AMD roky buduje vlastný výpočtový ekosystém, ktorý má konkurovať dominancii CUDA. Základom tejto stratégie je AMD ROCm software – otvorený „stack“ navrhnutý pre paralelné výpočty, umelú inteligenciu, vedecké simulácie aj profesionálne aplikácie. Cieľ je jednoduchý: sprístupniť výpočtový výkon grafických kariet AMD vývojárom bez toho, aby museli byť viazaní na uzavretú platformu jedného výrobcu.
AMD ROCm software prepája ovládače, runtime, knižnice, kompilátory a vývojové nástroje tak, aby výpočty mohli bežať priamo na AMD Instinct akcelerátoroch a na vybraných grafických kartách Radeon. Vývojár získa prístup k tisícom stream procesorov, ktoré dokážu spracovať veľké objemy dát paralelne. Platforma podporuje otvorené štandardy, ako napríklad OpenMP či OpenCL, a okolo ROCm rastie ekosystém určený pre akademické, výskumné ale aj komerčné prostredie.
ROCm sa stále viac integruje aj do populárnych AI frameworkov. Podporuje PyTorch, TensorFlow, JAX a ďalšie knižnice cez backendy optimalizované pre Instinct akcelerátory. Práve integrácia do týchto nástrojov bola pre AMD dlhé roky slabým miestom, no postupne sa vyrovnáva konkurencii.
AMD ROCm software – základ výpočtov na GPU AMD
AMD ROCm software tvorí základnú infraštruktúru, ktorá zabezpečuje komunikáciu medzi CPU a GPU. Zahŕňa ovládače, kompilátory založené na LLVM, výpočtové knižnice pre BLAS, DNN či FFT a sadu nástrojov určených na profilovanie, meranie výkonu a optimalizáciu. Pre HPC sú dostupné knižnice ako rocBLAS, rocSOLVER, MIOpen (alternatíva k cuDNN) či rocFFT. Pre vývojárov AI existujú knižnice optimalizované pre maticové operácie — kľúčové pri tréningu neurónových sietí.
Softvérový stack rieši plánovanie úloh, prístup k pamäti, synchronizáciu, preklad inštrukcií a správu výpočtových kernelov. Výpočtový model je podobný ako v CUDA – úlohy sa rozdelia na menšie bloky priradené jednotlivým Compute Units, čo umožňuje vysokú mieru paralelizmu. AMD ROCm software navyše podporuje systém „fine-grained“ aj „coarse-grained“ pamäťových režimov, ktoré ovplyvňujú, ako GPU pracuje so zdieľanými dátami medzi vláknami.
Výhodou ROCm je jeho otvorenosť. Väčšinu modulov je možné analyzovať, optimalizovať či integrovať do vlastných riešení. To umožňuje rýchlejšie inovácie v akademickom prostredí, kde prístup k zdrojovému kódu často rozhoduje o úspešnosti vedeckého projektu.
HIP: most medzi CUDA a svetom AMD
HIP je kľúčový prvok, ktorý spája ROCm s existujúcim CUDA ekosystémom. Funguje ako programovací model veľmi blízky CUDA, ktorá sa minimálne líši. Tento prístup umožňuje konvertovať veľkú časť CUDA projektov pomocou nástrojov HIPIFY. Portovanie však nie je dokonalé – špecifické CUDA API, proprietárne knižnice či optimalizácie viazané na Tensor Cores nie sú prenesiteľné automaticky.
HIP môže fungovať aj ako natívny vývojový model pre GPU AMD. Umožňuje prácu s rovnakými konceptmi – bloky, mriežky, vlákna, správa kernelov, synchronizácia či kopírovanie pamäte. To výrazne znižuje čas potrebný na prechod medzi platformami. Navyše HIP zachováva kompatibilitu aj smerom dopredu – aplikácie napísané pre staršie generácie GPU AMD často fungujú aj na novších architektúrach bez zásadných úprav.
Vďaka HIP môže AMD osloviť vývojárov, ktorí roky pracovali v CUDA prostredí, a ponúknuť im otvorenú alternatívu bez nutnosti začínať od nuly.
