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AMD推出面向边缘推理的Ryzen AI嵌入式P100和X100系列处理器

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AMD 发布了全新的 Ryzen AI 嵌入式处理器产品线。该产品线面向汽车、工业自动化以及新兴物理 AI 平台(包括人形机器人)等边缘 AI 工作负载。首发产品为 Ryzen AI Embedded P100 系列,即将推出的还有 X100 系列。这些处理器采用紧凑的 BGA 封装,集成了 Zen 5 CPU 内核、RDNA 3.5 图形处理器和 XDNA 2 NPU。

将 CPU、GPU 和 NPU 集成到单个 SoC 中旨在提供节能、低延迟的 AI 推理。这种设计非常适合对功耗、散热和电路板空间有限制的嵌入式系统。

平台概述

Ryzen AI 嵌入式模型采用 AMD 最新的 Zen 5 CPU 架构,可实现可扩展的 x86 性能和一致的控制。它们与 RDNA 3.5 GPU 相结合,用于实时可视化和图形处理。集成的 XDNA 2 NPU 可提供高达 50 TOPS 的专用 AI 加速,从而减轻 CPU 和 GPU 的推理工作负载。

AMD正在为其产品组合进行以下定位:

  • 汽车数字座舱和人机交互系统
  • 智能医疗和工业自动化
  • 物理人工智能和自主系统,例如机器人

通过将 CPU、GPU 和 NPU 集成到单个设备中,OEM 厂商和一级供应商可以简化系统设计,相比多芯片方案,他们仍然可以提升车载或工业应用中的 AI 和图形性能。

Ryzen AI 嵌入式 P100 系列

首批出货的产品是 Ryzen AI Embedded P100 系列。它们提供 4 核和 6 核配置,并针对车载体验、工业人机界面和控制进行了优化。

Ryzen AI 嵌入式 P100

主要功能包括:

  • 4-6 个 Zen 5 核心,最高睿频可达 4.5 GHz
  • 根据 AMD 内部 SPECrate2017_int_base 估算,与之前的 Ryzen Embedded 平台相比,单线程和多线程性能最高可提升 2.2 倍。
  • 在AMD的GFXBench Vulkan测试中,RDNA 3.5 GPU的渲染性能比上一代产品提升高达35%。
  • XDNA 2 NPU,最高可达 50 TOPS,用于设备端 AI 推理

P100 GPU 支持以 120 fps 的帧率同时驱动多达四个 4K 显示器或两个 8K 显示器,满足多屏数字驾驶舱和高级工业可视化的需求。硬件视频编解码器引擎可实现高保真、低延迟的流媒体传输和播放,且不占用 CPU 资源。

在散热方面,P100 系列产品标称 TDP 范围为 15-54 W,最高工作结温为 105 °C,采用 25 mm x 40 mm 的 BGA 封装。该系列产品专为严苛、空间受限的边缘应用而设计,包括无风扇或半加固型设计。

AMD同时提供工业级和车规级两种版本:

  • 工业级 SKU,额定温度范围为 0 °C 至 105 °C 或 -40 °C 至 105 °C
  • 汽车级 SKU,如 P122a 和 P132a,工作温度范围为 -40 °C 至 105 °C,符合 AEC Q100 标准,并可支持长达 10 年的使用寿命。

人工智能和模型支持

XDNA 2 NPU 的计算能力高达 50 TOPS,并支持多种边缘 AI 模型,其中包括:

  • 用于高级感知的视觉转换器
  • 用于设备端语言和意图理解的紧凑型语言学习模型
  • 用于检测、分类和跟踪的卷积神经网络及相关架构

这种支持能够实现车载和工业体验,将语音、手势和环境上下文本地化,而不是仅仅依赖于基于云的推理。

AMD 声称 P100 系列的 AI TOPS 性能最高可达 Ryzen Embedded 8000 系列的三倍。这对于希望升级现有设计以实现更高每瓦和每块板 AI 性能的客户而言意义重大。

I/O、内存和系统集成

在网络连接方面,P100 系列提供了适用于互联边缘系统的功能:

  • 最多两个支持 TSN 的 10 GbE 端口,适用于时间敏感型工业和汽车网络
  • 支持 DDR5(最高 5600 MT/s)和 LPDDR5X(最高 8000 MT/s 或启用 RAS 功能后最高 7500 MT/s),并支持 ECC 纠错。
  • USB4(部分 SKU 最多配备 2 个端口),以及额外的 USB 3.x 和 USB 2.0 连接。

这些功能旨在支持多域车载架构、具有高速确定性以太网的工业控制器以及支持人工智能的边缘网关。

软件栈和虚拟化

Ryzen AI Embedded 配备了统一的开放式软件栈,涵盖 CPU、GPU 和 NPU:

  • 针对 Zen 5 优化的 CPU 库
  • 适用于 RDNA 3.5 的开放标准 GPU API
  • 可通过 Ryzen AI 软件访问的原生 XDNA AI 运行时环境

该平台采用基于开源 Xen 的虚拟化框架,在同一 SoC 上管理多个操作系统域。AMD 指出了一些典型的配置,例如:

  • 用于人机界面和应用逻辑的 Yocto 或 Ubuntu Linux
  • 用于复杂实时控制领域的FreeRTOS
  • Android 或 Windows 适用于更广泛的应用生态系统

这些域在相互隔离的分区中并行运行,采用符合 ASIL-B 标准的架构。对于汽车和工业 OEM 厂商而言,这种架构旨在简化安全关键型集成,降低非重复性工程成本,并加快生产速度。

其他路线图要点包括:

  • 核心数更高的 P100 SKU(8-12 个核心)面向工业自动化和计算密度更高的边缘平台,预计将于明年第一季度开始提供样品。
  • X100 系列处理器拥有多达 16 个 CPU 核心,并为要求苛刻的物理 AI 和自主系统提供更强大的 AI 性能,预计将于明年上半年开始提供样品。

规格

AMD Ryzen AI Embedded P100 系列(4-6 核) 工业温度 汽车级
产品型号# P121 P132 P121I P132I P122a P132a
中央处理器 “Zen 5” CPU核心 4 6 4 6 4 6
最大频率 高达4.4 GHz 高达4.5 GHz 高达4.4 GHz 高达4.5 GHz 高达3.65 GHz 高达3.65 GHz
L3共享缓存 8 MB 8 MB 8 MB 8 MB 8 MB 8 MB
GPU 工作组处理器 1 2 1 2 2 2
4K120 / 8Kp120 显示器 4 / 2 4 / 2 4 / 2 4 / 2 4 / 2 4 / 2
GPU 最大频率 2.7 GHz 2.8 GHz 2.7 GHz 2.8 GHz 2.0 GHz 2.4 GHz
NPU 上装 30 50 30 50 30 50
I / O 10GE 端口(带 TSN) 2 2 2 2 2 2
DDR5(ECC) 5600 MT/s
LPDDR5X(ECC) 7500 MT/s 8000 MT/s 7500 MT/s 8000 MT/s 7500 吨/sw/ RAS 7500 吨/sw/ RAS
USB 4.0 2x USB4
其他 USB 1x的USB 3.2 1x的USB 3.1 3x的USB 2 1 个 USB 2 接口(安全 BIOS)
电力与热能 名义TDP 28W 瓦 28W 瓦 28W 瓦 28W 瓦 28W 瓦 45W 瓦
标称TDP范围 15-54瓦 15-54瓦 15-54瓦 15-54瓦 15-30瓦 25-45瓦
结温 0至105°C 0至105°C -40要105℃, -40要105℃, -40要105℃, -40要105℃,
包装与可靠性 小包装 25 mm x 40 mm
寿命/等级 2.5 年(标准) 最长 10 年(延长) AEC-Q100

展示下一代汽车计算和ADAS平台

AMD 还展示了一系列汽车技术,这些技术集成了驾驶辅助系统、数字座舱功能以及面向软件定义汽车的云端开发。这些演示在拉斯维加斯会展中心西厅举行,展示了 Versal AI Edge、Ryzen Embedded、EPYC Embedded 和 Radeon Pro GPU 如何在可扩展的汽车架构中协同工作。

本次展示围绕三大主题展开:ADAS(高级驾驶辅助系统)与感知、车载信息娱乐系统与数字座舱,以及云原生汽车开发。多个演示重点展示了AMD Versal AI Edge系列(包括第二代产品),将其作为多传感器感知和ADAS的关键计算平台。

斯特拉德视觉的多视觉相机感知

AMD与StradVision合作,展示了一套基于Versal AI Edge第二代芯片的多摄像头感知系统。StradVision的AI感知软件运行于Versal AI Edge架构之上,融合了标量处理、自适应逻辑和AI引擎。此次演示重点在于多摄像头融合、目标检测和跟踪,旨在为高级ADAS和自动驾驶功能提供支持,并着重展现实时性能。

基于视觉的高速公路驾驶辅助

另一项演示利用第一代 Versal AI Edge 执行以视觉为中心的驾驶辅助任务。该系统在虚拟驾驶环境中实现闭环车辆控制,实时检测车道和物体。它为以摄像头为先导的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 提供了一个模型,旨在减少对昂贵传感器组件的依赖,同时保持强大的感知能力。

