超能课堂(333)：AMD锐龙9000和锐龙AI 300处理器CPU、GPU、NPU全解析

在Computex2024的发布会上，AMD推出了全新的Zen5架构，包括桌面端的锐龙9000系以及面向移动端的锐龙AI300系处理器。但当时并没有透露关于架构的太多信息，只是说了产品的型号命名和参数规格，而在上周举行的AMD技术日活动上他们详细介绍了Zen5、和XDNA2的技术细节，还包括了锐龙9000和锐龙AI300系处理器的一些关键性能数据。

本次锐龙9000桌面处理器以及锐龙AI300系移动处理器均使用Zen5架构，而这两款处理器都会在本月上市，具体时间是锐龙AI300的笔记本会在7月28日，而锐龙9000处理器则是7月31日。

Zen5架构的改进方向大体可归纳为：每周期可执行更多指令；更宽的调度和执行单元；数据缓存带宽翻倍；更强的AI加速性能。

先来看前端的改进，Zen5直接升级成双管道预取和解码，搭配高级分支预测技术，可有效减少延迟、提高准确性和吞吐量，指令缓存的延迟和带宽也得到改进，这些措施有效提高了数据流和数据处理速度，且不会牺牲准确性。

整数执行单元加宽了指令分派和执行通道，分配和引退从以往Zen架构的每时钟周期6条指令增加到8条，以往的旧Zen架构整数执行单元包括4个ALU和3个AGU，而Zen5则增加到6个ALU和4个AGU，它们均配备一体化调度器，这样Zen5就拥有更大的执行窗口，在更复杂的计算工作负载下会有更好表现。此外核心缓冲区从320条目增加到448条目，以更好地处理更广的调度和执行8203;所产生的更多的未命中。

浮点执行单元获得重大更新，AMD自上代Zen4开始支持AVX-512指令集，但那是使用256位SIMD用两个时钟周期来执行AVX-512指令的，而Zen5则可提供完整的512位数据位宽，搭配6管线与2周期延迟的FADD，可处理更多浮点指令，在CPU执行一些AI模型时，能够显著提高反应速度与效能，面对未来各种AI应用。

缓存方面，一级数据缓存容量从32KB增加到48KB，宽度也从8路增加到12路，每周期4次读取2次写入，这让一级缓存与浮点单元的最大带宽直接比上代翻倍，改善了数据预取的效率。

根据AMD给出的数据，Zen5架构的性能提升主要由数据带宽、执行/退休、解码/指令缓存以及获取/分支预测这四大部分改进相互促进而成的，而Zen5的IPC较Zen4平均提升了16%之多，而使用VNNI的机械学习单核性能则比Zen4提升了32%，使用AVX-512的AES-XTS加密负载单核性能则提升了35%。

除了在7月会上市的两款消费级处理器外，采用Zen5内核的第五代EPYC也将会在今年下半年上市，目前的Zen5CCD以及锐龙AI300将会采用台积电4nm工艺生产，而未来更紧凑、更节能的Zen5c则会采用台积电3nm工艺。从图片可以看出EPYCTurin最多16个Zen5CCD，按每个CCD有8个核心计算的话最多128核，而采用Zen5cCCD的版本则最多192核。

在Zen5之后，Zen6也在路上了

今年AMD有没有RDNA4这点我还不知道，但这是AMD专门为StrixPoint移动处理器所打造的，针对每瓦能效、内存每bit效能以及更长的电池续航时间进行架构优化，它将被用在Radeon800M系列核显上。

较原来的RDNA3相比有两倍的纹理采样率和插值与比较速率，前者意味着GPU拥有前代的两倍性能，在游戏过程中纹理和图形的细节和清晰度得到增强，理论上有助于改善细节纹理，在高分辨率时更有冗余，而后者则可以更好地呈现高质量图形细节。

