AMD:n tekoälyräkit kuluttavat vähemmän energiaa – mutta kunnianhimoisin tavoite on vielä edessä

AMD kertoo saavuttaneensa arviolta nelinkertaisen parannuksen räkkitason tekoälyjärjestelmien energiatehokkuudessa vuoden 2024 lähtötasoon verrattuna keskikesään 2026 mennessä. Tulos on yhtiön mukaan parempi kuin aiemmin asetettu välitavoite, jossa vuoden 2026 järjestelmiltä odotettiin kolminkertaista energiatehokkuutta. Luku perustuu AMD:n omiin mittauksiin ja mallinnuksiin, eikä kyse ole riippumattomasti auditoidusta toimialavertailusta.

20-kertainen parannus vuoteen 2030 mennessä

AMD:n laajempi 20x2030-tavoite tähtää siihen, että tekoälyn koulutukseen ja päättelyyn tarkoitetut räkkitason järjestelmät olisivat vuonna 2030 20 kertaa energiatehokkaampia kuin vuoden 2024 vertailutasolla. AMD arvioi tavoitteen olevan lähes kolme kertaa nopeampi kuin toimialan vuosien 2018–2025 tehokkuuskehitys.

Yhtiön havainnollistavan laskelman mukaan noin kaksi vuoden 2030 AMD-räkkiä voisi tuottaa saman tekoälylaskennan kuin 570 vuoden 2024 räkkijärjestelmää. Jos työkuorma pysyy vertailukelpoisena ja 20-kertainen energiatehokkuus toteutuu, vastaavan työn sähkönkulutus voisi pienentyä 95 prosenttia.

AMD:n yhteydessä on esitetty myös väite 28-kertaisesta hiili-intensiteetin vähenemisestä. Se ei kuitenkaan ole yleispätevä seuraus pelkästä laitteiston energiatehokkuudesta: tulos riippuu myös siitä, millä sähköntuotannon yhdistelmällä datakeskus toimii. Siksi 28-kertaista lukua on syytä pitää AMD:n skenaariona, ei kaikkialla toteutuvana päästövähennyksenä.

Miksi räkkitaso on tärkeä mittari?

AMD:n aiempi 30x25-ohjelma tarkasteli yksittäisen laskentasolmun, eli CPU:n ja GPU-kiihdyttimien muodostaman kokonaisuuden, energiatehokkuutta. AMD ilmoitti ylittäneensä tavoitteen 38-kertaisella solmutason parannuksella vuosina 2020–2025. Yhtiön mukaan sama laskentatyö voitiin tehdä 97 prosenttia pienemmällä energiankulutuksella.

Uudempi 20x2030-tavoite on laajempi. Se huomioi koko räkin:

• tekoälykiihdyttimet ja suorittimet
• HBM-muistin ja muun muistijärjestelmän
• räkkien välisen ja sisäisen verkkoliikenteen
• virransyötön ja jäähdytyksen aiheuttaman kuorman
• ohjelmistojen tehokkuuden ja laitteiston käyttöasteen.

Pelkkä huippusuorituskyky terafloppeina tai eksafloppeina ei vielä kerro, kuinka paljon energiaa yhden koulutusajon tai päättelytehtävän suorittaminen todella vaatii.

Miten AMD aikoo saavuttaa parannuksen?

AMD:n lähestymistapa perustuu usean tekijän yhteisvaikutukseen. Tehokkaammat laskenta-arkkitehtuurit ja matalamman tarkkuuden lukumuodot, kuten FP8 ja FP4, voivat kasvattaa hyödyllisten operaatioiden määrää wattia kohden. Suurempi ja nopeampi HBM-muisti puolestaan vähentää muistipullonkauloja ja datan siirtämiseen kuluvaa energiaa.

Nopeat scale-up- ja scale-out-yhteydet pienentävät aikaa, jonka kiihdyttimet joutuvat odottamaan toisiaan suurissa malleissa. Ohjelmistoilla voidaan lisäksi tehostaa laskentaytimiä, tehtävien ajoitusta, mallin rinnakkaistamista ja laitteiston käyttöastetta. AMD korostaa, että myös prosessiteknologia, datan siirto ja koko järjestelmän yhteissuunnittelu vaikuttavat lopputulokseen.

Helios on AMD:n yritys myydä koko tekoälyräkki

AMD:n Helios on räkkitason ratkaisu, jossa yhdistyvät:

• 72 Instinct MI455X -tekoälykiihdytintä
• EPYC ”Venice” -suorittimet
• Pensando-verkkoteknologia
• jopa 1,4 eksaflopsia FP8-laskentaa
• 31 teratavua HBM4-muistia
• 260 teratavua sekunnissa scale-up-kaistanleveyttä
• 43 teratavua sekunnissa scale-out-kaistanleveyttä.

AMD kertoo Heliosin olevan täydessä tuotannossa heinäkuussa 2026. Ensimmäiset toimitukset oli määrä aloittaa vuoden 2026 kolmannen neljänneksen lopulla, minkä jälkeen tuotantoa kasvatetaan. Lähteet eivät vahvista erillistä, täsmällistä vuoden 2027 tuotantovirstanpylvästä, joten vuosien 2026–2027 aikataulua on parempi kuvata asteittain etenevänä käyttöönottona kuin varmistettuna kalenterina.

Heliosin myötä AMD haastaa Nvidian järjestelmätasolla eikä ainoastaan yksittäisten kiihdytinsirujen markkinoilla. AMD:n oman vertailun mukaan Helios tarjoaa Nvidian Vera Rubin NVL72 -räkkiin nähden jopa 15 prosenttia enemmän huipun FP4-laskentaa, 50 prosenttia enemmän HBM-muistia ja 50 prosenttia enemmän scale-out-kaistanleveyttä. Nämä ovat valmistajan omia väitteitä, eivät riippumattoman testin tuloksia.

Kasvava liiketoiminta lisää painetta energiatehokkuuteen

Tekoälyinfrastruktuurin kysyntä näkyy myös AMD:n datakeskusliiketoiminnassa. Yhtiön vuoden 2026 toisen neljänneksen datakeskusliikevaihdoksi raportoitiin 6,7 miljardia dollaria, mikä merkitsi 107 prosentin kasvua vuodessa. Kasvu kattaa sekä EPYC-palvelinsuorittimet että Instinct-kiihdyttimet, joten lukua ei pidä tulkita pelkästään tekoäly-GPU-myynniksi.

Kilpailu Nvidian kanssa kiristyy samaan aikaan koko toimitusketjussa: vastakkain eivät ole enää vain sirut, vaan myös verkkoratkaisut, muisti, jäähdytys, ohjelmistot, rahoitus ja datakeskusten käyttöönoton nopeus. Käytettävissä olevat lähteet eivät kuitenkaan riitä luotettavasti arvioimaan Nvidian rahoitusstrategiaa tai Googlen TPU-järjestelmien liikevaihtoa, joten niistä ei voi tehdä tässä varmoja johtopäätöksiä.

AMD:n keskeinen viesti on selvä: tekoälyn kasvavan sähkönkulutuksen ratkaiseminen vaatii kokonaisen järjestelmän optimointia. Nelinkertainen parannus vuoteen 2026 mennessä näyttää yhtiön omien arvioiden perusteella lupaavalta, mutta todellinen testi on se, pystyykö AMD muuttamaan 20x2030-tavoitteen toimiviksi, laajasti toimitettaviksi järjestelmiksi vuoteen 2030 mennessä.