AMD XDNA
XDNA هي بنية دقيقة لمعالجات التعلم العميق طورتها شركة AMD . صُممت هذه البنية للتعامل مع مهام التعلم الآلي ، مثل برامج الذكاء الاصطناعي . وهي تعتمد على تقنية Xilinx التي استحوذت عليها AMD عام 2022. تُدمج تصميمات السيليكون القائمة على XDNA في معالجات Ryzen AI التابعة للشركة، حيث تُكمل وحدة المعالجة المركزية Zen ووحدة معالجة الرسومات RDNA على نفس الشريحة. [ 1 ] [ 2 ]
الهندسة المعمارية والميزات
تعتمد XDNA على بنية تدفق بيانات مكانية ، حيث تعالج وحدات محرك الذكاء الاصطناعي (AIE) البيانات بالتوازي مع الحد الأدنى من الوصول إلى الذاكرة الخارجية. يستفيد هذا التصميم من التوازي وموقع البيانات لتحسين الأداء وكفاءة استهلاك الطاقة. تحتوي كل وحدة AIE على:
- معالج متجه VLIW + SIMD مُحسَّن لمهام الحوسبة عالية الإنتاجية وعمليات الموترات.
- معالج قياسي من نوع RISC مسؤول عن التحكم في التدفق والعمليات المساعدة.
- كتل الذاكرة المحلية لتخزين الأوزان والتنشيطات والمعاملات الوسيطة، مما يقلل الاعتماد على ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية الخارجية ويخفض زمن الوصول .
- ذاكرة البرنامج والبيانات المدمجة على الشريحة والتي تعمل على تقليل زمن الوصول واستهلاك الطاقة بشكل أكبر عن طريق تقليل حركة مرور الذاكرة الخارجية.
- محركات DMA مخصصة ووصلات قابلة للبرمجة لنقل البيانات الحتمي وعالي النطاق الترددي بين البلاطات.
تتميز مصفوفات البلاطات بقابليتها للتوسع والتصميم المعياري، مما يسمح لشركة AMD بتكوين وحدات المعالجة العصبية (NPUs) بأعداد بلاطات متفاوتة لتناسب متطلبات الطاقة والمساحة والأداء المختلفة. تصل ترددات التشغيل عادةً إلى 1.3 جيجاهرتز، ويمكن تعديلها وفقًا للقيود الحرارية وقيود الطاقة.
أجيال
الجيل الأول (XDNA)
تم إطلاق وحدة المعالجة العصبية XDNA الأولية في أوائل عام 2023 مع سلسلة Ryzen 7040 "Phoenix"، حيث حققت ما يصل إلى 10 تيرابايت من العمليات في الثانية (TOPS) في الأجهزة المحمولة. [ 3 ]
تحديث الجيل الأول: هوك بوينت
تم إطلاق سلسلة معالجات Ryzen 8040 "Hawk Point" في عام 2024، وهي تعمل على تحسين وحدة المعالجة العصبية (NPU) من خلال تحديثات البرامج الثابتة ، وزيادة سرعات الساعة، وتحسينات الضبط، مما يرفع الأداء إلى حوالي 16 تيرابايت في الثانية. [ 4 ]
الجيل الثاني (XDNA 2)
ظهرت معمارية XDNA 2 لأول مرة مع معالجات Ryzen AI 300 و PRO 300 المحمولة، المبنية على معمارية Zen 5 الدقيقة . وقد حقق هذا الجيل زيادةً هائلةً في إنتاجية الذكاء الاصطناعي، حيث وصلت إلى 55 تيرابايت في الثانية في الطرازات الرائدة. [ 1 ] [ 5 ] [ 6 ]
تفاصيل البنية الدقيقة
يتكون جوهر XDNA من مصفوفة مرتبة مكانيًا من وحدات محرك الذكاء الاصطناعي، مما يتيح المعالجة المتوازية والمتسلسلة لأحمال عمل التعلم الآلي. تتضمن كل وحدة ما يلي:
- نوى متجهة VLIW + SIMD مُحسَّنة لعوامل التعلم الآلي الشائعة مثل ضرب المصفوفات والالتفافات.
- معالج تحكم قياسي لتسلسل التعليمات وإدارة العمليات على مستوى البلاطات.
- وحدات ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) الموجودة على الشريحة تخزن معلمات النموذج والبيانات الوسيطة لتقليل عمليات الوصول المكلفة إلى الذاكرة الخارجية.
- وحدات تحكم DMA قابلة للبرمجة وبنية ربط منخفضة زمن الوصول تسهل نقل البيانات بشكل حتمي مع الحد الأدنى من التوقفات.
يُمكّن هذا التصميم المعماري من إجراء عمليات حسابية منخفضة زمن الوصول وعالية النطاق الترددي، وهو أمر ضروري لاستنتاج الذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي في الأجهزة الطرفية.
فوائد
- زمن الاستجابة الحتمي: تضمن بنية تدفق البيانات المكانية توقيتات استدلال يمكن التنبؤ بها ومتسقة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل في الوقت الحقيقي.
- كفاءة الطاقة: يقلل استخدام الذاكرة المحلية المدمجة في الشريحة من عمليات الوصول إلى ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية الخارجية، مما يقلل من استهلاك الطاقة مقارنةً بأساليب وحدة معالجة الرسومات أو وحدة المعالجة المركزية التقليدية. [ 7 ]
- كثافة الحوسبة: تتيح كثافة الحوسبة العالية (TOPS) في منطقة سيليكون صغيرة الحجم إمكانية دمجها في أجهزة رقيقة وخفيفة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة فائقة النحافة ومحطات العمل المحمولة .
- قابلية التوسع: يدعم تصميم البلاطات المعياري التوسع من الأجهزة المحمولة خفيفة الوزن ذات عدد قليل من البلاطات إلى خوادم من فئة المؤسسات ذات العديد من البلاطات.
تكامل المنتج
| نموذج | بنية وحدة المعالجة العصبية | أنوية/خيوط وحدة المعالجة المركزية | ذروة NPU TOPS | ملحوظات |
|---|---|---|---|---|
| Ryzen 7040 "Phoenix" | الحمض النووي X (الجيل الأول) | حتى 8 درجات مئوية / 16 درجة مئوية | حوالي 10 قمم | إطلاق تقنية XDNA مبدئيًا في أجهزة Ultrabooks |
| معالج رايزن 8040 "هوك بوينت" | XDNA (تحديث الجيل الأول) | حتى 8 درجات مئوية / 16 درجة مئوية | حوالي 16 قمة | تحسين تردد/ضبط وحدة المعالجة العصبية |
| Ryzen AI 300 / PRO 300 ("Strix Point") | إكس دي إن إيه 2 | تصل إلى 12 درجة مئوية / 24 درجة مئوية | حوالي 50-55 نقطة | وحدات المعالجة المركزية الرائدة للذكاء الاصطناعي للأجهزة المحمولة |
| معالج رايزن AI 5 330 | إكس دي إن إيه 2 | 4C / 8T | حوالي 50 قمة | شريحة ذكاء اصطناعي للمبتدئين مزودة بوحدة معالجة عصبية كاملة |
البرمجيات والنظام البيئي
يدعم نظام XDNA من خلال حزم برامج AMD ROCm (Radeon Open Compute) وVitis AI ، مما يُمكّن المطورين من استخدام وحدة المعالجة العصبية (NPU) لتسريع مهام الذكاء الاصطناعي بكفاءة. وتدعم هذه الأدوات أُطر عمل التعلم الآلي الشائعة مثل ONNX و TensorFlow و PyTorch . [ 8 ] بالإضافة إلى ذلك، يدمج وقت تشغيل التعلم الآلي لنظام التشغيل Microsoft Windows تسريع وحدة المعالجة العصبية من AMD في الأجهزة المُسوّقة باسم Copilot+ PCs، مما يُتيح الاستدلال المحلي للذكاء الاصطناعي دون الحاجة إلى الحوسبة السحابية . [ 9 ]
القيود
- إن قيم TOPS المعلن عنها هي الحد الأقصى النظري؛ ويختلف الأداء الفعلي بناءً على المساحة الحرارية المتاحة، وخصائص عبء العمل، وتحسينات برامج التشغيل/البرامج.
- تقوم بعض الطرازات للمبتدئين بتعطيل أو تقييد وظائف وحدة المعالجة العصبية لتوفير الطاقة وتقليل مساحة الشريحة.
- يتطور النظام البيئي للبرمجيات والأدوات، ومن المتوقع استمرار التحسينات للاستفادة الكاملة من إمكانيات الأجهزة.
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 "شركة AMD تكشف النقاب عن معالجات Ryzen من الجيل التالي "Zen 5" لتشغيل تجارب الذكاء الاصطناعي المتقدمة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2025 .
- ↑ "شركة AMD تستحوذ على شركة Xilinx لتسريع الابتكار الصناعي" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 سبتمبر 2025 .
- ↑ "تُوسّع AMD محفظة منتجاتها من أجهزة الكمبيوتر الشخصية المزودة بتقنية الذكاء الاصطناعي التجارية لتحقيق أداء رائد في أنظمة الكمبيوتر المحمولة والمكتبية الاحترافية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2025 .
- ↑ "الإعلان عن معالجات AMD Ryzen 8040 Series "Hawk Point" المحمولة مع وحدة معالجة عصبية أسرع" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2025 .
- ↑ "شركة AMD تكشف عن حلول الذكاء الاصطناعي الرائدة في مؤتمر Advancing AI 2024" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2025 .
- ↑ "معايير أداء وتحليل سلسلة AMD Ryzen AI 300" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 سبتمبر 2025 .
- ↑ جونسون، إميلي. "مسرعات الذكاء الاصطناعي الموفرة للطاقة: دراسة مقارنة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2025 .
- ↑ "منصة برمجيات AMD ROCm" . تم الاطلاع عليها في 20 سبتمبر 2025 .
- ↑ "نظرة عامة على Windows ML" . تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2025 .
روابط خارجية
- نوى الملكية الفكرية لشركة AMD
- أجهزة الكمبيوتر