AMDは、過去数年間にわたりIntelからCPU市場シェアを大きく奪った後、近い将来に向けたCPU、GPU、その他の種類のチップのロードマップを拡大し、AI、データセンター、その他の分野でより大きな野心を明らかにしました。
これらの野心は、AMDが木曜日に開催したFinancial Analyst Day 2022イベントで発表された。このイベントで同社は、サーバーやその他のデバイス向けに高性能で高速なチップを開発することに改めて重点を置き、Intel、Nvidia、その他のチップ企業にとってより強力な競争相手になること、AIでより大きなプレーヤーになること、改良されたソフトウェアでアプリケーションを可能にすること、カスタムシリコンを増やすことなどの意向を示した。
「これらは、差別化という点で私たちが勝利できる分野だと考えています」と、AMDのCEO、リサ・スー氏はイベントの冒頭の挨拶で述べた。「コンピューティング技術におけるリーダーシップ、データセンターにおけるリーダーシップの拡大、AIのフットプリントの拡大、ソフトウェア機能の拡張です。そして、より幅広いカスタムソリューションの取り組みを結集していくことが重要です。なぜなら、これは今後の成長分野だと考えているからです。」
このイベントで、AMDはEpycサーバーチップとRyzenクライアントチップの新しいロードマップ、データセンター向けの新しいタイプのハイブリッドCPU-GPUチップを導入する計画、そして将来的にザイリンクス買収によるAIエンジンを複数の製品に統合する目標を明らかにした。
AIコンピューティングの分野でNvidiaに追いつく道があることを示唆して、同社は、さまざまな種類のチップ上でAIアプリケーションをプログラミングするための統合ソフトウェアインターフェースの計画も発表した。これは、IntelのOneAPIツールキットに似ている。
このチップ設計会社は、カスタムチップ事業をビデオゲームコンソールの分野を超えて、ハイパースケールデータセンター、自動車、5Gなどの新しい分野に拡大することに熱心です。
「当社は既に非常に幅広い高性能ポートフォリオを有しており、チップレット向けでは業界をリードするプラットフォームを既に構築しています。しかし、今後は、サードパーティのIPだけでなく、顧客のIPもこのチップレットプラットフォームに追加しやすくしていく予定です」とスー氏は述べた。
Zen 4の大幅な強化が約束され、AIに最適化されたZen 5は2024年に登場
AMD は、今年後半に発売予定の Ryzen 7000 デスクトップ チップや Epyc Genoa サーバー チップなど、Zen 4 CPU コア アーキテクチャを使用した今後のチップについて、さらに詳しい情報を発表しました。
また、AIと機械学習の最適化を統合し、パフォーマンスと効率性を強化した次世代のZen 5アーキテクチャも2024年に登場予定であると発表しました。
AMDは昨年秋に初めてプレビューを行い、Zen 4は5nm製造プロセスを採用した初の高性能x86アーキテクチャになると宣言し、チップ設計者が新しいアーキテクチャのパフォーマンスを測定する際に主に用いるZen 3と比較して、クロックあたりの命令数（IPC）が8～10%向上すると約束しました。比較対象として、2020年にデビューしたZen 3は、Zen 2と比較して約19%という大きなIPC向上を実現しました。
IPCの向上はやや控えめかもしれませんが、AMDは「ワット当たりの性能と周波数の世代間パフォーマンスの大幅な向上」に加え、シングルスレッド性能が15%以上向上し、コアあたりのメモリ帯域幅が最大125%増加すると予想しています。Zen 4チップには、AIとAVX-512向けの命令セット拡張も搭載されます。
AMD は、これらの「大幅な」改善がどのようなものかを説明するために、16 コアの Zen 4 デスクトップ CPU (おそらく Ryzen 7000 ラインアップのもの) は、Zen 3 と比べてワットあたりのパフォーマンスが 25% 以上向上し、全体的なパフォーマンスが 35% 以上向上すると述べました。
AMD の最新 Zen アーキテクチャ ロードマップ。クリックして拡大します。
AMDは更新されたZenロードマップの中で、Zen 4では異なる製品向けに5nmと4nmプロセスノードの両方を採用し、今年初めにRyzen 7 5800X3DデスクトップチップとEpyc Milan-Xサーバーチップで発表した垂直キャッシュ技術を採用したZen 4バージョンが登場することを明らかにしました。これは、AMDがクラウド向けに最適化されたEpyc Bergamoチップに採用しているZen 4cアーキテクチャに加えて採用されるものです。
2024年以降、Zen 5も同様の状況になるでしょう。クラウド向けに最適化されたチップには、垂直キャッシュ版とZen 5c版が登場するでしょう。
Epyc Genoaは第4四半期にリリース、新しい特殊サーバーチップは2023年にリリース予定
AMDは昨年秋にEpycチップを初めて発表した後、次世代汎用サーバーCPU「Genoa」を第4四半期に発売する予定であると発表した。同社はこれに続き、クラウドに最適化されたサーバーCPUの初ラインナップとなる「Bergamo」を2023年前半に発売する予定だ。
