AMD Zen 5-architectuur en XDNA 2 aangekondigd

De AMD Zen 5-architectuur maakt gebruik van een innovatief modulair ontwerp, waardoor AMD CPU's kan maken voor desktops, servers, clients en embedded.

AMD's Tech Day 2024 onthulde de details achter de nieuwste ontwikkelingen en besloeg veel terrein, vooral met hun nieuwste Zen 5 CPU en XDNA AI-centrische architecturen. Dit evenement benadrukte de visie van AMD om een ​​revolutie teweeg te brengen in de efficiëntie van AI, de energieprestaties en de naadloze integratie tussen meerdere applicaties, waarmee het leiderschap van AMD in de high-performance computing-sector opnieuw werd bevestigd.

Strategische samenwerking met Microsoft vormde de basis voor AMD's leiderschap op het gebied van AI-pc-ervaringen en biedt ongekende efficiëntie, prestaties en integratie voor een breed scala aan toepassingen. De 5e generatie EPYC CPU's, met maximaal 192 cores en 384 threads, beloven aanzienlijke winsten op het gebied van energie-efficiëntie en AI-versnelling. Met geavanceerde branch-voorspelling, dual-decode-pipes en een nieuwe Math Acceleration Unit zegt AMD dat de Zen 5 een verbetering van 35% levert in single-core AES-XTS-prestaties en een toename van 32% in machine learning-taken ten opzichte van zijn voorganger. Terwijl AMD de grenzen van verwerkingskracht en efficiëntie blijft verleggen, staat de Zen 5-architectuur klaar om een ​​revolutie teweeg te brengen in de datacenter- en servermarkten.

De AMD Zen 5-architectuur maakt gebruik van een innovatief modulair ontwerp, waardoor AMD producten kan maken die zijn afgestemd op desktop-, server-, client- en embedded applicaties. De integratie van 4nm- en 3nm-procestechnologieën zorgt ervoor dat op Zen5 gebaseerde producten geoptimaliseerde prestaties en energie-efficiëntie kunnen leveren in uiteenlopende gebruikssituaties.

AMD Zen 5

In AMD's presentatie op Tech Day 2024 onthulde Mark Papermaster aanzienlijke verbeteringen in hun Zen 5-architectuur, waarbij vooral de 5e generatie EPYC CPU's onder de aandacht werden gebracht. De EPYC-lijn, die in de tweede helft van 2024 op de markt komt, belooft ongeëvenaarde prestaties en efficiëntie te leveren, waardoor de dichtheid en prestatiestatistieken in de server- en datacentermarkten tot het uiterste worden gedreven.

De 5e generatie EPYC CPU's hebben een aanzienlijk groter aantal kernen en threadingmogelijkheden. Deze verbeteringen omvatten ook verbeteringen in de energie-efficiëntie, die mogelijk zijn gemaakt door een voortgezette samenwerking met TSMC en een geoptimaliseerde metaalstapel. Dit laatste heeft met name de thermische en elektrische prestaties verbeterd. De architectuur maakt gebruik van geavanceerde AI-versnelling door de introductie van een nieuwe Math Acceleration Unit die tot 35% verbetering belooft in single-core AES-XTS-prestaties en tot 32% in single-core machine learning-taken vergeleken met Zen 4.

De architectonische verbeteringen in de Zen 5 zijn veelomvattend. De fasen voor het ophalen en decoderen van instructies zijn verbeterd met geavanceerde vertakkingsvoorspelling en dubbele decodeerpijpen om de latentie te verminderen en de nauwkeurigheid te verbeteren. De uitvoeringseenheden met gehele getallen zien een substantiële upgrade met 8-brede dispatch/retire-mogelijkheden en een meer uniforme ALU-planner, allemaal binnen een groter uitvoeringsvenster. De verbeteringen op het gebied van laden/opslag omvatten een 48KB 12-weg L1-datacache met dubbel zoveel maximale bandbreedte voor zowel de L1-cache als de Floating-point Unit, wat cruciaal is voor data-intensieve operaties.

De Zen 5-architectuur omvat ook aanzienlijke verbeteringen in de databandbreedte. De verbeteringen op het gebied van laden/opslag, met een 48-weg L12-datacache van 1 KB, bieden tweemaal zoveel maximale bandbreedte als de L1-cache en Floating-Point Unit, essentieel voor data-intensieve bewerkingen. Het vermogen van de architectuur om grotere aantallen drijvende-komma-instructies tijdens de vlucht te verwerken, met AVX-512 en een volledig 512-bits datapad, zorgt voor aanzienlijke prestatieverbeteringen bij AI- en vectorworkloads.

