傳統與AI性能兩開(kāi)花：AMD Zen 5架構處理器全解析
如今我們早已進(jìn)入了AI時(shí)代，包括ChatGPT、LLM等模型應用已經(jīng)讓人們的生活得到天翻地覆的變化，對于CPU等硬件廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，AI大規模普及帶來(lái)的算力要求達到了前所未有的程度，除了面向AI訓練的服務(wù)器級別的硬件之外，主要用于A(yíng)I推理的消費級處理器同樣也需要強大的算力，讓AI應用更加高效。
在臺北Computex 2024中，AMD發(fā)布了Zen 5架構處理器，包括銳龍AI 300系以及銳龍9000系處理器，就在上周，AMD于洛杉磯舉辦了2024年的Tech Day活動(dòng)，為大家詳細介紹了Zen 5處理器的性能、參數以及與之配套的應用。熱點(diǎn)科技也受邀來(lái)到現場(chǎng)，為大家帶來(lái)Zen 5架構的詳細介紹。
Zen 5：徹底優(yōu)化，新制程架構讓AI應用得心應手
首先是Zen 5架構，Zen 5架構擁有6個(gè)ALU，數量是上一代的3倍，此外AMD也表示銳龍9000系列處理器的調度器更加統一，從而能夠讓數據處理更加高效。以滿(mǎn)足AI、游戲等應用的高效運行。此外Zen 5也采用了48KB的12路L1緩存，在浮點(diǎn)運算以及最大帶寬上均是上代的2倍，當然Zen 5處理器也同樣支持完整版的AVX512指令，從而在一些專(zhuān)業(yè)應用上有事半功倍的作用。
值得注意的是，與移動(dòng)處理器有所不同的是，AMD銳龍9000桌面處理器并沒(méi)有加入NPU，預計未來(lái)桌面CPU的主要功能還是與GPU打配合，從而滿(mǎn)足復雜的AI應用。具體到大家關(guān)心的性能數據上，AMD Zen5的IPC相比較Zen 4提升了16%左右，這個(gè)成績(jì)還是相當令人滿(mǎn)意的，畢竟除了IPC之外，基于Zen 5打造的銳龍9000系處理器在頻率上同樣有所提升。
在A(yíng)I應用上，Zen 5表現得就更加出色，其中機器學(xué)習應用中，單核性能至高可以提升32%，而AES-XTS加密算法性能提升將達到35%，從而在新興應用中充分壓榨處理器的性能。此外Zen 5也采用了臺積電的4nm以及3nm制程架構，從而在頻率、性能、功耗等方面都處于行業(yè)領(lǐng)先。此外這一次AMD也表示Zen 5架構將會(huì )應用于各個(gè)領(lǐng)域，除了桌面與移動(dòng)處理器之外，包括EPYC霄龍處理器以及嵌入式處理器等都將采用Zen 5架構，從而讓企業(yè)部署更加得心應手。
銳龍9000系處理器：綜合性能最優(yōu)
對于桌面級用戶(hù)來(lái)說(shuō)，銳龍9000系處理器的出現能夠讓游戲表現更加出色，當然全新的Zen 5架構也讓整個(gè)處理器的綜合表現達到前所未有的程度，而這種表現不僅僅是簡(jiǎn)單的性能，更包括功耗以及溫度。
首先是這一次的銳龍9000系處理器首發(fā)包括四個(gè)不同的型號，也就是銳龍9 9950X、銳龍9 9900X、銳龍7 9700X以及銳龍5 9600X，從核心以及線(xiàn)程數來(lái)看，它們與銳龍7000系處理器也沒(méi)有什么區別，分別為16核32線(xiàn)程、12核24線(xiàn)程、8核16線(xiàn)程以及6核12線(xiàn)程，頻率方面分別為5.7GHz/5.6GHz/5.5GHz以及5.4GHz。這些實(shí)際參數也已經(jīng)在臺北電腦展上公布了。
