Zen 5， AMD CPU GPGPU NPU三大新架构带来大幅提升。
在6月初的台北电脑展上，AMD正式发布了基于新一代Zen 5架构的锐龙AI 300系列笔记本处理器和锐龙9000系列台式机处理器，均将于7月上市。
当时AMD发布了具体的型号名称和规格(隔壁的月亮湖只有架构和技术)，但对新的CPU/GPU/NPU架构没说太多，桌面上的新一代主板芯片组也只说了个大概，留下了一些悬念。
上周，AMD专门在美国举办了Zen 5 Tech Day技术活动，最终揭开了新架构的神秘面纱，公布了更多的性能数据和技术特性，尤其是新的处理器和内存超频。
至于确切的上市时间，锐龙AI 300笔记本是7月28日，锐龙9000系列是7月31日。
[Zen 5架构:全面扩展和独家英特尔机密]
禅建筑诞生于2017年。与之前的推土机架构IPC相比，大幅提升了52%，远超当初40%的目标，这在整个微处理器史上是极为罕见的进步。
七年来，Zen架构不断打磨，现在已经进化到第五代，这是一个相当大的变化，包括增加每个时钟周期的指令数，扩展指令调度和执行的带宽，缓存数据带宽翻倍，AI加速等等。
CPU架构设计是一个极其复杂的工程，哪怕是升级版。
迈克·克拉克已经在AMD工作了31年。现在是AMD院士，芯片设计工程师，多年来Zen架构研发的灵魂人物。他被称为“禅宗之父”和“禅爹”。
他动情地说，人们往往没有意识到设计CPU架构有多难，需要多长时间。例如，Zen 5的研发是全球大量设计、验证、软件和其他团队多年专注努力的结果。它甚至已经融入了每个人的血液。很多人吃饭甚至做梦的时候都在想这件事，最终看到自己的努力开花结果，也是相当了不起的。
Zen 5的三位设计师，左边是迈克·克拉克。
接下来我们来看看Zen 5架构在不同模块的变化。当然只能说高层层面，不涉及太深的细节。
其实现代CPU架构已经有了一个成熟的体系，可以分为前端和后端两部分。细分包括指令预取和解码、整数执行、浮点执行、加载存储、缓存等不同的单元模块。
除非有完全颠覆性的计算系统，否则CPU架构师需要做的就是根据预设的目标，确定不同单元模块的规格和规模，然后有机地组合成一个整体，实现效率最大化，既不会造成浪费，也不会产生瓶颈。
就像一条运河或水管，一般情况下，水流越大越好，但不能盲目加宽加粗。从源头到末端都要协调，既不能水不够，也不能堵。重要的是平衡。
Zen 5的整体思路是适当放大规模，很多地方甚至翻倍。比如前端部分改成了双预取双解码流水线，可以更高效的处理各种负载。比如源闸更开，能放出更多的水。
同时分支预测有了很大的提升，吞吐量更高，准确率更高，延迟更低，指令缓存的延迟和带宽也有了提升，就像运河更宽敞了，面对再多的水也不会溢出来。
整数执行单元拓宽了指令调度和执行通道，包括调度和退役到8个宽度，增加了执行窗口，增加了集成ALU调度器的数量，包括6个ALU和4个agu。
在浮点和向量执行单元部分，核心变化是在Zen 4架构引入AVX-512指令集的基础上，仅支持256位数据宽度，并加强到支持完整的512位。
256位以下的灵活性更高，因为不是所有的指令都需要512位那么宽。现在加了512位满血版后，可长可短，在保持灵活性的同时，大大提高了执行效率和性能。
更耐人寻味的是，由于异构混合架构设计，新一代月亮湖和箭湖并不支持AVX-512，何时回归尚不确定。
谁能想到，当年英特尔的独门利器，如今却成了AMD的私人厨房。
此外，浮点单元中有六条流水线，FADD指令的延迟只有2个时钟周期。
通过加载到存储单元，数据带宽大幅提升，其中一级数据缓存容量从32KB提升到48KB，同时从8通道增强到12通道。
到一级缓存和浮点单元的最大带宽也比上一代增加了一倍，相应的数据预取也有所提高。
此外，数学加速单元的性能也取得了快速进步，单核执行数学学习和AES-XTS指令的速度最高可分别提高32%和35%。
