XDNA2 NPU是AMD公司推出的第二代神經處理單元（NPU）架構。該架構隨銳龍AI 300系列移動處理器（代號Strix Point）首次推出。其AI算力高達50 TOPS（個別型號可達55 TOPs），性能為上一代XDNA架構的3倍。XDNA2 NPU支持Block FP16浮點格式，在計算速度與INT8格式相當的同時，提供接近FP16格式的高精度。架構層面，AI計算引擎（AIE Tile）從20個增至32個，每個引擎內乘加器（MAC）數量翻倍，片上快取增加60%，並通過最佳化實現了最多2倍的能效提升。該NPU可用於運行本地大語言模型（如Llama）、AI助手（如Copilot）、視頻會議背景虛化、AI繪圖等任務，並滿足Windows 11 AI PC對NPU算力的要求。
基本介紹
- 中文名：XDNA2 NPU
- 產品類型：神經處理單元
- 上市時間：2024年6月
- 所屬品牌：AMD
技術特點,性能參數,套用與功能,產品搭載,發展沿革,市場評價與對比,
技術特點
XDNA 2是AMD推出的第二代神經處理單元（NPU）架構，首發套用於銳龍AI 300系列（代號Strix Point）移動處理器。相較於初代XDNA架構，其在計算單元規模、數據格式支持、能效控制等方面進行了升級，旨在為AI PC提供本地AI計算能力。其核心AI引擎單元（AI Tile）數量從初代的20個增加至32個（分為四行八列），且每個AI引擎單元內的MAC（乘加累計操作）數量翻倍。板載（片上）記憶體容量增加了1.6倍，以支持更大規模的本地調度與運算。
該架構支持8條並發空間流（比上代翻倍），並支持空間分區和時間分區。空間分區可將不同列的核心單元分配給實時視頻、音頻等不同任務；時間分區則適合讓全部核心先後處理大語言模型等大型任務。根據負載不同，NPU可以按列（4/8/16/20/24/28/32）進行開關，以最佳化能效。
XDNA 2支持Block FP16（塊浮點）格式。該格式在計算性能上與INT8格式相當，是傳統FP16格式的兩倍，同時其精度接近傳統FP16甚至FP32（可達FP32的99.7%-100%），使得模型在幾乎無損精度的情況下，體積相比FP16可減小44%。這有助於緩解AI計算中速率與精度難以兼顧的問題。
此外，架構增強了對非線性函式的支持，並增加了稀疏計算相關功能。在能效方面，採用了基於列的精細電源門控設計，結合工藝改進，使得其能效比（性能功耗比）相比前代產品最多提升2倍。
綜合以上升級，XDNA 2 NPU在INT8和Block FP16格式下可提供高達50TOPS的AI算力，部分型號如銳龍AI 9 HX PRO 375可達55 TOPS。AI性能較上一代產品最多提升3倍，成為當時算力較高的集成NPU方案之一。
性能參數
XDNA2 NPU可提供高達50 TOPS的峰值AI算力，部分高端型號如銳龍AI 9 HX PRO 375的NPU算力可達55 TOPS。相比初代XDNA NPU的10 TOPS，XDNA2 NPU的算力提升達5倍；與AMD銳龍7040系列處理器相比，其NPU在處理AI工作負載時性能預計可提高3倍。
在處理某些AI工作負載時，XDNA2 NPU的能效相比前代產品預計最多可提高2倍。
其50 TOPS的算力完全滿足微軟Copilot+ PC對NPU算力需達到40+ TOPS的要求。
套用與功能
XDNA2 NPU為Windows 11 AI PC提供AI算力，支持Copilot、Recall（回顧）、實時字幕、Windows Studio Effects（背景虛化、眼神互動、自動構圖）等系統級AI功能。其可本地運行Llama 2/3、通義千問等大型語言模型，並支持Stable Diffusion、Amuse AI等AI繪圖軟體完成文生圖與圖像超解析度任務。
在視頻會議或直播場景中，該NPU可在Camo Studio等軟體中實現手勢識別、AR特效與視頻增強。XDNA2 NPU能加速文檔處理、郵件協助等AI辦公套用，並支持企業級安全軟體進行AI反釣魚數據分析。用戶可通過Windows任務管理器查看該NPU的實時占用情況。
XDNA2 NPU使相關設備能夠支持Windows 11的AI功能生態、本地運行大型語言模型以及使用AI辦公與創意工具。
產品搭載
XDNA2 NPU是AMD的第二代神經處理單元。其首發搭載於AMD銳龍AI 300系列移動處理器，代號Strix Point。該NPU是銳龍AI 300系列處理器的標準配置，涵蓋AI 9、AI 7和AI 3等子系列。XDNA2 NPU亦套用於AMD銳龍AI Max系列處理器及定製型號如銳龍AI 9 HX PRO 375。製造工藝採用4nm製程。與Zen 5 CPU架構、RDNA 3.5 GPU架構共同構成Zen 5 + RDNA 3.5 + XDNA 2三重架構組合。
發展沿革
其前身為AMD第一代NPU架構XDNA。2023年12月，訊息泄露稱下一代移動處理器（代號Strix Point，後定名為銳龍AI 300系列）將採用XDNA2 NPU，實現3倍生成式AI性能。2024年6月，AMD正式發布銳龍AI 300系列處理器，XDNA2 NPU作為其核心組件同步亮相。同期，AMD發布了專為XDNA/XDNA2 NPU設計的開源Peano LLVM編譯器，以完善開發工具鏈。AMD公布了銳龍AI軟體棧的長期路線圖，將持續為XDNA2 NPU最佳化並支持更多AI模型（如Llama 2/3、通義千問等）。
市場評價與對比
XDNA2 NPU在發布時其算力參數為50-55 TOPS，高於同期部分競品。XDNA2 NPU支持Block FP16浮點格式，該格式使其在AI計算中兼顧性能與精度，與支持INT8格式的方案在精度方面有所不同。
XDNA2 NPU可分擔CPU和GPU的AI計算負載。與上一代產品相比，XDNA2 NPU在處理部分AI工作負載時能效有所提升。
XDNA2 NPU套用於Windows 11的AI功能、本地大模型運行及部分AI創意工具中。其算力滿足微軟Copilot+PC的相關要求，是AI PC的硬體組件之一。