360度环视可视化

Versal AI Edge Gen 2 的环视解决方案展示了如何将多个摄像头画面低延迟拼接成清晰的 360 度全景图像。该平台将图像处理和渲染集成于单个设备上,旨在应用于自动泊车、低速行驶辅助和增强态势感知等领域。其重点在于低延迟和高图像质量,适用于量产型泊车和环视 ECU。

汽车前置摄像头感知

AMD还在Versal AI Edge Gen 2上展示了基于Autoware 2.0的前置摄像头感知流水线。该开源技术栈可在恶劣天气条件下进行目标检测,并为ADAS开发人员和系统集成商提供可扩展的参考。Versal AI Edge与Autoware的结合旨在加速关键安全案例的评估和原型设计。

面向汽车计算的异构 VirtIO

为了满足新型区域化和集中式计算架构的需求,AMD 展示了一种异构 VirtIO 设置,其中 Ryzen 嵌入式处理器与第一代 Versal AI Edge 设备配合使用。该演示使用标准 VirtIO 技术,在 CPU 和加速器域之间虚拟化和管理工作负载。这种方法面向未来的电子/电气 (E/E) 架构,允许不同的 SoC 共享虚拟化 I/O 和服务,同时处理混合关键性任务。

超越激光雷达:Zynq UltraScale+ MPSoC

针对以激光雷达为核心的ADAS系统,AMD推出了Beyond系列远程前向ADAS激光雷达传感器,该传感器基于AMD Zynq UltraScale+多处理器系统芯片(MPSoC)设计。在该方案中,Zynq UltraScale+负责点云处理、校准以及收发控制。其目标是将信号处理、实时控制和高级感知功能集成到单个可编程SoC上,从而简化基于激光雷达的ADAS模块的延迟和物料清单(BOM)复杂性。

车载信息娱乐系统 (IVI) 和数字座舱:Ryzen Embedded 和 Versal 集成于统一平台

针对车载信息娱乐系统,AMD 提出了一个统一的平台,用于数字座舱、ADAS 可视化和虚拟化软件领域。

车辆体验平台

车辆体验平台演示将新一代 Ryzen 嵌入式处理器与第一代 Versal AI Edge 设备相结合。Ryzen 嵌入式处理器是数字座舱任务的主要宿主,而 Versal AI Edge 则增强感知、传感器融合或其他 AI 功能。该平台作为一个单栈参考平台,支持无缝的多显示器座舱图形、CPU 和加速器之间的智能工作负载分配,以及针对特定品牌体验的灵活定制。

具备虚拟化工作负载的数字化驾驶舱

另一项演示明确展示了运行在新一代 Ryzen 嵌入式 CPU 上的虚拟化数字座舱,以及一流的汽车操作系统和虚拟机管理程序堆栈。该系统将仪表盘、信息娱乐系统以及可能的 ADAS 可视化功能集成在单个硅芯片上,确保了各功能域之间的隔离。对于 OEM 和一级供应商而言,这种架构旨在减少硬件组件的数量,并简化不同车型配置的软件管理。

Xen上的虚拟化Android Automotive

AMD 还展示了基于下一代 Ryzen 嵌入式处理器和第一代 Versal AI Edge 的虚拟化 Android Automotive 系统。该平台使用 Xen 管理程序将信息娱乐、集群和互联服务分离到不同的虚拟机中。这种架构展示了 Android Automotive 如何在同一硬件上与其他实时或安全关键型领域协同运行,并利用 Versal 来处理高计算需求或 AI 驱动的功能。

云原生汽车开发:EPYC嵌入式和Radeon Pro

除了车载系统之外,AMD 还通过虚拟平台演示来应对云原生汽车软件开发的趋势。

云原生工作流程展示了 AMD EPYC 嵌入式 CPU 和 Radeon Pro GPU 如何支持虚拟平台搭建、验证和全面的软件测试。开发人员可以在物理 ECU 可用之前,在虚拟化环境中执行完整的软件栈,包括操作系统、中间件和应用程序。EPYC 嵌入式 CPU 和 Radeon Pro GPU 的组合旨在加速 CI/CD 流水线、回归测试和硬件在环验证向云端迁移的过程。

可用性

配备 4-6 个核心的 Ryzen AI Embedded P100 系列处理器现已面向早期客户开放。相关工具和文档已准备就绪,预计将于第二季度开始量产出货。面向工业自动化应用的 8-12 核心 P100 系列处理器预计将于第一季度开始提供样品。配备高达 16 个核心的 X100 系列处理器的样品供应预计将于上半年开始。

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哈罗德弗里茨

自 IBM 创建 Selectric 以来,我一直在科技行业工作。 不过,我的背景是写作。 因此,我决定退出售前业务,回归本源,从事一些写作工作,但仍从事技术工作。