作者：周源/华尔街见闻7 月 28 日，锐龙 AI 300 笔记本上市。这款机型之所以受到关注是因为搭载了 AMD 全新的 AI 处理器 “锐龙 AI 300 系列”（4nm 工艺制程）。这个系列的处理器，采用了 AMD 全新的 Zen 5 架构。AMD 曾在今年 6 月初的中国台北国际电脑展上发布了锐龙 AI 300 系列和锐龙 9000 系列两款桌面 AI 处理器，并对 Zen 5 架构做了简要介绍。在 7 月 28 日搭载了锐龙 AI 300 系列桌面处理器的笔电上市之前，AMD 在美国举办的 Zen 5 Tech Day 技术活动上，披露了这款处理器的详细技术信息。Zen 5 架构的定制款被称为 Zen 5c，特征是更 “紧凑” 的内核，比标准全功能的 Zen 5 架构内核小约 25%。这两种内核类型，在同一芯片上，具有不同数量的缓存。这是 AMD 首次做出这样的设计。AMD 在 2017 年推出 Zen 架构，取代了之前的 Bulldozer（推土机）架构：Zen 架构的 IPC（平均每周期指令）性能比 Bulldozer 架构提升了 52%，远超预期的 40% 性能提升值。在 Zen 架构推出七年以来，AMD 将之迭代了 5 次。AMD 宣称，新推出的 Zen 5 架构，比前代 Zen 4 架构的 IPC 性能提升了 16%，“实现了性能的实质性飞跃”。AMD 做了什么努力？简单来说，AMD 做了多项架构改进，包括增加每时钟周期指令数、拓展指令分派与执行带宽、翻倍缓存数据带宽和 AI 加速等等。比如，通过扩展管道和矢量大小，AMD 以此增强 Zen 5 架构的吞吐能力，这有助于同时处理更多数据并提高核心的并行处理能力。CPU 诞生至今，在设计层面已形成一套成熟的体系。大致上，CPU 设计分为前端和后端两个环节，物理模块结构大致包括指令预取与解码、整数执行、浮点执行、载入存储和缓存等不同的单元。Zen 5 架构提升了前端的部分模块的规格，比如从 1 提升到 1.5：AMD 设计了双预取、双解码流水线和提升一倍的指令带宽等（前端）。其中，前端带宽指令翻番，有助于提高处理器处理复杂计算和数据密集型任务的效率。这个新设计，也体现在 L1 和 L2 缓存之间，以及增加了 L1 缓存到浮点（FP）单元的数据传输速率。Zen 5 架构的浮点与矢量执行单元部分，在 Zen 4 架构引入 AVX-512 指令集的基础上，从仅支持 256 位数据宽度，强化为支持完整的 512 位；L1 缓存容量也从 32KB 增大到 48KB，同时从 8 路增强为 12 路。面对如今汹涌澎湃的 AI 算力和应用需求，Zen 5 架构大幅提升了数学加速单元的性能：单核执行数学学习提速最高至 32%，AES-XTS 指令提速最多至 35%。正因为有了这些技术努力，故而 Zen 5 架构的 IPC 性能可提升 16%，在有些场景中，甚至能提升 35%。AMD 称 Zen 5 架构整体性能比前代提升幅度 “巨大”，是否夸张？华尔街见闻查阅了 Zen 架构之前四次迭代的性能提升幅度后发现，这个措辞多少有些夸张。Zen+、Zen 2、Zen 3 和 Zen 4 各自比前代的性能提升幅度分别是 3%、15%、19% 和 13%。这次是 16%，不如 Zen 3 的性能升幅。但这并没有影响 Zen 5 架构的技术创新和由此带来的 AI 性能表现。这是一款符合 AI 需求的桌面处理器，而采用 Zen 3 架构的处理器并未具备这些新的技术优势。7 月 28 日上市的搭载锐龙 AI 300 系列处理器的笔记本电脑，有 Zen 5 和 Zen 5c 两种规格。这两款处理器采用了完全相同的 CPU 架构，不同之处是什么？Zen 5c 属于定制款，相对来说，因为采用 “紧凑型” 设计，因此相对 Zen 5 架构，Zen 5c 架构的缓存更小，频率也更低，但能效更高，更符合移动场景需求。作为一款 AI PC 处理器，锐龙 AI 300 系列也采用异构设计，即 CPU+GPU+NPU。其中，CPU 架构升级到了 Zen 5，GPU 则采用了 RDNA 3.5 架构，NPU 用了 XDNA 2 架构。其中，RDNA 3.5 架构主要提升了能效比、内存性能和电池续航。NPU 部分，XDNA 2 架构将 AI 引擎单元从 20 个增加到 32 个（分四行八列)），每个单元内的 MAC 数量翻倍；叠加板载内存容量增加的 1.6 倍、支持 Block FP16 块状浮点格式、非线性增强支持和 8 条并发空间流（比前代架构实现翻倍），故而锐龙 AI 300 系列的 NPU 算力，高达 50 TOPS。这个指标，在全球范围内，超越了头部同类竞品：Intel Lunar Lake（48 TOPS）、高通骁龙 X Elite（45 TOPS）、苹果 M4（38 TOPS）。

锐龙 AI 300 系列笔电 7 月 28 日上市，Zen 5 架构（CPU）强在哪？

- 锐龙 AI 300 笔记本搭载 AMD 全新的 AI 处理器 “锐龙 AI 300 系列”（4nm 工艺制程），采用 Zen 5 架构，具有更 “紧凑” 的内核和不同缓存数量。
- AMD 的 Zen 5 架构通过增强吞吐能力和提高前端带宽，实现了 IPC 性能提升，支持完整的 512 位数据宽度和数学加速单元性能提升。
- 搭载锐龙 AI 300 系列处理器的笔记本有 Zen 5 和 Zen 5c 两种规格，其中 Zen 5c 架构相对 Zen 5 更适合移动场景，NPU 算力高达 50 TOPS，超越同类竞品。

赛道 Hyper | AMD AI PC 芯片 Zen 5 架构露真容