具體到實(shí)際性能，AMD銳龍9 9900X處理器與Intel Core i9-14900K相比，生產(chǎn)力性能提升幅度在10%，而游戲性能則領(lǐng)先13%上下。AMD銳龍7 9700X處理器與Intel Core i7-14700K相比，生產(chǎn)力性能領(lǐng)先15%，游戲性能領(lǐng)先12%，而銳龍5 9600X在生產(chǎn)力應用中性能領(lǐng)先20%，游戲性能提升11%。至于為什么沒(méi)有銳龍9 9950X處理器的對比，大概率就是因為目前還沒(méi)有一個(gè)合適的對手吧。
不過(guò)如果光是從游戲性能來(lái)說(shuō)，除了AMD老對手英特爾酷睿處理器之外，AMD銳龍9000系處理器還有一個(gè)自家兄弟需要競爭，那就是擁有超大緩存的X3D系列處理器，AMD拿出銳龍7 9700X處理器以及銳龍7 5800X3D處理器作為對比對象，應該是認為這顆處理器算得上是最適合游戲玩家的處理器產(chǎn)品。在官方給出的對比圖中，銳龍7 9700X處理器的游戲性能平均提升12%，還是相當給力的。
當然AMD也承認，在一些特別吃緩存的游戲中，還是X3D系列處理器更有優(yōu)勢，并且與銳龍7000系X3D處理器相比，銳龍7 9700X處理器只能算是打得有來(lái)有回，不出意外的話(huà)未來(lái)AMD也將推出基于Zen 5架構打造的X3D系列處理器，從而在游戲性能上更加出色。事實(shí)上新的制程以及架構紅利讓銳龍9000系處理器不但在絕對性能上讓人滿(mǎn)意，更是在溫度以及功耗上可以帶來(lái)十分驚艷的表現。
除了旗艦銳龍9 9950X處理器仍然保持170W的TDP之外，其他三款處理器在TDP上均有所下降，銳龍9 9900X變成了120w，而銳龍7 9700X以及銳龍5 9600X處理器的TDP為65W。熱阻效率提升了15%，從而讓在相同TDP下，銳龍9000系處理器的溫度下降幅度大約為7攝氏度。再加上改良過(guò)的PBO策略，新一代的銳龍9000系處理器將不再是火龍而讓人頭疼，主流處理器達到95攝氏度閾值的這種情況應該不會(huì )在默認設置下再次出現。
可以說(shuō)改良之后的銳龍9000系處理器不但在性能上有比較大的提升，功耗以及溫度的下降也讓處理器當之無(wú)愧地成了如今綜合性能最為出色的處理器終端，銳龍9000系處理器將于7月31日正式發(fā)售。
銳龍AI 300系處理器：集AI大成于一身
銳龍9000系處理器如果說(shuō)是桌面處理器的巔峰的話(huà)，那么銳龍AI 300系處理器則是集AI大成于一身的新一代APU，除了CPU之外，包括RDNA 3.5 GPU以及XDNA 2 NPU更是讓這顆處理器擁有極其出色的圖形以及AI算力。
AMD兩款銳龍AI 300系處理器包括銳龍AI 9 HX 370以及銳龍AI 9 365處理器，前者擁有12核24線(xiàn)程的規格，最高頻率5.1GHz，擁有36MB的緩存，搭載Radeon 890M移動(dòng)顯卡，后者則擁有10核20線(xiàn)程的規格，最高頻率為5.0GHz，34MB的緩存，搭載Radeon 880M移動(dòng)顯卡。AMD將大頭放到了銳龍AI 300系處理器的NPU上，實(shí)際上這一次的Tech Day對于銳龍AI 300系處理器的CPU和GPU著(zhù)墨就沒(méi)有這么多了。CPU在架構上與桌面處理器相差不大，而GPU則采用了RDNA 3.5架構，在能效比以及帶寬上擁有更高的表現，同時(shí)AMD也表示RDNA 3.5能夠為筆記本帶來(lái)更高的續航。