还引进了更先进的内存管理技术，提高了内存每bit的操作效能，降低了对LPDDR5内存访问频率，意味着读写更快，总体上也更节能，延长笔记本的电池续航力。

根据官方的数据，在同样是15W性能释放下，Radeon800M的3DMarkTimespy得分比上代提升了32%，而NightRaid跑分则提升了19%。以上就是关于的内容，说真的AMD并没有透露太多的细节信息。

Intel在宣传LunarLake时说它有CPU、GPU、NPU三个AI内核，实际上AMD自锐龙7040系列处理器开始就是这种结构，而现在StrixPoint则配备了全新的XDNA2架构NPU，可提供高达50TOPS的AI算力，比锐龙7040的10TOPS和锐龙8040系的16TOPS提升非常大。

上图是XNDA架构NPU和传统的多核处理器的对比，说真的XDNA的这结构其实更像GPU这种平衡处理器，XDNA设计将灵活的计算与自适应内存层次结构结合起来，内部拥有大量互联的AI引擎，有着弹性的运算单元与内存调度制度。

XDNA2拥有32个AI引擎，每列拥有4个AI引擎，MAC数量较上代翻倍，缓存容量增加1.6倍，支持BlockFP16块状浮点格式，支持非线性增强。NPU可根据任务的轻重程度以列为单位开启AI引擎，在轻任务下可以关闭部分核心，从而节约功耗，能效比初代提高了一倍。性能方面，XDNA2可提供50TOPS的AI算力，是上代的5倍。

XDNA2架构行业首创支持BlockFP16浮点格式，对于AI运算来说数据类型至关重要，Int8有较高的计算效能但精确度相对较低，而FP16则有较高的精确度但效能较低，而BlockFP16则可实现Int8的性能和FP16的精度。

AMD对比了StrixPoint和苹果M4ANE、IntelLunarLake和高通骁龙EliteX处理器运行FP16数据的峰值算力，性能要高出很多，LunarLake的48TOPS是基于Int8数据的，跑FP16大概减半。

BlockFP16数据类型精准度其实仅比FP32低那么一点点，而且对于开发商来说，可以相当容易的把模型转化为FP16、FP32和BF16等数据类型。

在大语言模型Llamav27B的FP16量化模型的性能测试中，最新的锐龙AI300处理器NPU的响应速度是酷睿Ultra7155H的5倍。

AMD也计划推出RyzenAISoftware以支持各种模型并对其优化，并采用ONNXRuntime执行，让未来搭载锐龙AI处理器的笔记本电脑具备更多的AI应用功能。

其实锐龙9000系列桌面处理器的规格早在Computex2024上就公布了，基本和当年的锐龙7000是完全一样的，包括：

锐龙99950X，16核32线程，最高频率5.7GHz，64MBL3缓存，170WTDP；

锐龙99900X，12核24线程，最高频率5.6GHz，64MBL3缓存，120WTDP；

锐龙79700X，8核16线程，最高频率5.5GHz，32MBL3缓存，65WTDP；

锐龙59600X，6核12线程，最高频率5.4GHz，32MBL3缓存，65WTDP；

两颗锐龙9是双CCD，而锐龙7和锐龙5则是单CCD，而且锐龙99950X、锐龙99900X的最高频率和锐龙97950X、锐龙97900X也是一样的，而锐龙79700X和锐龙59600X则比锐龙7000的两款同型号的高100MHz，而这些处理器的上市时间敲定在7月31日。

由于Intel的新一代桌面处理器估计要10月才上市，这次AMD给锐龙99900X找的对手是现在Intel现在的旗舰酷睿i9-14900K，而锐龙79700X的对手则是酷睿i7-14700K，锐龙59600X是酷睿i5-14600K，具体的性能对比大家看图就好了，至于顶级的锐龙99950X，就等着对手的下一代处理器来挑战。

AMD没给出锐龙79700X与锐龙77800X3D的性能对比，而是放出了锐龙75800X3D的对比，根据官方数据，65W的锐龙79700X在游戏性能上领先于105W的锐龙75800X3D，平均要快12%，而且功耗更低，实际上锐龙9000X3D应该也不远了，到时候再和锐龙77800X3D对比吧。

