高性能计算
高性能计算 (HPC) 一直是科学计算和超级计算机的代名词,但如今高性能计算技术正迅速扩展到许多其他领域。具体而言,我们推出面向云计算和机器学习的数据中心 CPU 与 GPU、颠覆行业格局的锐龙 Threadripper 高端台式机 CPU,还助力打造多款新一代游戏主机,以及两台有望世界领先的 HPC 超级计算机(截至 2020 年撰写时为 Frontier 和 El Capitan)。AMD 研究院在 HPC 领域的研究工作持续推动基础技术迭代,助力 AMD 各类产品的性能不断提升。HPC 领域研究重点包括:
- GPU:我们致力于推动技术创新,通过研发新型硬件、提升能效水平,并利用软硬件协同设计来扩展 GPU 在各类工作负载中的应用广度,从而提升 GPU 的计算能力。
- CPU:随着对异构计算和加速能力的需求日益增强,阿姆达尔定律的影响愈发显著。因此,我们持续深耕 CPU 及 SoC 微架构研发,助力确保 GPU 和其他加速器能够充分发挥潜力。
- 软件:HPC 不仅涉及打造更高速的硬件,更在于确保软件能够充分发挥硬件潜能;为此,我们的研究涵盖应用、框架、编译器、运行时、编程模型等诸多领域。
- 超级计算:AMD 研究院一直与美国政府保持紧密合作,共同开展针对百亿亿级计算技术的前沿研究。我们持续推进 Frontier 和 El Capitan 等 HPC 超级计算机的筹备工作,并积极探索突破百亿亿级算力的未来前沿技术。
相关研究
HPC 领域代表性出版物:
助力高性能计算的 AMD 产品
先进的内存技术
在打造未来产品的过程中,内存系统方面的创新研究是必不可少的环节,我们将不遗余力攻克“内存墙”性能瓶颈难题。AMD 在内存系统创新领域底蕴深厚。我们曾率先为 x86 处理器引入 64 位寻址技术,创新将内存控制器集成至 x86 处理器,并率先在量产产品中搭载 HBM 内存。如今,AMD 凭借在多个领域开展的前沿研究,继续引领内存技术的发展方向:
- HPC 内存系统:AMD 研究院针对高端超级计算机的先进内存系统开展了大量研究,助力 AMD 成功成为 Frontier 和 El Capitan 百亿亿级计算系统的 CPU 与 GPU 供应商。我们持续深耕相关技术,助力后百亿亿级 HPC 系统以及数据中心、云计算和机器智能领域实现长足发展。
- 存内计算:为了降低数据迁移产生的能耗,我们正在探索新型存内计算解决方案,以将计算任务分载至片外存储设备;同时,我们也致力于融合数据压缩与新型内存技术,以提升有效片上存储密度。
- 多级智能内存:我们正在设计和开发智能内存系统,旨在利用新兴内存技术打造兼具高性价比、高能效的解决方案,在保障高性能与可靠性的前提下,实现前所未有的内存容量。
- 新一代内存标准:AMD 研究院与内存供应商持续合作,共同制定新一代内存标准。如今,AMD 产品已广泛搭载 HBM2 内存,同时我们与内存供应商紧密协作,共同制定未来的 3D 堆叠内存标准。
相关研究
先进内存技术领域代表性出版物:
采用先进内存技术的 AMD 产品
机器智能
机器学习 (ML) 正在影响从大型超级计算机到微型嵌入式设备的各类计算系统,成为各种计算能力持续升级的重要推动力量。AMD 的 CPU、GPU、加速器及 APU 兼具强劲算力与出色灵活性,能够满足各类机器学习部署场景的需求。
机器智能研究的核心目标在于,助力 AMD 成为所有机器学习技术部署场景的首选平台。我们的研究项目正从多个方向探索可行的解决方案:
- 硬件:通过改进微架构、系统架构及内存系统,实现机器学习加速
- 软件:通过编程模型与工具,简化机器学习算法在未来 AMD 平台上的部署过程
- 机器学习助力科学研究:利用机器学习技术增强并优化传统高性能计算应用,从而加速科学发现进程
- 机器学习辅助芯片设计:利用机器学习技术探索如何优化未来 AMD 产品设计中的参数和配置
相关研究
机器智能领域代表性出版物:
面向机器智能的产品
低功耗
提高能效不仅可以降低数据中心的总体拥有成本 (TCO),延长笔记本电脑和嵌入式系统的电池续航时间,而且还可以消除热点,从而提升冷却效率和峰值计算性能。AMD 研究院致力于全面优化各系列 AMD SoC 的能效表现,包括优化从数据中心服务器到客户端及移动设备的各类 CPU 与 GPU 的能效。我们开展多维度研究,旨在通过多种技术途径实现极具挑战性的能效目标:
- 先进功耗控制:为了降低应用级功耗,我们积极研究 AMD 自适应电压频率调整 (AVFS) 技术的前沿扩展,助力未来配电网络能够更快速地响应即时功耗需求。
- 低电压设计:我们正通过在低电压片上存储、自适应信号编码、异步通信及近阈值计算等领域的深入研究,探索节能增效的新空间。
- 高能效系统架构:我们持续针对现有及未来的核心微架构、SoC 及 HPC 系统探索高级功耗/性能优化方案。我们展开了全方位探索,涵盖减少系统/SoC/核心中的数据迁移、开发 CPU 模块内的精细化节能特性等。
- 机器学习驱动型设计:随着近期机器智能技术的蓬勃发展,我们正积极探索低功耗设计的新方向。
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低功耗研究领域代表性出版物: