AMD Instinctは、AMDが開発したデータセンター向けグラフィックス処理装置（GPU）のブランドである。2016年にFirePro Sラインの後継として導入されたInstinct製品ファミリーは、ディープラーニング、人工知能ワークロード、およびハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）アプリケーションを加速するように設計されている。消費者向けおよびゲーム市場を対象とするAMDのRadeonブランドとは異なり、Instinctカードはニューラルネットワークのトレーニングや大規模な科学シミュレーションの実行などの計算集約型タスクに最適化されている。このブランドは、Nvidiaのデータセンター向けGPU製品やIntelのXeon PhiおよびData Center GPUラインと直接競合する。
この製品ラインは当初AMD Radeon Instinctとして販売されていたが、AMDは2020年11月のMI100発売前にRadeonブランドを廃止した。それ以来、Instinctシリーズは複数のアーキテクチャを通じて進化し、生成AIおよび機械学習の増大する需要に対応するため、高度なパッケージングおよびメモリ技術を組み込んでいる。2023年時点で、Instinct GPUを使用するAMDベースのスーパーコンピュータは、世界の性能および効率ランキングでトップの地位を獲得している。
初期製品（2016-2017年）
AMDは2016年12月12日に最初の3つのRadeon Instinct製品を発表し、2017年6月20日にリリースした。各カードは異なるGPUアーキテクチャに基づいており、コンピュート市場の異なるセグメントを対象としていた。
MI6
MI6はPolaris 10チップを使用し、16 GBのGDDR5メモリと150 W未満の熱設計電力（TDP）を備えていた。FP16およびFP32性能は5.7 TFLOPSを提供し、主にトレーニングではなく推論タスクに適していた。ピーク倍精度（FP64）性能は358 GFLOPSであった。このカードはパッシブ冷却であり、その低消費電力設計を反映していた。
MI8
MI8はRadeon R9 Nanoに類似したFijiアーキテクチャに基づいており、TDPは175 W未満であった。4 GBの高帯域幅メモリ（HBM）を搭載し、FP16およびFP32で8.2 TFLOPSを達成した。MI6と同様に推論ワークロード向けであり、ピークFP64性能は512 GFLOPSであった。
MI25
MI25はHBM2メモリを備えたVegaアーキテクチャを利用していた。FP32で12.3 TFLOPSを提供し、低精度演算を活用することでFP16で24.6 TFLOPSに達することができた。このカードのTDPは300 W未満でパッシブ冷却を備え、FP32レートの16分の1で768 GFLOPSのピークFP64性能を提供した。MI25はVegaアーキテクチャの改善されたコンピュート機能の恩恵を受け、トレーニングと推論の両方に位置付けられていた。
MI50およびMI60（Vega 20）
Graphics Core Next（GCN）5アーキテクチャのVega 20バリアントに基づくMI50およびMI60は、Radeonブランドを冠する最後のInstinctカードとして導入された。これらは半レートのFP64性能をサポートしており、初期モデルからの大幅な改善であり、ディスプレイ出力を生成する機能も保持していた。これらのカードは初期のエクサスケールおよびHPC展開で使用され、ワークステーションとデータセンターの役割の間のギャップを埋めた。
MI100シリーズ（CDNA 1）
2020年11月に発売されたMI100シリーズは、コンピュートワークロード専用に設計されたAMDのCDNA（Compute DNA）アーキテクチャへの移行を示した。CDNA 1カードはラスタライゼーションユニットなどのレンダリング関連ハードウェアをすべて除去し、トランスフォーマーモデルやその他のディープラーニング演算を加速するためのマトリックス処理ユニットを追加した。このアーキテクチャは、AMDのその後のAI特化アクセラレータの基盤を築いた。
MI300シリーズ（CDNA 3）
2023年後半に導入されたMI300AおよびMI300Xは、CDNA 3アーキテクチャ上に構築されたデータセンター向けアクセラレータであり、HPCおよび生成AIワークロード向けに最適化されている。このアーキテクチャはスケーラブルなチップレット設計を使用し、TSMCのCoWoS（chip-on-wafer-on-substrate）やInFO（integrated fan-out）などの高度なパッケージング技術を活用して、複数のチップレットを単一のインターポーザ上に組み合わせている。AMDのInfinity Fabricインターコネクトは、チップレットとホストシステム間の高速・低遅延データ転送を可能にする。
MI300A