與上一代GPU相比，RDNA 3.5的紋理渲染率達到了2倍，并且顯存帶寬也將有所增加，具體到實(shí)際表現上，與Hawk Point處理器相比，TimeSpy性能提升32%，而Night Raid提升19%，這還是在15W條件下的使用場(chǎng)景，如果TDP提升至25W或者35W，那么GPU性能將會(huì )提升更大。在臺北電腦展上AMD就已經(jīng)公布了一部分的測試成績(jì)，應對1080P分辨率的游戲也是完全沒(méi)有任何的問(wèn)題。
當然銳龍AI 300系處理器中的C位選手顯然是NPU，AMD也花大量的時(shí)間為大家介紹基于XDNA 2打造的全新一代NPU。首先是AI，AMD表示對于不同的AI應用負載，所需要的算力實(shí)際上也是不同的，例如高負載過(guò)去一直使用GPU，而輕度AI負載由CPU負責，但是CPU需要負責通用任務(wù)，而GPU更多地使用在圖形渲染上，兩者處理AI任務(wù)的效率談不上特別高，這時(shí)候就要第三種處理單元也就是專(zhuān)門(mén)為AI打造的NPU登場(chǎng)。
AMD表示對于A(yíng)I應用來(lái)說(shuō)，不同應用的模型大小實(shí)際上有著(zhù)很大的不同，比如說(shuō)實(shí)現實(shí)時(shí)應用的AI特效所使用的模型就十分小巧，不需要太大的AI算力，但是像是Stable Diffusion 或者是LLM，就需要更大的AI算力，甚至還需要GPU來(lái)幫忙，但是GPU的功耗十分高。如果以能效比計算，GPU是CPU的8倍，而NPU則是CPU的35倍，因此越來(lái)越多的廠(chǎng)商將NPU植入到處理器之中。而AMD也是世界上首個(gè)將NPU植入到X86處理器中的廠(chǎng)商，也初步打造了屬于自己的AI生態(tài)系統。
傳統的多核處理器的計算單元之間相對比較獨立，在進(jìn)行計算的時(shí)候需要先通過(guò)緩存才能進(jìn)行數據交換，這樣無(wú)形中添加了數據交換的延遲，而到了X(qián)DNA AI引擎中，計算模塊共同在一個(gè)大的計算單元之中，相互之間為并行狀態(tài)，從而能夠更加快捷地從事特定任務(wù)例如AI的計算，AMD XDNA 2則將AI計算單元進(jìn)行了大幅擴容，從20個(gè)AI引擎提升到了32個(gè)AI引擎，進(jìn)而讓AI算力從10TOPS狂飆至50TOPS，算力提升5倍，并且效率也能提升2倍，從而讓AI筆記本在續航表現上更加出色。
除此之外，隨著(zhù)AI應用場(chǎng)景的不斷延伸，大家對于A(yíng)I計算的精度也越來(lái)越高，傳統的INT8似乎已經(jīng)有點(diǎn)力不從心，但是FP32算力又太過(guò)于浪費，因此AMD想到了FP16，它的算力遠超FP32，并且精度也足夠使用，因此AMD選擇FP16以及INT8將其融合打造成為Block FP16數據類(lèi)型，結合了16位數據的高精度和8位數據的高性能，使AI計算更高效，實(shí)際表現也同樣如此。
甚至和更高精度的FP32相比，Block FP16在特定場(chǎng)合也沒(méi)有太大的損失，滿(mǎn)足AI任務(wù)是完全沒(méi)有任何的問(wèn)題。可以說(shuō)在如今的技術(shù)水平下，Block FP16是讓消費者處理器解決AI應用的最優(yōu)選，此外50TOPS的NPU算力也是目前移動(dòng)處理器中最好的選擇。有了強大的NPU，再配合改良過(guò)后的GPU與CPU，AMD銳龍AI 300系處理器能夠帶給用戶(hù)無(wú)與倫比的綜合體驗。
Ryzen AI：新技術(shù)讓?xiě)酶拥眯膽?/p>
雖然AMD新一代銳龍AI 300系處理器的硬件很出色，但是沒(méi)有好的軟件只能讓處理器成為無(wú)米之炊，因此AMD也不斷地更新自家Ryzen AI的應用，從而讓NPU發(fā)揮最強大的性能。
隨著(zhù)AI的爆發(fā)，越來(lái)越多的用戶(hù)、科技企業(yè)以及資本涌入到這個(gè)行業(yè)之中，目前已經(jīng)有74萬(wàn)個(gè)AI模型順利落地，2023年一共創(chuàng )造了155億張AI圖片，過(guò)去十年計算模型的規模也提升了整整1000倍，全球AI使用者也達到了3.14億，而這些數據又給AI不斷地學(xué)習與提升自我，進(jìn)一步推動(dòng)AI的發(fā)展。
作為底層操作系統，微軟對于A(yíng)I的力度支持達到了前所未有的程度，目前微軟已經(jīng)宣布了Copilot+PC概念，未來(lái)借助支持Copilot的Win11來(lái)讓用戶(hù)的生活與工作效率更上一層樓。當然AMD也已經(jīng)和微軟達成深度合作，微軟Copilot可以充分利用AMD的NPU來(lái)從事高效的AI計算。除此之外Stable Diffusion 3也在6月初的時(shí)候正式開(kāi)源，能夠創(chuàng )造出與真實(shí)社會(huì )相媲美的圖片，而Stable Diffusion XL Turbo實(shí)現了AMD NPU的深度整合，從而讓AIGC更加高效。
AMD表示與友商相比，自家Block FP16能夠帶來(lái)極其明顯的優(yōu)勢，在訓練和推理70億參數的Llama v2模型的時(shí)候，AMD的NPU算力可以提升整整五倍，而Agentic AI RAG的測試版本也已經(jīng)兼容AMD的銳龍AI 300系處理器，可以讓NPU直接運行Llama2-7B模型，在測試成績(jì)給力的同時(shí)也讓能耗大幅下降。BlackMagicdesign則表示利用AMD的AI算力，可以讓生產(chǎn)力軟件的效率大幅提升，部分特效的處理時(shí)間甚至高出了4倍，從而滿(mǎn)足視頻工作者的工作效率。
同時(shí)包括Adobe、Amuse、Ollama、Huging Face等軟件廠(chǎng)商也已經(jīng)實(shí)現了Ryzen AI的支持，總計超過(guò)了100余款。當然第三代Ryzen AI還不是終點(diǎn)，AMD還推出了North Star計劃，未來(lái)AMD的Ryzen AI將會(huì )支持300億參數的大模型，實(shí)現3000的語(yǔ)義長(cháng)度，并且首個(gè)Token的生成時(shí)間也將縮短到100ms，每秒可以生成100個(gè)Token，遠超現在的數據，顯然AMD未來(lái)認為AI能夠帶來(lái)前所未有的能量，而自己的處理器也是為AI而生。
這一次的AMD Tech給人感受最深的就是整個(gè)會(huì )議都圍繞著(zhù)AI打造，畢竟現在A(yíng)I的發(fā)展實(shí)在是太過(guò)出乎意料，尤其是當資本大幅涌入之后，AI模型日新月異，大家對于A(yíng)I的算力要求也達到了前所未有的程度，AMD推出的基于Zen 5架構的處理器，可以很好地應對消費級的AI應用，從而為用戶(hù)帶來(lái)不同尋常的使用體驗，自然也能在這場(chǎng)AI時(shí)代中占盡先機。
不過(guò)我們也看到，AI發(fā)展得越快，算力要求也就越高，部分應用像是Sora、Stable Diffusion 3.0都對AI提出了極其嚴苛的算力需求，而這已經(jīng)不僅僅是APU可以解決的，不過(guò)可以肯定的是，今后的很長(cháng)一段時(shí)間內，APU等處理器所負責的AI應用覆蓋面將會(huì )越來(lái)越廣，而一些高要求的AI應用，還將采用CPU與獨立顯卡搭配的組合，從而讓功耗以及效率保持一個(gè)完美的平衡。
