Kiến trúc AMD XDNA mới sẽ giúp chạy các thuật toán trí tuệ nhân tạo hiệu quả nhất có thể trên các bộ xử lý Ryzen trong tương lai.
Gần đây, thật khó để không nhận ra điều đó AMD cường điệu hóa XDNA và bộ vi xử lý NPU nổi tiếng hiện có trong AMD. Có thể hiểu được - công ty muốn tìm chỗ đứng của mình trong phân khúc này. Suy cho cùng, AI hiện đã xuất hiện trên tất cả các thiết bị, bao gồm cả PC, máy tính bảng và máy tính xách tay.
Nếu chúng ta đã có đủ RDNA và Zen làm kiến trúc cho bộ xử lý, thì vào năm 2023, một kiến trúc khác đã ra đời, được gọi là XDNA. AMD đã quyết định bắt đầu phát triển kiến trúc mới cho GPU, CPU và NPU để chạy các thuật toán trí tuệ nhân tạo một cách hiệu quả nhất có thể trên các bộ xử lý Ryzen trong tương lai. Trên thực tế, chúng ta thấy các thành phần này sẽ được đặt trên cùng một con chip. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn kiến trúc XDNA mới cho bộ xử lý Ryzen từ AMD.
Đọc thêm: Tất cả về chip thần giao cách cảm Neuralink: nó là gì và hoạt động như thế nào
AMD XDNA là gì?
AMD XDNA là kiến trúc hỗ trợ NPU của bộ xử lý AMD Ryzen, chip có trách nhiệm thực hiện các tác vụ cụ thể của trí tuệ nhân tạo. AMD định nghĩa nó là "kiến trúc NPU luồng dữ liệu không gian bao gồm một mảng các công cụ trí tuệ nhân tạo khảm". Như trong trường hợp của Zen hoặc RDNA, quá trình phát triển cũng đang diễn ra ở đây: chúng tôi đã có XDNA thế hệ đầu tiên và gần đây bản cập nhật kiến trúc XDNA 2 đã được phát hành.
Cơ sở hoạt động của mạng nơ-ron là luồng dữ liệu từ lớp nơ-ron này sang lớp nơ-ron khác. Giả sử có một số lớp nơ-ron, trong đó mỗi "điểm" thực hiện một số chức năng tính toán - ví dụ: nhân hoặc tích chập ma trận, sau đó dữ liệu được chuyển đến nơ-ron tiếp theo để xử lý. Có khá nhiều sự phụ thuộc tuần tự từ cấp này đến cấp khác. Để thực hiện điều này, kiến trúc công cụ AI của AMD hoạt động như một kiến trúc luồng dữ liệu thích ứng, nơi nó thực sự có thể sử dụng một lượng lớn các phép tính và truyền dữ liệu một cách hiệu quả từ mảng này sang mảng khác. Điều này có thể được thực hiện mà không cần truy cập vào bộ nhớ ngoài hoặc thậm chí bộ đệm, điều này thường tiêu tốn nhiều năng lượng hơn và dẫn đến độ trễ lâu hơn.
AMD đã phát triển kiến trúc XDNA mới nhằm cung cấp mật độ tính toán tối đa mà không tốn nhiều năng lượng và tài nguyên. Trong kiến trúc XDNA, chúng ta có thể thấy các cơ chế IA hoặc AI Engine được tổ chức dưới dạng ma trận khảm.
Bản thân bức tranh khảm bao gồm các yếu tố sau:
- Bộ xử lý vectơ VLIW
- Bộ xử lý RISC vô hướng
- Bộ nhớ cục bộ để lưu trữ dữ liệu, kích hoạt và hệ số
- Dữ liệu cục bộ
Kiến trúc thông thường thường sử dụng bộ đệm để truy xuất dữ liệu lặp đi lặp lại, nhưng XDNA thì không. Trong trường hợp này, NPU bộ xử lý thần kinh sử dụng bộ nhớ và luồng dữ liệu riêng để hoạt động với mức tiêu thụ điện năng thấp, vì việc truy cập bộ nhớ đệm sẽ làm tăng mức tiêu thụ điện năng của bộ xử lý.