除了最顶级的锐龙99950X外，这代每个型号的TDP都要比上代有所降低，性能方面则有11%到22%不同幅度的增长，此外得益于新架构和新工艺，处理器的热阻降低了15%，同TDP下温度要比上代低7℃，对散热器的要求明显降低。

内存支持也有所改进，默认的JEDEC内存可支持DDR5-5600，但新的AGESEA可让内存频率直达DDR5-8000，同时支持内存实时超频，可在系统内对内存时序经行更改，可随时使用RyzenMaster软件进行内存超频，也可随时切回默认状态。

CPU超频可直接交给PBO，可实现6%~15%的性能提升

此外AMD在原有的CurveOpitimizer功能基础上推出CurveShaper功能，可进一步允许玩家最大化调整降压曲线，可提供最多15组频率与温度的组合，玩家可以在稳定区降低电压并在必要时增加电压，这允许玩家把锐龙9000处理器的潜力挖掘到极致，这设置适用于所有核心，不能单独对某个核心进行调节。

主板方面，且和之前透露的消息差别不大，X870E是双芯片，与X670E相比就是多了USB4的支持。X870变成了单芯片，现在GPU和都强制支持，同时也支持USB4，可看作是多了USB4的B650E。B850其实就是B650的平替，但支持，而显卡的则是可选的。B840大家把它理解成A620就行了，不支持CPU超频但支持内存超频，只支持USB10Gbps，显卡和口都是的，其他扩展则是。

其实上面所说的以及XDNA2都是锐龙AI300移动处理器的独享内容，锐龙9000桌面处理器并不会配备这些，它的IO-Die还是锐龙7000上面那个，所以核显也是RDNA2架构的。

其实到这里StrixPoint也没多少东西可说了，首批提供了锐龙AI9HX370和锐龙AI9365两款产品。其采用了混合架构设计，CPU部分包括了Zen5和Zen5c架构的内核，与Intel异构不同，Zen5、Zen5c还是完全相同的架构，IPC和ISA是完全相同的，不同之处在于核心频率以及搭配的L3缓存容量。

锐龙AI9HX370拥有4个Zen5和8个Zen5c，共24线程，配备24MBL3缓存，基础频率2.0GHz，最大加速频率5.1GHz，配备16组CU的Radeon890M核显。

锐龙AI9HX365拥有4个Zen5和6个Zen5c，共20线程，配备24MBL3缓存，基础频率2.0GHz，最大加速频率5.0GHz，配备12组CU的Radeon880M核显。

两者均配备50TOPS的XDNA2架构NPU，TPD从15~54W可调。

AMD拿锐龙AI9HX370对比了Intel酷睿Ultra9185H以及高通的骁龙XElite处理器，不论生产力还是创作力方面的性能都是要领先对手的。

游戏性能更是AMD处理器的拿手好戏，而且高通XElite处理器在游戏上出现了不少兼容性问题，根本不能运行，ARM架构在Windows系统下还是存在较严重的兼容性问题，而AMD新一代架构Radeon890M核显则可在高画质下流畅运行不少3A游戏。

AMD新一代Zen5架构的锐龙AI300笔记本会在7月28日上市，而锐龙9000处理器则是7月31日，虽然上面的PPT对比的都是Intel当前这代的产品，但大家应该都清楚它们真正的对手是Intel下一代的ArrowLake和LunerLake，当然了LunerLake其实并不是一个赛道上的东西，但难免被大家拿来对比。

由于这次LionCove架构P核和Skymont架构E核改动很大，再加上大家都使用台积电4nm工艺，到时的性能对比肯定很精彩，只不过AMD这次确实有时间优势，因为搭载LunerLake处理器的笔记本大概率要等到9月才上市，而ArrowLake桌面版本则要等到10月，移动版更是要明年初。AMD这次早至少两个月不说，而且还让他们搭上了暑期销售旺季这班车，打对手一个先手，至于到时会不会被反推还很难说，反正可以确定的是AMD还有X3D这个后手藏着。