嵌入式,一个大家或许经常听说、但又往往感到很陌生的领域,其实无论是日常生活、休闲娱乐还是工作办公、行业生产,它一直就在我们身边。
针对嵌入式的计算方案,本质上和PC、服务器没有太大差别,只是对于可靠性、安全性、能效等方面的要求更加苛刻。
现在,AMD就带来了全新一代的嵌入式处理器“锐龙AI嵌入式P100系列”,下半年还会增加“锐龙AI嵌入式X100系列”——这也是AMD锐龙嵌入式处理器首次全面进入AI时代!

AMD作为高性能与自适应计算领域的领先企业,除了面向服务器与数据中心、消费终端市场提供优秀的解决方案,也一直积极服务嵌入式领域,拥有多样化的全面产品组合。
迄今为止,AMD嵌入式方案服务客户已超过7000家之多,从交互式终端到车载信息娱乐再到机器人控制器,可以说是无处不在。
AMD嵌入式处理器主要包括两大系列:一是锐龙嵌入式,面向空间有限系统提供异构计算;二是EPYC嵌入式,可提供企业级高性能、高可靠性,满足最严苛的负载需求,比如Zen4架构的
AMD的嵌入式处理器拥有诸多独特优势,比如超高的可靠性和超长的使用寿命,专为在严苛运行条件下长期部署而打造,比如丰富的功能,专门针对嵌入式连接而设计,并集成RAS和安全防护,比如强大的软件栈,支持开源固件和长期操作系统,通过嵌入式验证,更好地服务开发者。
正是凭借这些优势,AMD嵌入式处理器可以充分满足连续运行、小型封装、散热受限、长生命周期、严苛环境等一系列独特需求。

当然,嵌入式领域也在不断进化,如今对于边缘AI的需求更是突飞猛进,比如汽车领域的高级辅助驾驶、数字座舱,工业领域的机器人、数字工厂,以及医疗、零售垂直市场等等,都更加注重整体方案的自主化和沉浸式体验。
这同样对嵌入式处理器提出了新的更高的需求,从实时响应性,到混合工作负载处理能力,再到可扩展性,都必须跟上时代。
为此,AMD打造了全新的锐龙AI嵌入式处理器,通过领先的性能、功能和可靠性,为汽车、工业、物理AI等领域注入新的活力。
其中,锐龙AI嵌入式P100系列又分为两个子系列,一是服务沉浸式体验的,最多6核心,二是服务工业自动化的,上半年供货;锐龙AI X100系列稍后发布,下半年供货。


锐龙AI嵌入式P100系列本质上和代号Strix Point的锐龙AI 300系列笔记本处理器同宗同源。
它同样基于4nm工艺、Zen 5 CPU架构、RDNA 3.5 GPU架构、XDNA 2 NPU架构,优势全部继承,同样是BGA集成封装,15-54W宽域热设计功耗。
同时针对嵌入式做了针对性的优化适配,比如支持24/7不间断运行和10年生命周期。

基础架构方面大家应该不陌生了,可以说Strix Point天生就同样非常适合嵌入式应用。
比如Zen 5 CPU架构,4-6核心能可靠处理多任务,配合1MB L2+8MB L3大缓存可以控制低延迟,AVX-512指令集加VNNI/BF16指令则可满足AI计算,对比上代产品单线程性能提升最多84%,多线程性能更是提升最多125%。
GPU部分不但可以处理复杂图形和数字信号,渲染速度提升35%,支持最高120fps 4K/8K视频,还有专用IP支持AV1格式流媒体和传感器融合。
当然,因为嵌入式不需要太强的图形性能,GPU部分是简化过的,最多只有2个WGP工作组即4个CU计算单元。
NPU可提供3倍于上代的高算力,同时兼具低功耗,为视觉、音频、自适应UX等端侧AI进行实时加速,并支持丰富的开源框架。
此外就是专为嵌入式打造的10GbE万兆网络,可满足汽车、工业网络等时间敏感型应用。

这是锐龙AI嵌入式P100系列型号规格表,可以看到按照使用场景领域又细分为三种不同类型。
一是标准的P121、P132,前者为4核心GPU 4.4GHz、2核心GPU 2.7GHz、30 TOPS NPU、DDR5-5600/LPDDR5X-7500 ECC内存。
后者则是8核心CPU 4.5GHz、4核心GPU 2.8GHz、50 TOPS NPU、DDR5-5600/LPDDR5X-8000 ECC内存。
它们都支持两个USB4、一个USB 3.2、一个USB 3.1、三个USB2扩展接口,还有一个用于安全BIOS的特殊USB2。
额定热设计功耗均为28W,可在15-54W内调节,适用于0℃至105℃温度范围,提供2.5年标准生命周期、10年扩展生命周期。
二是针对工业级温度优化的P121i、P132i,唯一变化就是温度范围扩展到了-40℃至105℃,无惧低温环境。
三是面向车载系统的车规级P122a、P132a,通过了不可或缺的AEC-Q100车规级认证标准。
规格方面变化也非常大,CPU频率降至3.65GHz,GPU频率降至2.0/2.4GHz,不支持DDR5内存且LPDDR5X频率统一为7500MHz,不支持USB4,热设计功耗前者固定28W、可调15-30W,后者固定45W、可调25-45W。

AMD一向是开源的有力支持者,嵌入式领域也不例外,相关方案不但经济实惠、灵活多用、安全可靠,更有利于简化系统设计、加速产品开发周期。
当然,AMD自身也提供了统一的软件栈,CPU库与工具、GPU图形API与ROCm软件、NPU AI软件等,可帮助开发者快速开发丰富的异构应用。


锐龙AI嵌入式P100系列处理器的两个典型应用案例,数字座舱和智能工厂。
在数字座舱中,Zen 5 CPU主要负责控制逻辑器件,包括用户界面和安全事件的关键响应,图形方面支持4K从而支持多个高清屏幕和小语言模型AI负载,NPU则可以实现实时的语音和视觉,包括提醒短语、手势操作、车内监控等。
在智能工厂中,Zen 5 CPU可以带来确定性的性能,NPU可以提供一些意识提醒,在机器出现问题的时候发出信号和警告,还可以对机器的整体健康状况做迅速总结,所有这些都可以在本地进行,无需通过云。

AMD现已提供锐龙AI嵌入式P100系列的芯片样品、参考板设计样品、开发文档与工具,计划二季度量产芯片,下半年量产参考板。
对于嵌入式产品来说,这个进展还是相当快的。

最后汇总看一下AMD嵌入式锐龙处理器的产品组合。
从早期的14nm工艺Zen架构初代锐龙R200系列一直到今天,AMD已经或即将提供多达七个不同系列的锐龙嵌入式产品,包括BGA集成封装、Socket独立封装两大类,给予客户和市场丰富的选择空间。