Các bộ xử lý vectơ mà chúng ta thấy trong mỗi lát hoặc khảm được sử dụng cho các ứng dụng học máy và xử lý tín hiệu nâng cao. Họ đảm bảo rằng mỗi động cơ AI sẽ hoạt động ở tần số hơn 1,3 GHz. Đây là những gì đảm bảo tính năng hiệu quả, hiệu suất và độ trễ thấp. Nói một cách đơn giản, năng suất sẽ tăng lên và mức tiêu thụ điện năng của bộ xử lý sẽ duy trì ở mức thấp.
Bộ xử lý vô hướng là một lớp vi xử lý đơn giản. Bộ xử lý này xử lý một phần tử dữ liệu cho mỗi lệnh (các phần tử dữ liệu điển hình có thể là số nguyên hoặc số dấu phẩy động). Trong bộ xử lý vectơ, không giống như bộ xử lý vô hướng, một lệnh hoạt động với một số phần tử dữ liệu. Trong kiến trúc AMD XDNA mới, bộ xử lý vô hướng RISC sẽ được sử dụng cho các chế độ kết nối và quản lý loại dữ liệu.
Sự ra mắt của kiến trúc AMD XDNA mới đã diễn ra với Ryzen 7040, được ra mắt vào tháng 2023 năm .
Các model thuộc dòng này được sản xuất theo chuẩn công nghệ FinFET 4 nm, sử dụng tới 8 lõi điện toán với kiến trúc Zen 4 và cũng nhận được đồ họa tích hợp RDNA3 khá mạnh mẽ. Ngoài ra, AMD Ryzen 7040 đã trở thành bộ vi xử lý đầu tiên của nhà sản xuất có bộ phận phần cứng để tăng tốc tính toán bằng các thuật toán liên quan đến trí tuệ nhân tạo. Công cụ AI được gọi là Ryzen AI và dựa trên kiến trúc XDNA có thể mở rộng.
Dòng chip di động Phoenix lúc đầu bao gồm 8 model - Ryzen 9 7940HS 8 nhân (16/4,0; 5,2/7 GHz), Ryzen 7840 8HS (16/3,8; 5,1/6 GHz) và 5 nhân Ryzen 7640 6HS (12/4,3; 5,0/3 GHz). Tất cả các chip đều có bộ đệm đệm L16 với dung lượng 2 MB và bộ đệm L1 là 35 MB mỗi lõi. TDP được chỉ định của tất cả các CPU có thể định cấu hình trong khoảng 54- W.
Nó sử dụng sản phẩm của Xilinx, thương vụ mua lại đã hoàn thành vào đầu năm ngoái và tiêu tốn của AMD gần 50 tỷ USD. Vì vậy, đơn vị Ryzen AI tích hợp có thể được coi là công việc thực tế đầu tiên của nhóm được tăng cường về các giải pháp tiêu dùng.
Đọc thêm: Tất cả chúng ta sẽ trở thành hình ảnh ba chiều? Phát triển ảnh ba chiều từ lý thuyết đến thực hành
Ưu điểm của XDNA
Bản thân công ty AMD tập trung vào bốn ưu điểm của kiến trúc XDNA mới. Trước hết, nhờ kiến trúc mới, NPU có thể được lập trình và biên dịch trong vài phút. Ngoài ra, nó còn giúp đơn giản hóa quy trình làm việc của các nhà phát triển máy học và giúp việc xử lý dữ liệu cho AI hiệu quả hơn.
Cũng cần hiểu rằng có một lợi thế mang tính quyết định, đó là mối quan hệ chặt chẽ hơn và sự quyết định lẫn nhau của mọi hiện tượng và quá trình. Các nhà phát triển nói rằng cơ chế truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA) tự phân bổ dữ liệu và bộ nhớ lệnh bằng cách sử dụng kết nối liên tục. Điều này sẽ cho phép bộ xử lý hoạt động hiệu quả hơn.
Bản thân kiến trúc hoạt động hiệu quả hơn vì bộ xử lý thần kinh NPU cung cấp mật độ tính toán cao và hiệu quả sử dụng năng lượng tuyệt vời. Cụ thể, sự hiện diện của bộ xử lý thần kinh NPU sẽ là cơ sở cho sự phát triển của Windows 12 mới. Tức là AMD sẽ phát hành kiến trúc mới cho bộ xử lý Ryzen trong tương lai.