De uitvoering van drijvende-komma- en vectorwiskundige eenheden heeft ook aanzienlijke verbeteringen gekend. De AVX-512, met een volledig 512-bits datapad en zes pijplijnen (die een latentie van twee cycli bieden voor bewerkingen met drijvende komma's), verbetert aanzienlijk de mogelijkheid om gelijktijdige drijvende-komma-instructies te beheren. Dit komt vooral de vector- en AI-workloads ten goede, waardoor aanzienlijke prestatieverbeteringen mogelijk zijn bij machine learning en data-intensieve taken. Dit staat in contrast met Zen 4, waar AMD het 256-bit pad “dubbel pompte” om 512-bit prestaties te bereiken.

Zen 5 zorgt voor een gemiddelde IPC-verbetering van 16% voor desktop- en mobiele processors ten opzichte van zijn voorganger, Zen 4. Dit wordt bereikt door architecturale verfijningen, waaronder bredere verzendings- en uitvoeringseenheden, grotere databandbreedte en verbeterde prefetch-algoritmen. De IPC-winsten vertalen zich in prestatieverbeteringen in de praktijk voor verschillende toepassingen, van gaming tot het maken van content en machine learning.

Op het GPU-front blijft AMD zijn RDNA 3-architectuur optimaliseren voor efficiëntie op het gebied van energieprestaties. AMD claimt tot 32% hogere prestaties per watt dan eerdere Ryzen CPU's. Dit wordt bereikt door een beter geheugenbeheer, gemeenschappelijke speltextuurbewerkingen met dubbele snelheid en verbeterde energiebeheerfuncties.

AMD's Zen 5-architectuur is een indrukwekkende evolutie in de Zen-architectuur, vooral voor de EPYC-lijn, die belooft de prestatienormen over de hele linie te verbeteren, van desktop en mobiel tot server- en datacentermarkten. Met aanzienlijke verbeteringen in het aantal cores, threading, energie-efficiëntie en AI-versnelling in sommige chips, zijn de 5e generatie EPYC CPU's gepositioneerd om te voldoen aan de groeiende eisen van moderne datacentrische workloads.

xDNA

Vamsi Boppana, de Senior Vice President van de Artificial Intelligence Group, schetste het transformatieve potentieel van AMD's nieuwe AI-centrische architectuur. De exponentiële groei en specialisatie van AI-workloads vereisen innovatieve computerarchitecturen, en AMD's antwoord is de introductie van de XDNA 2-architectuur.

De kern van deze innovatie wordt gevormd door de AMD XDNA-architectuur, bekend om zijn erfenis in diverse AI- en DSP-toepassingen, waaronder communicatie, 5G-implementatie, verdedigingsradarsignaalverwerking, realtime AI-verwerking voor 3D-gezichtspunten en beeldverwerking in de gezondheidszorg. De architectuur gaat van traditionele vaste reken- en cachegebaseerde geheugenhiërarchieën naar een flexibeler, aanpasbaar model. Deze ruimtelijke herconfigureerbaarheid en betegelde dataflow-architectuur maken efficiënte multitasking en gegarandeerde realtime prestaties mogelijk.

De presentatie benadrukte de x86-processor van AMD met een geïntegreerde NPU, ontworpen om hoge efficiëntie en prestaties te leveren voor AI-workloads. De 3e generatie AMD Ryzen AI-processors bieden aanzienlijke verbeteringen op het gebied van NPU-mogelijkheden, bereiken tot 50 TOPS (triljoenen bewerkingen per seconde) en bevatten maximaal 12 CPU-kernen en 16 GPU-rekeneenheden. Deze processors zullen meer dan 100 AI-gestuurde ervaringen aansturen op platforms als Adobe, Black Magic en Topaz Labs, waardoor ze centraal staan ​​in de volgende generatie AI-pc-ervaringen.

De AI-engine binnen de XDNA 2-architectuur omvat verbeterde ondersteuning voor diverse datatypen, zoals INT8 en Block FP16, wat hoge prestaties en nauwkeurigheid garandeert voor een reeks AI-toepassingen. De adaptieve AI-architectuur maakt schaalbare integratie in het hele AMD-productportfolio mogelijk en biedt efficiënte multitasking en gegarandeerde realtime prestaties door ruimtelijke herconfigureerbaarheid en een betegelde dataflow-architectuur.

