AMD Erforscht KI-PC-Chip-Architektur: Ein Umfassender Überblick

Die Führungskräfte von Advanced Micro Devices (AMD) haben kürzlich die neueste KI-PC-Architektur des Unternehmens vorgestellt, die eine neue neuronale Verarbeitungseinheit (NPU) integriert, die in den AMD Ryzen AI-Chips enthalten ist.

Auf der Computex-Messe in Taiwan im vergangenen Monat kündigte AMD seinen Ryzen AI-Prozessor (Codename Strix Point) sowie andere fortschrittliche Technologien an und erläuterte die Designs in einer Presseveranstaltung in Los Angeles.

AMD betonte, dass NPUs für KI-PCs unerlässlich sind, da das rapide Wachstum und die Spezialisierung von KI-Workloads eine neue Computerarchitektur erfordern. Mit der Erweiterung von KI-Modellen in Größe und Vielfalt werden sie zunehmend unverzichtbar für Betriebssysteme. Vamsi Boppana, Senior Vice President der KI-Gruppe bei AMD, hob die Leistungsvorteile von NPUs hervor und erklärte, dass sie neural Netzwerkberechnungen mit einer bis zu 35-fachen Leistung pro Watt im Vergleich zu herkömmlichen CPUs durchführen können und integrierte Grafikprozessoren (iGPUs) um das Achtfache übertreffen.

Jack Huynh, Senior Vice President für Computing und Grafik bei AMD, wies auf die bedeutenden Fortschritte des Unternehmens im KI-Zeitalter hin und skizzierte den Weg von der Zen-Architektur 2017 bis zur Einführung der ersten NPU für PCs im Jahr 2023. „AMD hat eine lange und umfassende Geschichte der Innovation“, betonte Huynh und unterstrich die Bedeutung von KI-PCs für den Schutz der Datensicherheit.

Die Ryzen AI-Serie von AMD umfasst den weltweit ersten x86-Prozessor mit integrierter NPU. Über 100 KI-gesteuerte Erlebnisse wurden in Zusammenarbeit mit großen Computerherstellern wie Acer, Asus, Dell, HP und Lenovo eingeführt. Asus plant, seine AMD-basierten KI-PC-Laptops später in diesem Monat bei Best Buy vorzustellen.

Die neuesten Ryzen AI-Chips verfügen über 16 RDNA 3.5 GPU-Berechnungseinheiten und 12 Zen CPU-Kerne, die 24 gleichzeitige Threads verarbeiten können, sowie eine NPU mit einer Leistung von 50 TOPS, die auf der AMD XDNA 2-Architektur basiert. AMD hat zudem Partnerschaften mit über 150 Softwareanbietern geschlossen, die 2024 Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie Zusammenarbeit, kreativem Editing, Gaming, persönlicher KI-Hilfe und Unternehmensproduktivität auf den Markt bringen werden.

AMD bezeichnet seine NPU-Architektur als auf der XDNA-Grundlage basierend, die aus mehreren AI Engine-Kacheln besteht, die mit Speicherkacheln verbunden sind – ein Bruch mit herkömmlichen Mehrkernprozessoren. Das flexible Design von XDNA 2 bietet programmierbare Verbindungen und überlegene Leistung im Vergleich zu vorherigen Generationen und erreicht fünfmal die Rechenkapazität der AMD Ryzen 7040-Serie.

AMD gibt an, dass die NPU-Leistung 50 TOPS erreicht, was den Höchstwert an float16 TFLOPS übertrifft und Konkurrenten wie Apple M4 ANE, Intels bevorstehende „Lunar Lake“-NPU und Qualcomms Snapdragon Elite X (geschätzt bei 45 TOPS) übertrifft. HP gab kürzlich bekannt, dass es mit AMD-Zusammenarbeit 55 TOPS auf seinen KI-PCs erreichen kann.

Der einheitliche KI-Software-Stack von AMD unterstützt Open-Source-Plattformen und positioniert das Unternehmen als führend über mehrere KI-PC-Generationen hinweg. Asus berichtet, dass Benutzer mit seinem AMD-basierten Desktop vier Stunden bei der KI-Verarbeitung einsparen können.

Darüber hinaus präsentierte AMD-CTO Mark Papermaster die Zen 5-Architektur, die in die kommenden Granite Ridge-Desktop-Prozessoren integriert wird. Die Verbesserungen umfassen eine gesteigerte Effizienz bei der Befehlsverarbeitung und der Datenbandbreite, was entscheidend zur Verbesserung der KI-Fähigkeiten beiträgt.

Insgesamt wird erwartet, dass Zen 5 eine Steigerung der durchschnittlichen Befehle pro Taktzyklus um 16% für verschiedene Anwendungen bietet, begleitet von erheblichen Verbesserungen beim maschinellen Lernen in Einzelkernverarbeitung.

Die Roadmap von AMD zeigt den kommenden 3. Gen Ryzen AI, Codename Strix Point, während die 5. Gen AMD Epyc-Prozessoren für Ende 2024 erwartet werden, die Technologien mit 4 nm und 3 nm nutzen.

Sebastien Nussbaum, Corporate Vice President für Computing und Grafik bei AMD, betonte das transformative Potenzial der KI-Verarbeitung in den 2020er Jahren und hob den raschen Anstieg verfügbarer KI-Modelle und deren Nutzung hervor. Mit Microsofts Copilot als Vorreiter für KI-unterstützte Betriebssystemfunktionen erwartet Nussbaum natürlichersprachliche Interaktionen und nahtlose, KI-gesteuerte Benutzererfahrungen.

David McAfee, Corporate Vice President für Grafik und Client-Kanal bei AMD, gab Einblicke in die Ryzen 9000-Serie, die am 31. Juli auf den Markt kommen wird. Jede Variante bietet unterschiedliche Kernzahlen und Leistungsspezifikationen, mit erheblichen Leistungssteigerungen im Vergleich zu Wettbewerbern.

McAfee betonte die entscheidende Rolle von KI bei der Umgestaltung von Branchen und sagte voraus, dass AMD Ryzen AI-Prozessoren bei Gaming-Anwendungen Intel und Qualcomm übertreffen werden. Der AMD Ryzen 9 9900X wird voraussichtlich bemerkenswerte Leistungssteigerungen in beliebten Spielen und bei der KI-Verarbeitung bieten.

Insgesamt positionieren sich die Fortschritte von AMD an der Spitze der KI-PC-Revolution und versprechen verbesserte Datensicherheit, geringere Latenzzeiten und transformative Benutzererfahrungen in der Ära des KI-gesteuerten Computings.

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