Stream procesory: hardvérový základ výkonu AMD
Stream procesory sú základom výpočtového výkonu GPU AMD. Každý stream procesor vykonáva jednoduché operácie, no ich skutočná sila vychádza z masívneho paralelizmu, keď ich pracuje tisíc až desaťtisíc naraz.
V architektúre AMD sú stream procesory organizované v Compute Units (CU), ktoré zahŕňajú SIMD bloky, plánovače, cache a rôzne pomocné jednotky. Každý CU dokáže vykonať stovky paralelných inštrukcií v jednom cykle, čo je kritické pri AI, fyzikálnych simuláciách, renderingu a HPC úlohách.
Architektúra RDNA a CDNA však pracuje rozdielne:
- RDNA / RDNA 2 / RDNA 3 / RDNA 4 sú určené najmä pre grafické úlohy, no od RDNA 3 obsahujú aj dedikované AI/Matrix akcelerátory.
- CDNA 2 a CDNA 3 sú plne výpočtové architektúry pre HPC a AI. Obsahujú maticové jadrá, vysokokapacitné pamäťové prepojenia, výpočtové cache optimalizované pre AI a podporu formátov FP16, BF16 a INT8.
AMD v CDNA používa vlastné riešenie maticových operácií MFMA (Matrix Fused Multiply-Add), ktoré slúži ako ekvivalent k Tensor Cores, ale funguje iným spôsobom a v iných dátových formátoch.
Vďaka týmto jednotkám dokáže AMD efektívne akcelerovať neurónové siete, veľké jazykové modely aj masívne HPC simulácie.
Budúcnosť výpočtov na AMD GPU
AMD ROCm software sa rozširuje každou verziou a AMD doň investuje stále viac. Výpočtové knižnice sú rýchlejšie, AI frameworky získavajú stabilné backendy pre Instinct akcelerátory a podpora pre container-based nasadenie (Docker, Kubernetes) je jednoduchšia než kedysi.
Najnovšie akcelerátory MI300X a MI325X ukazujú smer, ktorým sa AMD uberá. Vysoká kapacita HBM, extrémna šírka pamäťovej zbernice a výpočtová architektúra CDNA 3 vytvárajú výkonný základ pre AI superpočítače. Tieto akcelerátory už dnes používajú veľké cloudové platformy na trénovanie LLM modelov.
Význam AMD ROCm software rastie aj preto, že firmy hľadajú alternatívu k uzamknutému CUDA ekosystému. Otvorené štandardy, prístup k zdrojovému kódu a širšie možnosti integrácie dávajú AMD stále väčšiu výhodu.
Záver – AMD ROCm software
AMD ROCm software a HIP tvoria jadro výpočtového ekosystému AMD. ROCm zabezpečuje softvérovú infraštruktúru pre paralelné výpočty, HIP znižuje bariéry pri portovaní CUDA aplikácií a stream procesory spolu s architektúrami RDNA a CDNA poskytujú vysoký výpočtový výkon. AMD tak ponúka otvorenú, flexibilnú a rýchlo sa rozvíjajúcu alternatívu v oblasti HPC, AI a profesionálnych výpočtov.
FAQ – Časté otázky
Čo je AMD ROCm?
ROCm je otvorený softvérový stack, ktorý umožňuje spúšťať paralelné výpočty, AI modely a vedecké simulácie priamo na GPU AMD. Zahŕňa runtime, kompilátory, knižnice aj vývojové nástroje.
Na ktorých grafických kartách funguje ROCm?
ROCm je určený najmä pre akcelerátory AMD Instinct. Podporuje aj vybrané modely Radeon, no kompatibilita závisí od generácie a konkrétnej konfigurácie.
Je ROCm alternatíva ku CUDA?
Áno. ROCm predstavuje otvorenú alternatívu k NVIDIA CUDA, ktorá sa používa najmä v AI, HPC a serveroch. Ekosystém však zatiaľ nie je tak rozsiahly ako CUDA.
Čo je HIP?
HIP je programovací model podobný CUDA. Umožňuje preniesť časť CUDA kódu na GPU AMD a slúži aj ako natívny spôsob vývoja aplikácií pre ROCm.
Optimalizujte výkon v AI, HPC aj kreatívnych nástrojoch. Pozrite výhodné ceny AMD Radeon GPU kompatibilných s ROCm.