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)。