Мобільні процесори AMD Ryzen 7040: ядра Zen 4, графіка RDNA3 та інтегрований Ryzen AI

Під час виставки CES 2023 компанія AMD анонсувала відразу декілька лінійок мобільних процесорів. Особливу увагу привертає серія чипів AMD Ryzen 7040, яка, здається, увібрала всі найбільш прогресивні доробки виробника на поточний час.

Моделі цієї лінійки виготовляються за технологічними нормами 4 нм FinFET, використовують до 8 обчислювальних ядер з архітектурою Zen 4, а також отримали відносно потужну інтегровану графіку RDNA3. Крім того, саме AMD Ryzen 7040 стали першими процесорами виробника з апаратним блоком прискорення обчислень завдань з алгоритмами, пов’язаними зі штучним інтелектом. ШІ-рушій отримав назву Ryzen AI й оснований на масштабованій архітектурі XDNA.

Для блоку використовуються напрацювання компанії Xilinx, придбання якої завершилось на початку минулого року та обійшлось AMD у 50 млрд доларів. Тож інтегрований блок Ryzen AI можна вважати першими практичними результатами підсиленої команди для споживчих рішень.

Ryzen AI та архітектура XDNA

XDNA – це нова адаптивна архітектура AMD для штучного інтелекту, для розвитку якої розробники вже мають відповідну дорожню карту.

Нейронні мережі функціонують як нейрони, де дані перетікають з шару в шар. Припустимо, є кілька шарів нейронів, де кожна “точка” виконує якусь обчислювальну функцію – наприклад, матричне множення або згортку, а потім дані передаються наступному нейрону для обробки. Існує досить велика послідовна залежність від рівня до рівня. Щоб слідувати цьому, архітектура рушія Ryzen AI працює як адаптивна архітектура потоку даних, де може фактично використовувати великий масив обчислень та ефективно передавати дані від масиву до масиву. Це можна зробити, не звертаючись до зовнішньої пам’яті або навіть до кешу, який часто споживає більше енергії і призводить до більш тривалої затримки.

Ryzen AI дозволяє одночасно виконувати чотири ШІ-потоки, таким чином реалізуючи багатопотокове навантаження. Водночас всі ресурси блока можуть використовуватись для роботи над однією задачею.

Наявність апаратного Ryzen AI дозволяє розвантажити CPU/GPU, а також ефективніше використовувати ШІ-навантаження ще й з точки зору загального енергоспоживання та витрат заряду батареї. Робота спеціалізованого блоку над специфічними завданнями потребує значно менше енергії, ніж виконання на загальних блоках.

Використання ШІ-обчислень цілком можна вважати наступною “великою річчю”, яка передбачає значні технологічні зміни. Області використання тут дуже широкі, починаючи від роботи з образами під час відеотрансляцій та іграми, закінчуючи питаннями безпеки та предиктивного користувацького дизайну. Наявність спеціалізованих апаратних блоків на користувацьких пристроях лише прискорить розповсюдження застосунків та рішень, що отримують переваги при використанні ШІ.

З новими чипами Ryzen 7040 компанія AMD черговий раз відкриває нову нішу, та напевне буде намагатись розвинути свій успіх. Що ж може запропонувати основний конкурент? Під час анонсу свої мобільних лінійок чипів Core 13-го покоління розробники Intel також торкалися теми ШІ, згадуючи про можливість використання Intel Movidius VPU (Versatile Processing Units). Втім, у цьому випадку мова йде не про інтегроване рішення, а дискретний модуль для прискорення ШІ-обчислень.

В контексті VPU в першу чергу акцент роблений на допоміжних опціях для роботи з камерою під час трансляцій – якісне розмиття фону, відслідковування погляду та автоматичне кадрування. Не дивно, що початково розробники зосереджуються саме на цих застосуваннях, де спеціалісти компанії Movidius, яка була поглинута Intel, мають велику експертизу. Та напевне згодом VPU будуть мати ширший спектр задач.

Можливості Intel Movidius VPU достеменно не відомі. На сайті виробника згадується анонс модуля Intel Movidius 3700VC VPU, але без будь-яких технічних деталей, окрім уточнення про можливість використання ефектів у Windows Studio.

Однак очевидно, що якщо йдеться про додатковий дискретний модуль, на масове розповсюдження не слід очікувати. Навіть на слайді Intel вказано, що Intel Movidius VPU будуть постачатись лише з окремими лептопами на базі процесорів Intel Core 13-го покоління, в першу чергу для розробників та тестувальників.

Але Intel також збирається активно розвивати екосистему штучного інтелекту, а першими процесорами з інтегрованим ШІ-прискорювачем VPU стануть мобільні чипи Meteor Lake, які мають з’явитись вже цього року. То ж поки AMD має певну перевагу у часі, цікаво, як саме розробники використають цю можливість.

Модельний ряд Ryzen 7040

Серія мобільних чипів Phoenix на старті буде включати три моделі – 8-ядерні Ryzen 9 7940HS (8/16; 4,0/5,2 ГГц) та Ryzen 7 7840HS (8/16; 3,8/5,1 ГГц) й 6-ядерний Ryzen 5 7640HS (6/12; 4,3/5,0 ГГц). Всі чипи мають кеш-буфер L3 місткістю 16 МБ та L2 з розрахунку по 1 МБ на кожне ядро. Заданий TDP всіх CPU конфігурується в межах 35–54 Вт.

Старші 8-ядерні моделі, на перший погляд, майже не відрізняються між собою, окрім робочих частот CPU, та на 100 МГц швидшої роботи іGPU у флагмана. Водночас, на відміну від топової моделі, Ryzen 7 7840HS не має підтримки технологій AMD EXPO та Curve Optimizer.

Своєю чергою Ryzen 5 7640HS, крім зменшення кількості ядер і робочих частот, також втратив підтримку Precision Boost Overdrive (PBO), заявлену для 8-ядерників. До того ж 6-ядерний чип оснащений кількісно спрощеною графікою AMD Radeon 760M з 8 виконавчими модулями RDNA3.

Технічні характеристики

AMD вже оприлюднила розгорнуті специфікації чипів Ryzen 7040. Крім згаданих особливостей, ще цілий ряд нюансів заслуговує на окрему увагу.

Кристали для чипів Ryzen 7040 виготовляються компанією TSMC за найбільш прогресивним 4-нанометровим техпроцесом FinFET. Загальний розмір монолітної кремнієвої пластинки складає 178 мм², при цьому на такому майданчику вміщується близько 25 млрд транзисторів. Це приблизно вдвічі більше, ніж у процесорів попереднього покоління Ryzen 6000.

Старші 8-ядерні моделі Ryzen 7040 отримають нову інтегровану графіку AMD Radeon 780M на базі архітектури RDNA3. Відеоядро має до 12 виконавчих блоків з 768 обчислювачами, яке працює на частотах до 3 ГГц. Тут можна виокремити підтримку SmartShift MAX та SmartAccess Memory. Оголошена підтримка DisplayPort 2.1 та HDMI 2.1, з можливістю виводити зображення в режимі 8К при 60 Гц, 4К@240 Гц або 1080p@600 Гц.

Для Ryzen 5 7640HS передбачене відеоядро AMD Radeon 780M з 8 виконавчими блоками RDNA3, що містять сумарно 512 обчислювачів з максимальною робочою частотою графічного ядра на рівні 2 800 МГц. Функціональних обмежень тут немає, мова лише про відносне зниження продуктивності.

Що стосується периферійних можливостей, то Phoenix можуть запропонувати два порта USB 4 (до 40 Гб/c) та чотири USB 2.0 (до 480 Мб/c). Окрім того, моделі Ryzen 7 7840HS й Ryzen 5 7640HS можуть запропонувати пару USB 3.2 Gen 2 (10 Гб/c), які не згадуються в описі флагмана. Допускаємо, що тут присутня помилка в таблиці ТХ.

Процесори Ryzen 7040 не отримали підтримки шини PCI-E 5.0, натомість пропонуючи 20 ліній PCI-E 4.0 для підключення дискретної графіки та накопичувачів.

Контролер пам’яті дозволить використання DDR5-5600 або LPDDR5x-7500 у двоканальному режимі. Що цікаво, процесори підтримують 4 модулі (навіть дворангових), при цьому загальна місткість ОЗП може складати 256 ГБ. Звичайно, не факт, що подібні конфігурації будуть реалізовані багатьма виробниками ноутбуків, але напевно ми побачимо й такі цікаві виключення для специфічних завдань.

Судячи з оснащення Ryzen 7040, вірогідно, саме ці чипи будуть використовуватись як основа для майбутніх десктопних APU Ryzen 7000G.

Продуктивність AMD Ryzen 7040

Даних про очікувану продуктивність Ryzen 7040 поки обмаль. Фактично доступні лише показники, продемонстровані на презентації. Під час рендерінгу у багатопотоковому режимі Cinebench 8-ядерний процесор Ryzen 9 7940HS (8/16; TDP 35–45 Вт) виявляється на 34% швидшим за Core i7-1280P (6/12+8) з TDP 28-64 Вт, а також відчутно випереджає платформу Apple з чипом M1 Pro. В іграх перевага над системою з процесором Intel заявлена до 21%, тоді як показники рішення від Apple на цьому етапі відсутні з очевидних причин.

Також згідно з інформацією на представлених презентаційних діаграмах, процесор Ryzen 9 7940HS з ШІ-рушієм Ryzen AI в тесті MobileNet v2 з обчисленнями нейромережі виявився на 20% швидшим, ніж SoC Apple M2, який також має апаратний ШІ-прискорювач Neural Engine. Своєю чергою за даними Apple, версія Neural Engine у чипі M2 здатна обробляти 15,8 трлн операцій за секунду, що на 40% більше можливостей NE-блока у M1. Тож перевага нових Ryzen над SoC Apple попереднього покоління у відповідних задачах має бути ще більш відчутною.

Під час презентації також наочно демонструвалась перевага Ryzen 9 7940HS над згаданими опонентами під час рендерингу сцени у Blender. Втім, подібні порівняння потребують додаткової перевірки, тому як у схожих умовах чипи Intel з великою кількістю додаткових ядер E-Cores зазвичай виступають більш потужно.

Автономність ноутбуків на Ryzen 7040

Під час своєї доповіді CEO AMD Ліза Су не шкодувала схвальних епітетів на рахунок автономності ноутбуків на базі чипів Ryzen 7040. Перехід на сучасний 4-нанометровий техпроцес та використання нової платформи дозволили значно покращити ці показники.

Однак анонсована можливість роботи від батареї впродовж 30+ годин у режимі перегляду відео виглядає певним перебільшенням. Будемо раді помилятися, але навіть з урахуванням всіх покращень, вказаний показник аж занадто оптимістичний. Враховуючи, що мова йде не про рекордно економічні чипи, а моделі з TDP 35–54 Вт. Але залюбки на власному досвіді переконаємось у можливості майбутніх ноутбуків на базі Ryzen 7040 працювати від одного заряду акумулятора понад добу. Раптом інтегрований Ryzen AI дійсно здатен творити дива.

З експериментами доведеться дещо почекати. Перші ноутбуки на 4-нанометрових чипах AMD Phoenix з інтегрованим Ryzen AI почнуть з’являтись в березні поточного року.