AMDは2021年にデビューした第3世代Epycチップを皮切りに、様々な製品分野に対応するEpycの複数バージョンを展開し始めました。第3世代Epycでは、製品グループは「Milan」というコード名で総称される汎用チップと、「Milan-X」と呼ばれる技術コンピューティング向けに最適化されたプロセッサに分かれていました。近々登場するZen 4c搭載のBergamoチップにより、Epycはクラウド最適化モデルへとさらに拡張されます。
AMDは、今年後半に発売予定の汎用Genoaチップにおいて、最大96個のZen 4コアによる「最高レベルのソケットパフォーマンスとコアあたりのパフォーマンス」、そして最大12チャネルのDDR5メモリによる「最高レベルのメモリ帯域幅と容量」を実現すると約束しています。チップ設計者は、その予告として、最上位のGenoaチップは、同社の最上位第3世代Epycチップと比較して75%以上高速なJavaパフォーマンスを提供すると述べています。
Genoaチップは、PCIe 5接続とConnect Express Link（CXL）によるメモリ拡張機能を搭載します。AMDによると、Genoaではメモリ暗号化やCXL関連機能など、機密コンピューティング機能の進化も期待できるとのことです。
Bergamoに関して、AMDは「クラウドネイティブのリーダーシップ」を約束しており、このラインの最上位チップは、同社の最上位である第3世代Epycチップと比較して2倍のクラウドコンテナ密度を提供すると予告しています。この性能向上は、Bergamoチップが最大128個のZen 4cコアと最大256スレッドを搭載し、12チャネルのメモリとPCIe 5をサポートするという事実によって実現されています。
AMDは、BergamoはGenoaのSP5サーバープラットフォームと互換性があり、Zen 4命令セットと互換性があるため、アプリケーションのコードを書き直す必要はないと述べた。
AMDの最新Epycサーバーロードマップ。クリックして拡大。
AMDは、汎用Genoaチップとクラウドに最適化されたBergamoチップの登場に合わせ、Zen 4アーキテクチャを他の2つのEpycチップセットにも拡張することを発表しました。最初のGenoa-XはMilan-Xの後継となり、最大96コアとソケットあたり1GBを超える大容量L3キャッシュを備え、テクニカルコンピューティングおよびデータベースアプリケーションをターゲットとします。
2つ目のSienaは、Epycチップの新たな注力分野であるインテリジェントエッジと通信を象徴する製品です。Sienaは「低コストプラットフォーム」に最大64個のコアを搭載し、ワットあたりの性能も最適化されています。
2024年に何が登場するかについては、AMDはコード名Turinを持つ第5世代のEpycを予告しました。
Epyc CPUとCDNA 3 GPUを組み合わせたInstinct MI300
AMD は、データセンターの CPU 以外にも、Zen 4 ベースの Epyc CPU と最新の CDNA 3 アーキテクチャを使用する GPU を組み合わせた、新たに公開された Instinct MI300 チップにより、アクセラレータ分野で Nvidia や Intel と競争するという大胆な野心を示しています。
チップ設計者は、2023年に登場予定のInstinct MI300を「世界初のデータセンターAPU」と呼んでいる。これは、AMDが従来、統合グラフィックスを搭載したクライアントCPUに使用してきた「アクセラレーテッド・プロセッシング・ユニット」という用語に由来している。
これは、今後2年間でAMD、Nvidia、Intelの3社がCPUとGPUを融合させたチップをデータセンター市場に投入することを意味します。NvidiaのGrace Hopperスーパーチップは来年初めに、IntelのFalcon Shores XPUは2024年に登場予定です。
AMDは、Instinct MI300が、昨年秋に発売されたデータセンター向けGPUシリーズ「Instinct MI250X」と比較して、AIトレーニング性能が8倍以上向上すると主張しています。Instinct MI250Xは、NVIDIAのフラッグシップモデル「A100」に対して、従来よりも競争力のある製品です。また、「メモリ帯域幅とアプリケーションレイテンシにおいてリーダーシップを発揮する」と謳っています。
AMDによると、Instinct MI200シリーズに搭載されているCDNA 2 GPUアーキテクチャと比較して、Instinct MI300に採用されているCDNA 3アーキテクチャは、AIワークロードにおけるワット当たり性能が5倍以上向上するという。これは、5nmプロセス、3Dチップレットパッケージング、CPUとGPUがメモリを共有できる統合メモリアーキテクチャ、そしてAMDの新世代Infinity CacheとInfinity Architectureの採用によって実現される。