这有什么好处？当然，它可以大大加快AI运行的效率，适应当前的环境，尤其是在带有本能加速器的EPYC处理器中，效果相得益彰。
通过这一系列改进，Zen 5架构的IPC平均提升16%(可以理解为同频的性能提升)，部分场景甚至提升高达35%。
其中贡献最大的是指令执行和退休的改进，然后是数据带宽、指令解码和OP缓存的改进，最后是指令预取和分支预测的改变。
根据历年官方数据，Zen+、Zen 2、Zen 3、Zen 4相对于上一代IPC的平均增幅分别为3%、15%、19%、13%。
五代六个版本的进化积累，Zen 5比原版Zen IPC平均提升率达到了85%左右！
别忘了频率也在不断增加。第一代最高只有4.0GHz，现在已经达到了5.7GHz，提升了43%左右。
产品方面，锐龙9000系列台式机将采用纯Zen 5或者CCD和IOD的组合。
CCD部分工艺从5nm升级到4nm，每个最多8核，总共16核。
IOD部分沿用了锐龙7000系列，所以还是6nm，集成了两个RDNA 2架构GPU图形核心。
移动端的锐龙AI 300系列都是Zen 5和Zen 5c的组合。如上图右下角所示，下面四个橙色调是Zen 5，上面八个紫色调是Zen 5c。
与英特尔的异构架构不同，Zen 5和Zen 5c仍然拥有相同的架构设计、IPC性能和ISA指令集，但不同的是后者的缓存更小，频率更低(但能效更高)。
锐龙AI 300系列的制造工艺为4nm，与上一代锐龙7000/8000系列相同。
数据中心方面，第五代都灵EPYC将于今年下半年发布，采用先进的4nm和3nm工艺组合，这是AMD首次推出3nm。
都灵EPYC将升级到多达192个内核和384条线程。在新特性方面，官方特别提到了基于Trust IO功能的AI加密，无疑可以更好地满足当今云AI部署的需求。
接下来我们会看到Zen 6，Zen 6c，后续的Zen 7也在研发中。猜猜会用什么工艺？
【RDNA 3.5架构:三大优化分数飙升32%】
凭借丰富的积累，AMD在显示领域一直独占鳌头。锐龙AI 300系列集成了专门设计的RDNA 3.5架构，扩展了核心规模。新一代镭龙800M系列达到了一个新的水平，根本没有对手。
RDNA 3.5在架构设计上自然继承了RX 7000独立显卡使用的RDNA 3，并针对笔记本的应用场景在三个方面做了特别的优化:
首先是优化能效比。
比如大部分通用纹理采样操作的速度提高了一倍，大部分用于差分和比较的向量丰富的指令集的速度也提高了一倍，可以大大提高常规游戏中的纹理和着色性能。
二是优化内存性能(性能/位)。
通过改进原语批处理，减少了对系统内存的依赖和占用，效率更高，尤其是优化了LPDDR5内存的访问和使用。此外，压缩技术得到改进，负载减少。
三是优化续航。
通过集成先进的电源管理机制，可以大幅降低活动状态下的功耗，对笔记本更友好。
根据官方说法，在相同功耗15W的情况下，镭龙800M系列的理论性能相比上一代产品在夜间突袭和Timespy项目上分别提升高达19%和32%。
当然，理论跑分并不等于实际游戏性能，但OEM厂商也可以灵活设置功耗释放，配合更高频率的内存，进一步挖掘RDNA 3.5的潜力。
【XDNA 2 NPU架构:全球第一计算能力，第一新数据格式】
锐龙7040系列是全球首款集成NPU AI独立引擎的x86处理器，锐龙8040系列在此基础上大幅提升性能。
目前，AMD已经积累了丰富的AI PC生态系统，在硬件上得到宏碁、华硕、戴尔、惠普、联想等各大品牌的支持，在软件上开发了100多项AI优化功能，既有Windows 11系统本身，也有Adobe、Black Magic、Blender、Topaz Labs、Webex、Zoom等头部应用。
AMD预计今年将有超过150家ISV软件厂商支持AMD AI PC功能。
锐龙AI 300系列升级到了全新的XDNA 2架构，这也是AMD的新一代NPU。