MI300Aは、24個のZen 4 CPUコアと4つのCDNA 3 GPUコアを統合したアクセラレーテッド・プロセッシング・ユニット（APU）であり、GPUセクションには合計228個のコンピュートユニット（CU）と128 GBのHBM3メモリを備えている。5 nmプロセスで製造されたZen 4コアは、x86-64命令セット、AVX-512、およびBFloat16拡張をサポートしており、汎用アプリケーションを実行しホスト側の計算を提供できる。MI300Aはピーク性能としてFP64で61.3 TFLOPS（FP64マトリックス演算で122.6 TFLOPS）、FP16で980.6 TFLOPS（スパース性利用で1961.2 TFLOPS）を達成し、メモリ帯域幅は5.3 TB/sである。異種システム統合のためのPCIe 5.0およびCXL 2.0インターフェースをサポートしている。
MI300X
MI300Xは専用の生成AIアクセラレータであり、CPUコアを追加のGPUリソースに置き換えており、結果として304 CUと192 GBのHBM3メモリを備えている。自然言語処理、コンピュータビジョン、ディープラーニングなどのアプリケーション向けに設計されている。MI300XはTF32性能で653.7 TFLOPS（スパース性利用で1307.4 TFLOPS）、FP16で1307.4 TFLOPS（スパース性利用で2614.9 TFLOPS）を提供し、メモリ帯域幅は同じ5.3 TB/sである。PCIe 5.0およびCXL 2.0に加えて、AMDのROCmソフトウェアスタックをサポートしており、生成AIアプリケーションの開発および展開のための統一プログラミングモデルを提供する。
MI350シリーズ（CDNA 4）
2025年に発表されたMI350XおよびMI355Xは、CDNA 4アーキテクチャ上に構築されており、高度なAIトレーニングおよび推論を対象としている。TSMCの3 nm（N3）プロセスで製造され、288 GBのHBM3Eメモリと8 TB/sの帯域幅を備えた高性能チップレット設計を特徴とする。CDNA 4はFP8およびFP16に加えて、低精度フォーマットFP4およびFP6のネイティブサポートを導入し、MI355XではFP4コンピュートを最大9.2ペタFLOPSに引き上げる。このアーキテクチャは効率的なデータ転送のためのInfinity Fabricインターコネクトを維持している。2026年には、AMDはMI350PをPCIeカードとしてリリースし、MI350Xの約半分のコンピュート容量と電力要件を備え、特定の展開においてよりアクセスしやすいオプションを提供した。
ソフトウェアスタック
ROCm
Instinct製品向けのAMDのソフトウェアエコシステムは、Radeon Open Compute（ROCm）メタプロジェクトの下で編成されており、GPUコンピューティングのためのドライバ、ライブラリ、ツールのコレクションを提供する。ROCmはNvidiaのCUDAプラットフォームと競合するように設計されており、開発者向けのオープンソースの代替手段を提供する。
MxGPU
MI6、MI8、およびMI25はAMDのMxGPU仮想化技術をサポートしており、複数のユーザーまたは仮想マシン間でのGPUリソースの共有を可能にする。この機能は、効率的なリソース利用が重要となるクラウドおよびエンタープライズ環境で価値がある。
MIOpen
MIOpenはAMDのディープラーニングライブラリであり、ニューラルネットワークのトレーニングおよび推論のGPUアクセラレーションを可能にする。これはGPUOpen Boltzmann Initiativeソフトウェアを拡張し、Theano、Caffe、TensorFlow、MXNet、Microsoft Cognitive Toolkit、Torch、Chainerなどの一般的なフレームワークをサポートする。プログラミングはOpenCLおよびPythonでサポートされており、AMDのHeterogeneous-compute Interface for Portability（HIP）およびHeterogeneous Compute Compilerにより、CUDAコードをAMDハードウェア上で実行するようにコンパイルでき、開発者の移行を容易にする。
性能および市場での位置付け
2022年6月、AMDのEpyc CPUおよびInstinct GPUに基づくスーパーコンピュータが、最も電力効率の高いスーパーコンピュータのGreen500リストで首位を獲得し、他のどのシステムに対しても50%以上の差をつけて上位4位を占めた。そのうちの1つであるFrontierスーパーコンピュータは、2022年6月以降TOP500リストで世界最速であり、2023年時点でもその地位を維持している。この成果は、大規模HPC環境におけるInstinctアクセラレータの効率性とコンピュート能力を浮き彫りにした。
Instinctラインは、大規模言語モデルおよび生成AIの急速な成長に対応して進化を続けており、各世代でメモリ容量、帯域幅、および低精度フォーマットのサポートを増やし、大規模なトレーニングおよび推論の需要に応えている。