Met name blok FP16 maakt een drop-in vervanging mogelijk voor FP32-modellen met weinig tot geen nauwkeurigheidsverlies, waardoor het zeer efficiënt is voor taken als het genereren van afbeeldingen, taalmodellen en realtime audio- en videoverwerking.

Een opvallend kenmerk is de mogelijkheid om de XDNA-fabric tijdens runtime te configureren. Dit maakt flexibiliteit met datapaden en segmentatie van de NPU mogelijk om meerdere modellen van verschillende groottes tegelijkertijd uit te voeren. Het biedt ook de flexibiliteit om AI-aangedreven ervaringen zoals Copilot+ te leveren voor verbeterde productiviteit en meeslepende samenwerking. Het integreren van de uniforme AI-softwarestack in de CPU-, GPU- en NPU-componenten van AMD maakt brede modelondersteuning en geoptimaliseerde prestaties mogelijk, waardoor het voor ontwikkelaars gemakkelijker wordt om duizenden AI-modellen snel en effectief te implementeren.

De AMD XDNA 2-architectuur toont een aanzienlijke sprong voorwaarts in AI-technologie. Met maximaal acht gelijktijdige ruimtelijke stromen verdubbelt het de energie-efficiëntie van eerdere generaties. Dit maakt de oplossing van AMD krachtig en zeer efficiënt, en maakt de weg vrij voor een nieuw tijdperk van AI-toepassingen op pc's en daarbuiten.

De 3e generatie AMD Ryzen AI-processors beschikken ook over verbeterde beveiliging door de introductie van nieuwe Trusted IO-mogelijkheden. Deze beveiligingsverbetering is cruciaal voor het beschermen van gevoelige gegevens en het garanderen van betrouwbare prestaties in AI-gestuurde applicaties, waardoor AMD's toewijding aan veilige en efficiënte AI-oplossingen wordt versterkt.

AMD Zen 5- en XDNA 2-specificaties

Zen 5 Desktop-overklokken met Curve Shaper

AMD's Curve Optimizer, een kenmerk van de Ryzen 7000-serie, stelt gebruikers in staat PMFW/PBO-bewuste dynamische spanningsschaling of undervolting in te schakelen. Dit krachtige hulpmiddel verschuift de spanningscurve dynamisch via instelbare “Curve Optimizer”-stappen, waardoor een variabele spanning over het hele frequentiespectrum wordt geboden, waarbij bij hogere frequenties meer spanning wordt toegewezen. Gebruikers kunnen deze optimalisatie per core, per CCD of per CPU toepassen, waardoor gedetailleerde controle over de prestaties en efficiëntie van hun CPU mogelijk is.

Voortbouwend op de basis van Curve Optimizer introduceert AMD Curve Shaper, een geavanceerde verbetering waarmee gebruikers de onderliggende spanningscurven opnieuw kunnen vormgeven om het undervolting-potentieel te maximaliseren. Curve Shaper gebruikt dezelfde stappen als zijn voorganger. Toch biedt het gebruikers de flexibiliteit om selectief stappen toe te voegen of te verwijderen uit vijftien verschillende frequentie-temperatuurbanden (drie temperatuurbanden en vijf frequentiebanden). Dankzij deze fijnafstemmingsmogelijkheid kunnen gebruikers de spanning in stabiele banden verder verlagen en tegelijkertijd spanning toevoegen in gebieden waar instabiliteiten worden waargenomen. De opnieuw vormgegeven curve wordt gelijkmatig over alle kernen toegepast, wat verder kan worden aangepast met behulp van de Curve Optimizer.

Sluiting Gedachten

De AMD Tech Day 2024 was een geweldig evenement waarbij we de zeer gewaardeerde kans kregen om diep te duiken met de ingenieurs achter de producten. AMD's nieuwste ontwikkelingen met de XDNA 2-architectuur en Zen 5 CPU's benadrukken zijn toewijding om leiding te geven aan de revolutie op het gebied van AI en high-performance computing. Met baanbrekende verbeteringen op het gebied van het aantal cores, threading, energie-efficiëntie en AI-versnelling is AMD klaar om de industriestandaarden opnieuw te definiëren en te voldoen aan de groeiende eisen van moderne datacentrische workloads, waardoor uitgebreide prestaties worden gegarandeerd voor desktop-, mobiele, server- en datacenterapplicaties.

Meer van AMD

Neem contact op met StorageReview

Nieuwsbrief | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | RSS Feed