最直观的变化是AI引擎单元数量从20个大幅增加到32个(分为四行八列)，每个单元的MAC数量也翻了一番。
此外，板载内存容量提升1.6倍，Block FP16块浮点格式支持，非线性增强支持，8个并发空流(翻倍)，计算能力从第一代的10 TOPS大幅提升至50 TOPS (INT8和Block FP16)。
这是全球首个达到如此高水平的NPU，远超英特尔月亮湖、高通骁龙X Elite、苹果M4等竞品。
值得一提的是，XDNA 2不仅增加了核心单元，还可以灵活使用分区，包括空分区和时间分区。
空分区适合并发实时模式，不同列的核心单元可以分配不同的任务，比如2列负责实时视频，2列负责实时音频，4列负责App应用。
时间划分适用于大型模型，不同的任务可以作为一个整体先后执行，比如先处理LLM大型语言模型，再集体剪辑视频。
根据负载的不同，XDNA 2可以一列或多列(4/8/16/20/24/28/32)开关，即在轻任务下可以关闭部分内核，从而节省功耗，能效比一代提高一倍。
对于AI应用来说，数据类型非常重要。XDNA 2架构业界率先支持开放块FP16浮点格式，融合了8位数据的性能和16位数据的精度。
本质上也是16位格式，所以具有非常接近传统FP16(单精度)甚至FP32(双精度)的高精度。AMD官方数据显示，一般可以达到FP32格式的99.7%到100%，也就是几乎无损，可以无缝连接FP16、FP32、BF16训练的模型，无需额外量化。
此外，Block FP16具有与9位存储空和8位格式类似的吞吐性能，因此模型体积可以比FP16减少44%，计算性能与INT8格式相当，是FP16的两倍。
AMD声称，LLMA V27B型号使用锐龙AI 300系列和Block FP16格式，响应速度可以达到英特尔酷睿Ultra 100处理器的5倍。
AMD现场展示了运行Llama 2 7B机型的锐龙AI 300处理器的RAG(搜索增强能力)。
比如直接问它AMD新一代NPU架构的名字。因为没有研究过，所以会随机回答7nm RDNA，然后喂它AMD在台北电脑展的演讲。它可以立即学习并给出正确答案，不仅知道XDNA 2架构的名称，还知道它的新特性。
NPU能力的发展离不开开发平台的支持，AMD也制定了长期稳定的锐龙AI路线图。
第三季度会有锐龙AI 1.2版本，正式支持Block FP16数据格式，C++ API，以及各种最新的AI模型，比如Llama 2/3，依桐钱文1.5，稳定扩散XL-Turbo等等。
第四季度升级到1.3版本，扩展支持更多机型，首次支持WSL Linux子系统。
明年一季度继续升级到1.4版本，首次带来AMD集成AI堆栈，继续优化新的SOTA Gen型号。
AMD还举了一个典型案例。Camo这款可以将手机作为专业相机的免费软件已经支持AMD NPU，并且得益于便捷的锐龙AI开发套件，现有的ONNX运行模型可以很容易地从GPU迁移到NPU。
AMD还透露了下一代NPU的规划，计算能力和能力进一步增强，可以直接处理大型模型，接管和分担CPU和GPU的更多工作。
[锐龙9000系列和芯片组，超频:内存用完]
锐龙9000系列前四款的规格我们都知道，这里就不赘述了。
定位方面，锐龙9900x、锐龙7 9700X、锐龙5 9600X的目标分别是i9-14900K、i7-14700K、i5-14600K。
至于旗舰锐龙9 9950X……...孤独无敌。
值得一提的是，之前有传闻称AMD有意提高锐龙7 9700X的功耗，从现有的65W提高到120W，从而在性能上超越锐龙7000X3D，但最终还是选择了按兵不动。
毕竟锐龙9000X3D也不远了，而且根据AMD给出的数据，65W锐龙7 9700X的游戏性能领先于105W锐龙7 5800X3D的原装3D缓存版，功耗更低，这就足够了。
