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CPU的“光彩”被GPU夺走?AI PC成为最大翻盘机遇
2023-12-12 来源:贤集网
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关键词: 芯片 人工智能 AMD

在近日举办的“Advancing AI”峰会上,AMD CEO Lisa Su除了带来精彩的MI 300系列芯片介绍外,“Ryzen AI”也成为了她昨天演讲中不可忽略的一个重点。IDC在日前发布的一份白皮书中也表示,到2024年,人工智能将成为PC行业的“必备功能和主流选择”。

以中国市场为例,根据IDC提供的数据,2024年中国新增的个人电脑将有54.7%是人工智能个人电脑,但在2023年这一比例仅为8.1%。展望2027年,这个数字将快速飙升至84.6% 。

而伴随着AI PC的火热,整个PC市场也有望迅速回温。



研究公司Canalys在最近的报告中表示,由于宏观经济环境改善以及假期通常是销售旺季,所以本季度PC出货量将增长 5%,一扭过去七个月连续下降的局势。报告进一步指出,在AI进入PC这个概念的推动下,整个PC出货量在2024 年将进一步加速,全球增速将达到 8%。

面对这“泼天的富贵”,AMD也正在加紧其布局。


率先将NPU引入X86处理器

首先说明一下,将AI引入PC,AMD是x86领域的第一个。

早在年初发布锐龙7040系列处理器的时候,AMD就领先于竞争对手,率先将一个NPU集成到其X86处理器中,从而引出了公司的“Ryzen AI”概念。据了解,这是一种集成的 AI 引擎,可以处理诸如在视频通话期间进行背景模糊、自动取景、眼神矫正等任务。从技术层面看,如下图所示,AMD通过在X86处理器中加入一个NPU,让消费者在 AI PC 上更接近个人计算的强大功能,将工作、协作和创新的效率提升到一个全新的水平,以便您可以更好地与周围的世界保持联系。

在行业盛会Hotchips 2023上,AMD更是通过锐龙7040 Phoenix系列,概览公司“Ryzen AI背后的神秘面纱——XDNA架构,这也是其NPU的核心技术。如图所示,AMD 在Phoenix 中集成了16 个AIE-ML 区块,并可功能分割,让多个应用共用人工智能引擎。

虽然AMD并没有详细介绍AIE,但据台媒引述相关资料介绍,这是一个来自AMD收购的Xilinx公司的技术,集成了六个指令的超长指令集架构(6-way VLIW),单一指令含两个纯量(Scalar)运算、一个向量乘法(Vector Multiplication)、两个存储载入(Load)和一个存储回存(Store)。AIE 有两个向量暂存器档案,一组6kB 提供浮点乘法器输入,另一组8kB 保存累加值。此外,AIE 有16kB 指令存储和64kB 数据存储,16 个AIE 共用2MB L2 快取。

值得一提的是,和Nvidia A100 / H100 一样,AIE 支援50% 稀疏率(Sparsity),特定场合可提高一倍理论效能。

AMD Lisa Su表示,目前市场上已经有50多款笔记本产品采用基于锐龙7040系列处理器的Ryzen AI。AMD 现在也已发货超过数百万颗内置 XDNA NPU 的处理器。不过,他们并未止步,开始迈入了Ryzen AI的第二个阶段,Ryzen 8040则是其首个重磅产品。


CPU不会被取代

CPU之所以叫做“中央处理器”,就在于其“中央”的地位,它始终是计算的中枢所在,更像是一个为所有事情都操碎了心的家长或者指挥官,而且不断跟随时代的变化而不断演进,有着无可比拟的灵活性、适应性。

事实上,即便是在当下的AI浪潮中,CPU依然有着不可取代的地位,大语言模型经过优化之后在CPU上也可以有着极高的执行效率,再配合特定加速器,协同加速,效率更上一层。



就算AI性能强如NVIDIA,也从未放弃对CPU处理器的追求,最新的所谓Grace+Hopper超级芯片,就是CPU+GPU的综合体。如果GPU真的可以完全取代CPU,为何还要如此折腾呢?