Ưu điểm lớn nhất của kiến trúc mới là khả năng mở rộng của nó. Bởi vì ma trận 2D bao gồm các cơ chế trí tuệ nhân tạo cho phép mở rộng quy mô từ hàng chục đến hàng trăm ô trên một thiết bị. Đây thực sự là một bước tiến lớn về hiệu suất của bộ xử lý.
Cũng thú vị: Giới thiệu về máy tính lượng tử nói một cách đơn giản
Nhưng AMD đã làm cách nào để thực hiện điều này trong một khoảng thời gian ngắn như vậy?
Câu trả lời cho điều này khá đơn giản: việc mua lại Xilinx. Hãy để tôi nhắc bạn rằng vào tháng 2022 năm 50, AMD đã hoàn tất việc mua lại công ty Xilinx của Mỹ với giá điên rồ tỷ USD. Đây là thương vụ lớn nhất từ trước đến nay trong lĩnh vực vi mạch. Với việc mua lại cụ thể này, AMD đang mở rộng phạm vi hoạt động của CPU và GPU với một danh mục lớn các chip được lập trình lại.
AMD XDNA về cơ bản sẽ là kiến trúc IP của Xilinx dành cho các khung FPGA để tăng tốc các ứng dụng trí tuệ nhân tạo. Công nghệ này đã tồn tại rồi, AMD chỉ muốn triển khai nó trong các bộ xử lý di động hoặc APU đại trà.
Cho đến nay, AMD mới chỉ nói về Ryzen 8040 mới với kiến trúc XDNA 3 vì chúng vẫn chưa được trình làng. Chúng vẫn chưa được tung ra thị trường và chúng tôi chưa thấy những chiếc bàn có mẫu mã hoặc tùy chọn khác nhau. Hơn nữa, chúng thậm chí còn không được quảng cáo trên trang web chính thức của công ty.
Sản phẩm mới nhất của AMD trên thị trường là Ryzen 7040, trong đó chúng ta thấy các biến thể "HS" và một số ngoại lệ "HX". Các mẫu HS kết hợp giữa hiệu suất và hiệu suất, và trong lịch sử chúng ta đã thấy H hoặc HX có công suất tối đa.
AMD đã thay đổi hướng đi trên dòng bộ xử lý di động của mình, loại bỏ H và HX, chỉ chừa chỗ cho HS và U. Hơn nữa, thương hiệu này thực tế không phát hành AMD Ryzen 3, nhiều nhất là chúng ta chỉ thấy một con chip có tên AMD Ryzen 3 7320U, không có gì hơn!
Xét về đặc tính kỹ thuật, bộ vi xử lý AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) mới gần giống với các chip Ryzen 7040 (Phoenix) hiện tại. Chúng cũng sẽ nhận được tới 4 lõi Zen 5,2 hỗ trợ công nghệ SMT và tần số tăng tốc lên tới 740 GHz, cũng như bộ đồ họa Radeon 760M/780M/3M trên kiến trúc RDNA thế hệ thứ .
Theo tin đồn, công ty đã chuẩn bị 8040 dòng Ryzen 8 riêng biệt, khác nhau về TDP: Ryzen 45x35HS (54-8 W), Ryzen 40x20HS (30-8 W) và Ryzen 40x15U (30-2 W). Điều thú vị là các mẫu máy trẻ hơn thiếu bộ phận NPU để vận hành AI và có thể được xây dựng trên chip Phoenix40 đã cập nhật. Bản thân bộ phận NPU, nếu được tin tưởng là AMD, đã được cải tiến và hiện cung cấp hiệu suất cao hơn %.
Lisa Su, chủ tịch AMD, hứa rằng những thiết bị đầu tiên sử dụng bộ vi xử lý AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) sẽ được bán ra vào cuối quý 2024 năm .
Cũng thú vị: Terraforming Mars: Liệu Hành tinh Đỏ có thể biến thành một Trái đất mới?
