร์บนสถาปัตยกรรมใหม่มีประสิทธิภาพมากกว่า XDNA ถึง 3 เท่า แต่เราไม่รู้ว่าสถาปัตยกรรม NPU ดังกล่าวมีประสิทธิภาพเพียงใด ดังนั้นเราจึงทำได้เพียงทำตามคำพูดของพวกเขาเท่านั้น ฉันหวังว่า AMD จะไม่เพิ่มตัวเลขเพื่อจุดประสงค์ทางการตลาด เพราะพวกเขาเคยพยายามแย่งชิงตำแหน่งจาก Intel มาก่อน แต่ก็ไม่ได้เข้าใกล้ในภาคนี้ด้วยซ้ำ บนเดสก์ท็อป สิ่งต่างๆ แตกต่างออกไป
อ่าน: กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์: 10 เป้าหมายที่จะสังเกต
สถาปัตยกรรม XDNA ใหม่สามารถใช้สำหรับการเล่นเกมได้หรือไม่?
ยังไม่ชัดเจน แต่เว้นแต่พวกเขาจะประกาศอย่างแพร่หลาย… ดูเหมือนว่าเราจะไม่สามารถใช้สถาปัตยกรรม XDNA ใหม่ในการเล่นเกมได้ ไม่เช่นนั้นพวกเขาคงจะกรีดร้องทันทีเมื่อพิจารณาจากความพยายามของ AMD ที่จะพิชิตโลกของเกม ทุกอย่างมุ่งเป้าไปที่ธุรกิจและแอปพลิเคชันการเรียนรู้ของเครื่อง AI เว้นแต่ว่าเอ็นจิ้นกราฟิกจะมีปัญญาประดิษฐ์ให้ใช้งาน ปัจจุบันขอบเขตการใช้งานมีขนาดใหญ่มาก
บางทีเมื่อเวลาผ่านไปทุกอย่างจะเปลี่ยนไป เราจะรอรายละเอียดใหม่เกี่ยวกับ XDNA และจะบอกคุณเกี่ยวกับทุกสิ่งอย่างแน่นอน
อ่าน: