Uus AMD XDNA arhitektuur võimaldab tulevastel Ryzeni protsessoritel tehisintellekti algoritme võimalikult tõhusalt käivitada.
Viimasel ajal on raske seda mitte märgata AMD hypes XDNA ja kuulsad NPU mikroprotsessorid nüüd Ryzenis. See on arusaadav – ettevõte tahab selles nišis oma koha leida. Lõppude lõpuks ilmub AI nüüd kõikides seadmetes, sealhulgas personaal-, tahvel- ja sülearvutites.
Kui RDNA-st ja Zenist protsessorite arhitektuurina juba piisas, siis 2023. aastal sündis veel üks, nimega XDNA. AMD on otsustanud alustada GPU-de, CPU-de ja NPU-de jaoks uut arhitektuuriarendust, mis käivitaks tehisintellekti algoritme võimalikult tõhusalt tulevastes Ryzeni protsessorites. Tegelikult näeme, et need komponendid paigutatakse samale kiibile. Vaatame lähemalt protsessorite uut XDNA arhitektuuri Ryzen AMD-lt.
Loe ka: Kõik Neuralink Telepathy kiibi kohta: mis see on ja kuidas see töötab
Mis on AMD XDNA?
AMD XDNA on arhitektuur, mis toetab AMD Ryzeni protsessorite NPU-d, mille kiip vastutab tehisintellekti spetsiifiliste ülesannete eest. AMD määratleb selle kui "ruumilise andmevoo NPU arhitektuuri, mis koosneb tehisintellekti mootorite mosaiikmassiivist". Nagu Zeni või RDNA puhul, toimub ka siin areng: meil on juba esimese põlvkonna XDNA ja üsna hiljuti andsid nad välja XDNA 2 arhitektuuri uuenduse.
Närvivõrkude toimimise aluseks on andmevoog ühest neuronikihist teise. Oletame, et neuroneid on mitu kihti, kus iga "punkt" täidab mingit arvutusfunktsiooni – näiteks maatriksi korrutamist või konvolutsiooni ning seejärel edastatakse andmed töötlemiseks järgmisele neuronile. Tasemelt on üsna palju järjestikust sõltuvust. Selle järgimiseks töötab Ryzen AI mootori arhitektuur adaptiivse andmevoo arhitektuurina, kus see saab tegelikult kasutada suurt hulka arvutusi ja edastada andmeid tõhusalt massiivist massiivi. Seda saab teha ilma välismälu või isegi vahemälu juurde pääsemata, mis sageli tarbib rohkem energiat ja põhjustab pikema latentsuse.
AMD on välja töötanud uue XDNA arhitektuuri, et tagada arvutuste maksimaalne tihedus ilma palju energiat ja ressursse kulutamata. XDNA arhitektuuris näeme, et IA või AI mootori mehhanismid on organiseeritud mosaiikmaatriksi kujul.
Mosaiik ise koosneb järgmistest elementidest:
- VLIW vektorprotsessor
- Skalaarne RISC protsessor
- Kohalik mälu andmete, aktiveerimiste ja koefitsientide salvestamiseks
- Kohalikud andmed
Tavapärased arhitektuurid kasutavad korduvate andmete toomiseks tavaliselt vahemälu, kuid XDNA puhul see nii ei ole. Sel juhul kasutab närviprotsessori NPU oma mälu ja oma andmevoogu väikese energiatarbimisega töötamiseks, kuna vahemällu pääsemine suurendab protsessori energiatarbimist.
Vektorprotsessoreid, mida näeme igas lõigul või mosaiigis, kasutatakse masinõppeks ja täiustatud signaalitöötlusrakendusteks. Need tagavad, et iga tehisintellekti mootor töötab sagedusel üle 1,3 GHz. See tagab tõhusad funktsioonid, jõudluse ja madala latentsusaja. Lihtsamalt öeldes tõuseb tootlikkus ja protsessorite energiatarve jääb madalale tasemele.
Skalaarprotsessor on lihtne mikroprotsessorite klass. See protsessor töötleb ühte andmeelementi käsu kohta (tüüpilised andmeelemendid võivad olla täisarvud või ujukomaarvud). Vektorprotsessorites, erinevalt skalaarprotsessoritest, töötab üks käsk mitme andmeelemendiga. Uues AMD XDNA arhitektuuris kasutatakse ühendusrežiimide ja andmetüüpide haldamiseks RISC skalaarprotsessorit.
Uue AMD XDNA arhitektuuri debüüt on juba toimunud Ryzen 7040-ga, mida esitleti 2023. aasta jaanuaris.
Selle liini mudelid on toodetud vastavalt 4 nm FinFET tehnoloogilistele standarditele, kasutavad kuni 8 arvutustuuma Zen 4 arhitektuuriga ning said ka üsna võimsa integreeritud RDNA3 graafika. Lisaks sai just AMD Ryzen 7040-st tootja esimesed protsessorid, millel oli riistvaraüksus tehisintellektiga seotud algoritmidega arvutuste kiirendamiseks. AI-mootorit nimetatakse Ryzen AI-ks ja see põhineb skaleeritaval XDNA arhitektuuril.
Phoenixi mobiilikiipide seeria alguses sisaldab kolme mudelit - 8-tuumaline Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 GHz), Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 GHz) ja 6-tuumaline Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 GHz). Kõikidel kiipidel on L3 vahemälu puhver mahuga 16 MB ja L2 vahemälu 1 MB tuuma kohta. Kõigi protsessorite määratud TDP on konfigureeritav vahemikus 35–54 W.
See kasutab Xilinxi tööd, mille omandamine lõppes eelmise aasta alguses ja läks AMD-le maksma ligi 50 miljardit dollarit.Seega võib integreeritud Ryzeni tehisintellekti üksust pidada tarbijalahenduste tugevdatud meeskonna esimeseks praktiliseks tööks.
Loe ka: Kas meist kõigist saavad hologrammid? Holograafia areng teooriast praktikani
XDNA eelised
Ettevõte AMD ise keskendub uue XDNA arhitektuuri neljale eelisele. Esiteks, tänu uuele arhitektuurile saab NPU-d programmeerida ja kompileerida minutitega. Lisaks hõlbustab see masinõppe arendajate töövoogu ja muudab tehisintellekti andmetöötluse tõhusamaks.
Samuti tasub mõista, et on olemas deterministlik eelis ehk kõigi nähtuste ja protsesside tihedam seos ja vastastikune määratlus. Arendajad ütlevad, et otsemälu juurdepääsu (DMA) mehhanismid eraldavad ise andmeid ja käskude mälu, kasutades selleks pidevat ühendust. See võimaldab protsessoril tõhusamalt töötada.
Arhitektuur ise töötab tõhusamalt, kuna NPU neuroprotsessor tagab suure arvutustiheduse ja suurepärase energiatõhususe. Nimelt saab uue Windows 12 arenduse aluseks NPU neuroprotsessori olemasolu. See tähendab, et AMD annab tulevikus välja uue arhitektuuri Ryzeni protsessoritele.
Uue arhitektuuri suurim eelis on skaleeritavus. Kuna tehisintellekti mehhanismidest koosnevad 2D-maatriksid võimaldavad skaleerida ühes seadmes kümnetest sadade plaatideni. See on protsessori jõudluses tõesti suur samm.
Huvitav ka: Kvantarvutitest lihtsate sõnadega
Kuid kuidas suutis AMD seda nii lühikese aja jooksul rakendada?
Vastus sellele on üsna lihtne: Xilinxi omandamine. Tuletan meelde, et veebruaris 2022 lõpetas AMD meeletute 50 miljardi dollari eest Ameerika firma Xilinx omandamise, mis on läbi aegade suurim tehing mikroskeemide vallas. Selle konkreetse omandamisega laieneb AMD oma protsessorite ja graafikaprotsessorite pädevusest kaugemale suure hulga ümberprogrammeeritud kiibidega.
AMD XDNA on sisuliselt Xilinxi IP-arhitektuur FPGA-raamistike jaoks, et kiirendada tehisintellekti rakendusi. Tehnoloogia oli juba olemas, AMD tahtis seda lihtsalt kaasaskantavates protsessorites või mass-APU-des rakendada.
AMD räägib seni vaid uuest XDNA 8040 arhitektuuriga Ryzen 3-st, sest neid pole veel esitletud. Need pole veel turule jõudnud ja me pole näinud ka erinevate mudelite või võimalustega tabeleid. Pealegi ei reklaamita neid isegi ettevõtte ametlikul veebisaidil.
AMD uusim toode turul on Ryzen 7040, milles näeme "HS" variante ja mõningaid "HX" erandeid. HS mudelid ühendavad tõhususe ja jõudluse ning ajalooliselt oleme näinud H või HX maksimaalset võimsust.
AMD muutis oma kaasaskantavate protsessorite reas kurssi, kõrvaldades H ja HX, jättes ruumi ainult HS-ile ja U-le. Pealegi ei anna kaubamärk praktiliselt AMD Ryzen 3 välja, kõige rohkem näeme ainult kiipi nimega AMD Ryzen 3 7320U, mitte midagi rohkem!
Tehniliste omaduste poolest on uued AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) protsessorid lähedased praegustele Ryzen 7040 (Phoenix) kiipidele. Samuti saavad nad kuni kaheksa Zen 4 tuuma, mis toetavad SMT-tehnoloogiat ja võimendussagedust kuni 5,2 GHz, ning Radeon 740M/760M/780M graafikaploki kolmanda põlvkonna RDNA arhitektuuril.
Kuulduste kohaselt on ettevõte valmistanud kolm eraldi Ryzen 8040 rida, mis erinevad TDP poolest: Ryzen 8x45HS (35-54 W), Ryzen 8x40HS (20-30 W) ja Ryzen 8x40U (15-30 W). Huvitav on see, et noorematel mudelitel puudub AI toimingute jaoks NPU üksus ja need on tõenäoliselt üles ehitatud uuendatud Phoenix2 kiibile. NPU seade ise, kui AMD-d uskuda, on täiustatud ja pakub nüüd 40% rohkem jõudlust.
AMD president Lisa Su lubas, et esimesed seadmed AMD Ryzen 8040 (Hawk Point) protsessoritel jõuavad müügile 2024. aasta esimese kvartali lõpuks.
Huvitav ka: Marsi terraformeerimine: kas punane planeet võib muutuda uueks Maaks?
Alternatiiv AMD XDNA-le: Inteli väikese võimsusega saar
Kui AMD keskendub oma NPU-le, mis sisaldab kõiki elemente, siis Intel eelistab jagada kiibi neljaks osaks (graafika, SoC, I/O ja arvutus). Meid huvitava osa, mis suudab konkureerida AMD XDNA-ga, asub IO-plaadi sees ja seda nimetatakse madala võimsusega saareks.
Madala võimsusega saarel leiame järgmist:
- Neuroprotsessori NPU
- Mälu kontroller
- Kaks väikese võimsusega elektroonilist südamikku
- Infrastruktuuriprotsessori IPU
- Multimeedia mootor
- Ekraani liigutaja
- PUNIT mikroprotsessor
- Skaleeritav kangas
Vähe sellest, Intel sisaldab SoC mosaiiki niinimetatud E-Cores Low Power Islandi (LP), mille eesmärk on energia säästmine. Need tuumad aitavad lõime direktoril käivitada kergeid protsesse ja taustaülesandeid.
See funktsioon on Inteli sülearvutite Core Ultra protsessorites uus, mis võeti kasutusele ka 2023. aasta detsembris. Neid krõpse leiame poodidest ja nende hind pole nii-öelda väga populaarne. Tundub, et "tehisintellekti pidu" tõstab kiipide hinda.
Huvitav ka: Universum: kõige ebatavalisemad kosmoseobjektid
Ja AMD XDNA 2?
Ma arvan, et on huvitav meenutada, et vaid 2 kuud tagasi teatas AMD XDNA 2-st. Kas te kujutaksite ette, et Ryzen koos Zen 5 ja Zen 6 tuleb samal aastal? Võib-olla juhtub midagi sarnast ka AMD Ryzen 8040 ja 9040-ga.
2024. aastal pole AMD Ryzen 8040 veel ilmunud. Kuid samal Advancing AI galal on AMD arendajad juba teatanud uutest Zen 5-l põhinevatest Strix Point protsessoritest, mis tulevad koos uue XDNA 2 arhitektuuriga. Kui me ei jõudnud AMD Ryzen Hawk Pointi testida, siis kujutage ette, mida me võime öelda sa XDNA 2 kohta: mitte midagi. Jah, AMD Ryzen 7040 on varustatud XDNA-ga, kuid vähemate NPU-dega kui Ryzen 8040, nii et me ei saa enne uute protsessorite saabumist isegi oletada.
Esitlusel väitsid arendajad, et uuel arhitektuuril olev protsessor on 3 korda võimsam kui XDNA, kuid me ei tea, kui võimas mainitud NPU arhitektuur on, nii et saame ainult nende sõna sekka öelda. Loodan, et AMD turunduseesmärkidel numbreid ei paisuta, sest nad on varemgi proovinud Intelilt krooni ära võtta, aga ei jõudnud selles sektoris ligilähedalegi. Töölaual olid asjad teisiti.
Loe ka: James Webbi kosmoseteleskoop: 10 sihtmärki, mida jälgida
Kas uut XDNA arhitektuuri saab mängude jaoks kasutada?
See pole veel selge, kuid kui nad seda suure käraga välja ei kuuluta… tundub, et me ei saa uut XDNA arhitektuuri mängude jaoks kasutada. Muidu oleksid nad selle peale kohe karjunud, arvestades AMD püüdlusi mängumaailma vallutada. Kõik on suunatud äri- ja AI masinõpperakendustele, välja arvatud juhul, kui graafikamootoril on tööks tehisintellekt. Seal on kasutusvaldkond tänapäeval väga suur.
Võib-olla aja jooksul kõik muutub. Ootame XDNA kohta uusi üksikasju ja räägime teile kindlasti kõigest.
Loe ka: