AMD сделает ставку на ускорение ИИ в будущих чипах

Согласно недавнему интервью технологического директора AMD Марка Пейпермастера (Mark Papermaster) журналистам EETimes, компания AMD собирается присоединиться к гонке ускорителей задач глубинного обучения на клиентских и встраиваемых системах. Тем не менее, компания ещё не готова предоставить какие-либо подробности в этом отношении для своих 7-нм чипов x86 Ryzen 2 и GPU Vega/Navi, которые она намерена продвигать в течение следующего года, а также о планах после 7 нм.

«Существует потребность в высокой производительности с тем, что мы называем граничными вычислениями — задачами обработки данных, близкими к источнику, — причём часто необходим анализ в режиме реального времени, — сказал господин Пейпермастер. — Всеобъемлющая стратегия AMD в отношении машинного обучения предлагает движки ИИ как для центров обработки данных, так и для граничных вычислений».

В конце 2016 года AMD выпустила первые GPU-ускорители для задач глубинного обучения в центрах обработки данных. С тех пор Google TensorFlow Processing Unit и другие специализированные проекты продемонстрировали преимущества добавления массивов блоков умножения-сложения (multiply-accumulate, MAC) в аппаратные устройства для ускорения алгоритмов глубинного обучения.

В мае 2017 года основной конкурент AMD в графической сфере, NVIDIA, представил архитектуру Volta — первый GPU со встроенными блоками MAC, которые были названы тензорными ядрами (tensor cores). Intel тоже заявила в этом году, что планирует добавить свой ускоритель Movidius на материнские платы ПК под управлением Windows ML. Аналитики полагают, что Intel в конце концов добавит в обычные настольные процессоры ядра на основе Movidius.

Господин Пейпермастер не сказал, планирует ли AMD интегрировать MAC-массивы в 7-нм ускорители Vega, которые выйдут на рынок уже в конце этого года, или в x86-процессоры Zen 2, запланированные компанией на начало следующего года. Тем не менее, он отметил, что Vega будет поддерживать дополнительные форматы помимо 16-битных инструкций с плавающей запятой, которые сегодня поддерживают графические ускорители компании. В IT-индустрии ведётся оживлённое обсуждение путей упрощения нейронных сетей для ускорения задач глубинного обучения. ARM будет поддерживать 8-битные операции в своём ML Core, NVIDIA исследует перспективы двухбитовых операций, а Imec — однобитовую альтернативу.

Пока что публичные планы AMD распространяются только до продуктов Zen 3, которые будут выпускаться с использованием 7-нм EUV-техпроцесса (литография в крайнем ультрафиолетовом диапазоне), вероятно, начиная с 2020 года. Господин Пейпермастер отказался комментировать дальнейшие планы.

Контрактные производители уже приступают к освоению следующих 5-нм норм и ищут инвесторов для 3-нм техпроцесса. «Полупроводниковые фабрики повышают показатели производительности, эффективности на ватт и плотности транзисторов, но этот процесс неуклонно замедляется по сравнению с традиционными темпами „Закона Мура“, к которому индустрия привыкла. ...Мы будем использовать новые полноценные техпроцессы в порядке их освоения. ...Кроме того, у нас есть гетерогенный подход по использованию для ускорения вычислений CPU, GPU и других ядер на одном кристалле», — отметил Марк Пейпермастер.

AMD также рассчитывает на возможность использования преимуществ так называемой упаковки чипов 2.1D, которые применяются в смартфонах и могли бы пригодиться для улучшения мощных ПК и серверных чипов. В прошлом году господин Пейпермастер говорил, что такие варианты станут доступны через два–три года. Но в этом году они выглядят, к сожалению, ненамного ближе.

«Мы видим, что OSAT-компании используют новые методы, — отметил он. — Упаковки 2.5D доказали свою перспективность, и эксперименты с другими методами многослойного размещения кристаллов начнут приносить плоды с течением времени ...Я думаю, мы увидим альтернативы упаковке 2.5D в ближайшие несколько лет». Напомним: AMD усилила нажим на NVIDIA в 2015 году, выпустив графический ускоритель Fiji с памятью HBM в упаковке 2.5D. Но этот метод оказался относительно дорогим и до сих пор не подходит для массового рынка вроде игровых видеокарт.

Марк Пейпермастер не пожелал распространяться о прогрессе совместного предприятия AMD с китайской Tianjin Haiguang Advanced Technology Investment по выпуску серверных процессоров x86 на базе архитектуры Zen. И кратко отметил: «Подобно тому, как AMD Ryzen и EPYC были хорошо приняты рынком, думаю, x86-продукция нашего совместного предприятия будет пользоваться спросом. Там существует огромная установочная база, поэтому барьер для выхода на рынок минимальный».