AMDによると、Instinct MI300はCPU、GPU、キャッシュ、高帯域幅メモリに「画期的な」3Dパッケージングを採用する。さらに、このアーキテクチャ設計により、ディスクリートCPUとGPUを使用する実装と比較して、APUの消費電力を削減できるという。
AMDはザイリンクスのAIエンジンを複数の製品に採用する予定
AMD が FPGA 設計企業 Xilinx を 490 億ドルで買収してから数か月が経ち、先月いくつかの統合計画をほのめかした後、同社は複数の製品で Xilinx の AI エンジンと FPGA ファブリック テクノロジを使用する計画について、より詳しい情報を明らかにしました。
今後、ザイリンクスの AI エンジンと FPGA ファブリックは、XDNA という名前で「アダプティブ アーキテクチャ」ビルディング ブロックと呼ばれるようになります。
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AI エンジンは、いわゆる「データフロー アーキテクチャ」で構築されており、高いパフォーマンスとエネルギー効率の組み合わせを必要とする AI および信号処理アプリケーションに最適です。
一方、FPGA ファブリックは、FPGA ロジックとローカル メモリを備えた適応型相互接続として機能します。
AMDは5月に計画を予告した後、今後数年間で発売予定の2世代のノートPC用CPUを含む将来のRyzenプロセッサにAIエンジンを搭載する計画を発表しました。また、同社は将来のEpyc CPUにもAIエンジンを搭載する予定であることを予告しました。
AMDは統合AIスタックソフトウェアを約束
AMDは、AIコンピューティングにおけるより大きな野望を実現できるよう、これまでは別々だったCPU、GPU、ザイリンクスのアダプティブチップ用のソフトウェアスタックを1つに統合し、開発者にさまざまな種類のチップをプログラムするための単一のインターフェースを提供することを約束した。
この取り組みは「Unified AI Stack」と呼ばれ、最初のバージョンでは、GPUプログラミング用のAMDのROCmソフトウェア、CPUソフトウェア、およびXilinxのVitis AIソフトウェアが統合されます。
異なるソフトウェアスタックを 1 つに統合します。クリックして拡大します。
AMDは、これにより開発者は最適化された推論モデルにアクセスでき、同社の幅広いチップポートフォリオ全体でPyTorchやTensorFlowなどの人気のAIフレームワークを使用できるようになると述べた。
「ミドルウェアの統合をさらに進めていきます。MLグラフコンパイラの共通化、そしてライブラリAPIの共通化をさらに進めていきます。そして、これらのターゲット向けに、事前に最適化されたモデルも確実にさらに多く展開していく予定です」と、ザイリンクスの元CEOで、現在はAMDのアダプティブ＆エンベデッドコンピューティンググループの責任者を務めるビクター・ペン氏は述べた。
新しいRyzen CPUとRDNA 3ベースのRadeon GPUが登場
イベントの最後に、AMD は今後数年間に発売される新しい消費者向け CPU および GPU 製品の詳細をいくつか公開しました。
Ryzen 7000デスクトップチップが今秋登場する中、AMDは、消費者は今後、5nm Zen 4アーキテクチャを使用した他の2種類のデスクトップCPUを期待できると述べた。1つは、今年初めにRyzen 7 5800X3Dでデビューした3D垂直キャッシュテクノロジを使用するもので、もう1つは、少なくともしばらくの間、今年初めにかなり入手が困難だった新世代のThreadripper CPUである。
AMDの最新Ryzenデスクトップロードマップ。クリックして拡大。
AMDは2024年に、コード名Granite Ridgeの高度なノードでZen 5アーキテクチャを使用するデスクトップチップを発表する予定です。
ノートパソコン向けでは、AMDは2023年に登場予定の新世代Ryzenチップ（コードネーム：Phoenix Point）を発表しました。このチップはZen 4に加え、統合グラフィックスに同社の新アーキテクチャRDNA 3を採用します。同社は2024年に、Zen 5とRDNA 3の改良版であるRDNA 3+を採用した次世代チップ「Strix Point」を投入する予定です。前述の通り、どちらのチップもAMDのXDNAアダプティブ・アーキテクチャ・ポートフォリオのAIエンジンを搭載します。
AMDの最新RyzenノートPCロードマップ。クリックして拡大。
新たに公開されたRDNA 3アーキテクチャは、今年後半に発売予定のNavi 3製品を含む将来のRadeon GPUの基盤となります。AMDは、Navi 3は「業界をリードするワット当たり性能」に加え、「システムレベルの効率」と「高度なマルチメディア機能」を提供すると述べています。
RDNA 3は、チップレット設計、次世代Infinity Cache、そして5nmプロセス技術を組み合わせ、AMDによると、最新のRadeon製品に搭載されているRDNA 2アーキテクチャと比較して、ワットあたりの性能が50%以上向上するという。AMDは2024年に、先進的なノードを採用したRDNA 4アーキテクチャを発表する予定だ。®