锐龙9000系列每个型号的性能都比上一代有了很大的提升，提升幅度从11%到22%不等，但更值得注意的是功耗更低。除了旗舰锐龙9 9950X热设计功耗降低了一个档次，锐龙7 9700X和锐龙5 9600X也只是之前标准版的水平。
除了新结构新技术，还得益于散热能力的提升。官方说提升了15%，所以也带来了另一个好处，就是温度更低，一般在相同TDP下低7℃左右。
超频方面，AMD二代支持DDR5内存，已经掌握的相当熟练，玩的比较多。
默认的频率支持是JEDEC 5600MHz，通过新的AGESA代码和BIOS更新，可以轻松超过8000MHz。
新增的内存可以实时超频。系统正常运行时，有了内存优化性能配置文件，你可以随时使用锐龙主控软件超频到你需要的频率，也可以随时切换回来。
再者，所有AM5平台芯片组将无限制开放内存超频。当然超频能力肯定会有所不同，取决于主板的相关设计。
如果处理器超频，最方便的就是直接打开PBO，交给系统处理。一般来说，可以轻松带来6-15%的业绩加持。
如果你动手能力强，想挖掘更多潜力，AMD在继承原有曲线优化器的同时，还提供了新的“曲线整形器”。
Curve Shaper进一步允许玩家将buck曲线调整到最大，提供多达15种频率/温度组合(3种温度+5种频率)，可以自行添加或删除，但暂时不支持自定义具体值。
请注意，此设置适用于所有内核，不能针对单个内核进行调整。
芯片组是AMD 800新系列，旗舰机型是X870E，双芯片。相比X670E，主要是标配了USB4接口，支持更高的DDR5 EXPO频率。
X870简化为单芯片，PCIe扩展会少一些，但也会便宜一些。
B850用于替代B650，显卡升级支持PCIe 5.0。
B840是新的低端机型，不支持处理器超频，但是可以超过内存。显卡和SSD都是PCIe 4.0，不支持USB4。扩展渠道只有PCIe 3.0。
不得不称赞AMD接口的长寿命，真是良心——英特尔箭湖又要换掉LGA 1851了。
AM4经历了9年的生命周期，开发了145个CPU/APU处理器。
AM5刚刚进入第二代，38款产品，官方承诺持续到2027+，比上一年的2026+多了一年。
【锐龙AI 300系列:骁龙X精英不够看】
锐龙AI 300系列更简单。最初只有两款，锐龙AI 9 HX 370和锐龙AI 9 365，规格参数不再赘述。
可以确定的是，锐龙AI 9 HX 370包含四个Zen 5和八个Zen 5c内核，而锐龙AI 9 365是四个Zen 5和六个Zen 5c的组合。
AMD官方也证实，这种组合设计只用于笔记本移动终端，不会用于台式机。这和英特尔的大小核有很大区别。
在性能方面，AMD不仅对比了酷睿Ultra9 185H，还对比了咄咄逼人的高通骁龙X精英。无论是CPU生产力，内容创作性能，还是GPU游戏性能，自然都无法相互媲美，差距相当明显。
尤其是高通的ARM架构面临着Windows PC下难以根治的兼容性问题，这在x86阵营60多亿Windows设备、10多万Windows游戏、3500多万Windows应用的生态面前不值一提，尤其是很多游戏甚至根本无法运行。
凭借升级的RDNA 3.5架构和更多核心单元(16)，新一代镭龙890M已经能够高质量地流畅运行许多3A游戏。
AI方面，锐龙AI 300系列一方面与微软紧密合作，全面支持Windows 11 Copilot+的各种功能，包括回顾、视频会议、实时翻译、共创等。各大主机厂也在开发和推广各自的AI应用。
比如华硕的StoryCube，华清的LiveArt，惠普的AI伴侣，联想的哮天代理等等。
更何况AMD拥有业界唯一的全链条AI平台。从云侧到边缘计算，从企业级到消费级，强大的CPU、GPU、NPU三位一体，可以带来全方位、不折不扣的AI体验。
锐龙AI 300系列也将是AI PC史上的一大亮点。
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