基本介紹
- 中文名：XDNA架構
- 產品類型：神經處理單元架構
- 上市時間：2023年
- 所屬品牌：AMD
技術定義與特徵,架構設計與原理,套用產品系列,
技術定義與特徵
XDNA架構採用自適應數據流架構和空間分區架構。其設計旨在解決AI計算面臨的頻寬有限、記憶體消耗大和高功耗等核心挑戰，通過自適應互連和自定義數據流映射，減少對外部記憶體的訪問，從而在電池供電的AI PC上實現高能效的AI性能。
該架構的核心優勢包括無快取未命中、高數據頻寬、低記憶體容量需求、低時延以及高能效。其空間分區特性支持多重AI任務並發處理，且互不影響服務質量。
該架構已演進至XDNA 2。XDNA 2在XDNA基礎上進一步擴展規模，AI計算單元從20個增加至32個，記憶體模組相應增加，並引入對Block FP16數據格式的支持。這使得其NPU算力大幅提升至50 TOPS，能效也顯著提高。
架構設計與原理
AMD XDNA架構是一種自適應數據流架構，巨觀上由大量的AI計算單元的平鋪陣列組成，採用類似Mesh的匯流排互聯。每個AI計算單元包含矢量計算模組、標量計算模組和本地數據存儲模組，採用存算一體化設計，以減少數據搬運並提高能效。
XDNA架構通過自適應互聯和空間分區，支持多重AI任務並行處理而不影響服務質量，並減少外部記憶體訪問以提高性能和能效。
XDNA 2架構相比XDNA 1，AI Tile數量從20個增至32個，Mem Tile從5個增至8個，每Tile MAC數量翻倍，片上記憶體增加60%，支持最多8個並發空間流。
XDNA 2引入獨有的Block FP16（塊浮點16）數據格式，平衡計算性能與精度，並支持基於列的電源門控，顯著提升能效。
套用產品系列
AMD銳龍7040系列移動處理器率先在x86處理器中集成了第一代基於XDNA架構的NPU，AI算力為10 TOPS。銳龍8040系列搭載了第二代基於XDNA架構的NPU，NPU算力提升至16 TOPS。銳龍AI 300系列配備了基於XDNA 2架構的第三代NPU，AI算力為50 TOPS，並支持Block FP16等新特性。
基於Zen 4架構的銳龍PRO系列商用處理器也集成了XDNA架構的NPU，支持Ryzen AI技術。