在当今的x86通用处理器中,最强悍的莫过于AMD EPYC。

2017年诞生重返高性能计算市场以来,EPYC系列凭借优秀的Zen家族架构,性能、能效都越来越强,能力越来越丰富:高性能计算、边缘计算、人工智能、云服务、5G与通信基础设施、虚拟化……几乎无所不能。

最新的第四代EPYC,更是有着全新的5nm制造工艺、全新的Zen 4架构、Chiplet芯粒布局与最多96核心192线程、最多384MB海量三级缓存、最高4.4GHz加速频率、最高12通道DDR5-4800内存(单路最大容量6TB)、最高128条PCIe 5.0总线、CXL 1.1+高速互连标准、全新升级的加密计算……几乎在每个方面都没有对手。

在全球最强的500台超级计算机中,AMD EPYC处理器与Instinct加速器的搭档也已经成为新的潮流,TOP25中已拿到5个席位。

按照能效排名的Green500榜单中更是在TOP10里占据了8个位置,能效之高前所未有。

AMD最新发布的GPU加速器Instinct MI300X搭档第四代EPYC 9004系列处理器,相信会成为超算领域的下一波焦点,得到了越来越多客户的采纳。

融合了Zen4 CPU架构、CDNA3 GPU架构的Instinct MI300A,更是全球首款面向AI、HPC的加速器,最典型案例当属美国正在打造的El Capitan,有望成为全球第一代达到200亿亿次计算的超算,傲立世界之巅。

完全可以说,在这个AI前所未有繁荣的时代,CPU通用处理器的地位不但没有下降,反而焕发了新的活力,展现了更多可能,AMD EPYC家族更是树立了新的标杆。


AI PC将至,生态还需完善

联想CEO杨元庆曾表示在明年9月将会正式上线销售AI PC——“将会推出由骁龙赋能的AI智慧终端”。AI PC被各大厂商视作一个全新的风口,业界预测2024年将会是“AI PC元年”。然而,在芯片处理器能够承载AI需求、终端设备能够部署大模型之后,距离人们能够轻松体验AI PC还差一步。

纵观PC发展的历史,其软硬件性能的升级都是通过应用生态驱动的:最初以办公为主要场景,应用便围绕着Windows生态进行建设;之后的互联网时代,通信技术结合WEB 2.0诞生了其他应用,并进一步促进了移动设备的发展,在AI PC上,也同样需要新的使用场景和开发场景,构成一组全新的生态。

英特尔副总裁兼中国软件生态事业部总经理李映表示,未来AI PC的发展有三个关键点。首先是由开放生态驱动;其次,开发者可以借助应用进行更快、更好的规模化开发;第三,要具备给用户带来价值的杀手级应用。“未来可能会有更多的新型应用出现在AI PC上。AI PC时代的真正到来,是由应用的丰富程度以及用户的使用黏合度来决定的。”李映说。

如李映所言,生态开放能够有效促进应用开发,开发者便可能被激发出更多创造性、应用数量和质量不断提升并最终出现杀手级应用,三者已然成为芯片和软件厂商的布局方向。



实现开放生态的有效途径是加强合作。英特尔启动“AI PC加速计划”,与超过100家ISV伙伴深度合作,并集合300余项AI加速功能,致力于在音频效果、内容创建、视频协作等多方面强化消费者在PC的体验;在近日微软Ignite 2023的现场,英伟达CEO黄仁勋回顾了英伟达与微软过去的合作成果,双方在“英伟达GPU+Windows PC”这一合作模式的基础上,构建出将大模型从云端推广到PC端和工作站的安装基础,AIGC走上PC正逐渐成为可能。

在开发生态层面,头部厂商也在将触角延伸到更多领域。高通曾于2022年推出AI软件栈(Qualcomm AI Stack),支持包括TensorFlow、Pytorch和ONNX在内的所有主流开发框架和操作系统。高通表示,当前可以直接在任务管理器当中找到Hexagon NPU,这也意味着开发者可以观察到其运行情况和工作负载。

而在应用和系统方面,11月1日微软正式发布Microsoft 365 Copliet 11。据了解,Microsoft Copilot可提供与微软工作趋势指数报告类似的分析;根据用户偏好提供定制化回复;还有会议记录等辅助团队合作等功能。同时,微软围绕Copliet做了一系列的更新,并表示,Copilot for Service能够利用生成式AI扩展现有的联络中心,客服人员在与客户的沟通中可以用自然语言向Copilot for Service提问,并从知识库中获得基于数据源的相关洞察,更高效地解决问题;而Copilot in Microsoft Dynamics 365 Guides结合了生成式AI和混合现实能力,无需手动操作,即可帮助一线服务行业专业人员使用自然语言和人类手势提供交互式指导。

尽管距离真正的AI PC问世还有一段时间,但半导体、操作系统、独立软件供应商、OEM和广大开发者正在积极备战。作为一种新样态的生产力工具,AI PC不仅能够简化工作流程、保护个人隐私,更重要的是,未来出现在PC上的“杀手级应用”可能会如ChatGPT一般,带给用户超出预期的智能化、个性化体验。