Giải pháp thay thế cho AMD XDNA: Đảo năng lượng thấp của Intel
Trong khi AMD tập trung vào NPU của mình, bao gồm tất cả các yếu tố, Intel lại ưu tiên chia chip thành 4 phần (đồ họa, SoC, I/O và tính toán). Phần mà chúng tôi quan tâm và có thể cạnh tranh với AMD XDNA, nằm bên trong ô IO và được gọi là Đảo năng lượng thấp.
Trên Đảo Năng lượng Thấp, chúng tôi tìm thấy những điều sau:
- NPU xử lý thần kinh
- bộ điều khiển bộ nhớ
- Hai lõi điện tử tiêu thụ điện năng thấp
- IPU bộ xử lý cơ sở hạ tầng
- Công cụ đa phương tiện
- Trình chuyển màn hình
- Bộ vi xử lý PUNIT
- Vải có thể mở rộng
Không chỉ vậy, Intel còn đưa cái gọi là E-Cores Low Power Island (LP) vào khảm SoC, nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng. Những hạt nhân này giúp giám đốc luồng chạy các tiến trình nhẹ và các tác vụ nền.
Tính năng này mới có trên bộ xử lý máy tính xách tay Core Ultra của Intel, cũng được giới thiệu vào tháng 2023 năm . Chúng ta có thể tìm thấy những con chip này trong các cửa hàng và giá của chúng, có thể nói, không phổ biến lắm. Chà, có vẻ như "bữa tiệc trí tuệ nhân tạo" sắp tăng giá chip.
Cũng thú vị: Vũ trụ: Những vật thể không gian khác thường nhất
Và AMD XDNA 2?
Tôi nghĩ thật thú vị khi nhớ lại rằng chỉ 2 tháng trước AMD đã công bố XDNA 2. Bạn có thể tưởng tượng ra mắt AMD với Zen 5 và Zen 6 trong cùng năm không? Có lẽ điều tương tự sẽ xảy ra với AMD Ryzen 8040 và 9040.
Năm 2024, AMD Ryzen 8040 vẫn chưa xuất hiện. Nhưng cũng tại buổi dạ tiệc Advancing AI, các nhà phát triển AMD đã công bố bộ xử lý Strix Point mới dựa trên Zen 5, sẽ đi kèm với kiến trúc XDNA 2. Nếu chúng ta không được thử nghiệm AMD Ryzen Hawk Point, hãy tưởng tượng những gì chúng ta có thể nói bạn về XDNA 2: không có gì. Đúng, AMD Ryzen 7040 được trang bị XDNA, nhưng có ít NPU hơn so với Ryzen 8040, vì vậy chúng tôi thậm chí không thể đưa ra bất kỳ dự đoán nào cho đến khi bộ xử lý mới xuất hiện.
Tại buổi thuyết trình, các nhà phát triển tuyên bố rằng bộ xử lý trên kiến trúc mới mạnh hơn XDNA 3 lần, nhưng chúng tôi không biết kiến trúc NPU được đề cập mạnh đến mức nào nên chúng tôi chỉ có thể tin lời họ. Tôi hy vọng AMD không thổi phồng con số vì mục đích tiếp thị, bởi vì họ đã cố gắng giành lấy vương miện từ tay Intel trước đây, nhưng thậm chí còn chưa tiến gần đến lĩnh vực này. Trên máy tính để bàn, mọi thứ đã khác.
Đọc thêm: Kính viễn vọng không gian James Webb: 10 mục tiêu cần quan sát
Kiến trúc XDNA mới có thể được sử dụng để chơi game không?
Vẫn chưa rõ ràng, nhưng trừ khi họ công bố nó với nhiều sự phô trương… có vẻ như chúng tôi sẽ không thể sử dụng kiến trúc XDNA mới để chơi game. Nếu không, họ sẽ hét lên về điều đó ngay lập tức vì nỗ lực chinh phục thế giới game của AMD. Mọi thứ đều nhắm đến các ứng dụng học máy AI và kinh doanh, trừ khi công cụ đồ họa có trí tuệ nhân tạo để hoạt động. Ở đó, lĩnh vực ứng dụng hiện nay rất rộng lớn.
Có lẽ theo thời gian mọi thứ sẽ thay đổi. Chúng tôi sẽ chờ thông tin chi tiết mới về XDNA và chắc chắn sẽ cho bạn biết về mọi thứ.
Đọc thêm: