神經(jīng)處理單元 (NPU) 是處理器制造商提到的最新硬件。這些芯片應(yīng)該用于處理 AI 處理，每個大型制造商對 NPU 都有自己的看法。讓我們看看在不久的將來我們會看到什么。
NPU 及其在筆記本電腦中的位置
如果你現(xiàn)在還沒有聽說過人工智能電腦及其對更強大處理能力的需求，那么你可能不知道 NPU 已經(jīng)取得了多大的進展。NPU 應(yīng)該是現(xiàn)有 CPU 的補充，但專門用于處理人工智能處理。芯片制造商已經(jīng)注意到在芯片上進行人工智能專用處理的重要性，而 NPU 就是為了解決這個問題而采取的舉措。
Snapdragon 的 X Elite 是新 NPU 中的第一款，但英特爾和 AMD 一直在提高賭注，無論是在處理能力還是架構(gòu)設(shè)計方面。這些制造商中的每一家都有專門設(shè)計用于Copilot+ PC 的芯片系列，這應(yīng)該可以釋放微軟 AI 助手的潛力。
這些芯片主要設(shè)計用于筆記本電腦，但這并不意味著我們將來不會看到 NPU 芯片的桌面版本。將現(xiàn)有的產(chǎn)品與預(yù)期報告進行比較，我們可以了解 NPU 開發(fā)的進展以及在不久的將來可以期待什么。
英特爾的下一代 NPU：NPU 4
英特爾最新的芯片集成了 NPU 和一些新奇的附加功能，使 AI 處理更加高效。NPU 4 包含在英特爾的 Lunar Lake 架構(gòu)中。深入研究后，您會發(fā)現(xiàn)這款 NPU 為 AI 應(yīng)用程序處理提供了許多好處。
英特爾聲稱，該 NPU 的峰值處理能力可達每秒 48 萬億次運算 (TOPS)，是英特爾迄今為止最強大的 NPU 創(chuàng)新。當(dāng)前一代 NPU 4 的性能遠遠超過英特爾上一代 NPU 3，計算能力提高了四倍多。
這部分歸因于芯片的架構(gòu)。該芯片運行兩個并行的 NPU，每個 NPU 都有自己獨立的推理管道，可以更好地解釋任務(wù)數(shù)據(jù)。每個單元都有自己的乘法累加 (MAC) 陣列，這有助于完成 AI 處理所需的復(fù)雜矩陣數(shù)學(xué)運算。最重要的是，每個單元中包含的 SHAVE DSP 的處理能力是其前代產(chǎn)品的四倍，可以創(chuàng)建更復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
對 Lunar Lake 的研究表明，它可能能夠在本地運行微軟的 Copilot。此外，Lunar Lake 很可能具有非常高效的功率特征。英特爾表示，他們的 Thread Director 創(chuàng)新將降低 NPU 的能耗，使其成為低功耗應(yīng)用的有吸引力的選擇。
我們什么時候才能使用這項技術(shù)？雖然英特爾最初建議軟發(fā)布該芯片，但Lunar Lake 筆記本電腦現(xiàn)在已經(jīng)面世。
AMD 的下一代 NPU：XDNA 2
那么 AMD 在 NPU 領(lǐng)域能提供什么呢？AMD 進軍 NPU 市場的最新產(chǎn)品是 XDNA 2 芯片。該公司聲稱，該芯片的性能可以超越英特爾的 NPU 4，可提供 50 TOPS，而 NPU 4 僅為 48。在 XDNA 的第二代產(chǎn)品中，AMD 將芯片上的引擎塊從 20 個增加到 32 個。這一增加使兩代NPU TOPS 增加了五倍。
XDNA 架構(gòu)本身基于空間流數(shù)據(jù)架構(gòu)。AMD 將其設(shè)計為靈活且適應(yīng)性強，具有動態(tài)可編程性，可以?為 AI 處理創(chuàng)建自定義層次結(jié)構(gòu)。XDNA 2 引擎本身就是處理技術(shù)的一項創(chuàng)新。
我提到過，NPU 有引擎塊，這對于系統(tǒng)的適應(yīng)性至關(guān)重要。每個塊都可以被視為一個獨立的工作器，擁有自己的計算和內(nèi)存資源。這種獨立的處理方法使芯片能夠做更多的事情，同時需要更少的功率。該芯片被設(shè)計為既能處理標(biāo)準(zhǔn)處理，又能處理 AI 處理，就像微軟的 Copilot 一樣。
值得注意的是，AMD 是第一家在芯片中包含 NPU 的芯片處理器。雖然這使他們在 NPU 方面處于領(lǐng)先地位，但它也為 AMD 突破 NPU 功能的界限打開了大門，因為他們有將 NPU 與 CPU 集成的經(jīng)驗。如果你想知道什么時候可以試用這些 NPU，它們已經(jīng)發(fā)布了。AMD將于 2024 年 7 月推出首款 Ryzen AI 300 筆記本電腦。
高通的下一代 NPU：Snapdragon X Elite
新一代 NPU 中最早上市的芯片之一是 Snapdragon X Elite。雖然這家芯片制造商對開發(fā)移動芯片并不陌生，但這是該公司首次進軍筆記本電腦市場。Snapdragon 投入了大量資源來分一杯羹，并表明他們的芯片可以與其他知名制造商競爭。
它的性能略低于英特爾和 AMD 的產(chǎn)品，最大處理能力為 45 TOPS。當(dāng)該芯片發(fā)布時，它的表現(xiàn)優(yōu)于市場上的所有產(chǎn)品。然而，隨著 AMD 和英特爾準(zhǔn)備發(fā)布其全新改進的 NPU，Snapdragon X Elite 可能超出了其水平。
Snapdragon X Elite 以耗電高于競爭對手而著稱，搭載該芯片的筆記本電腦由于芯片產(chǎn)生的熱量較多，噪音也更大。X Elite 搭載了 Snapdragon 稱之為“Oryon”的新處理器核心。
Oryon 本身就是一項創(chuàng)新，因為它是近幾年設(shè)計的第一款全新“從頭開始”的處理器。它不僅計劃用于驍龍未來的 NPU，還將融入移動芯片市場。NPU 是芯片在市場上站穩(wěn)腳跟的絕佳方式。然而，盡管微軟的 Prism 仿真層取得了巨大成功，但 Windows-on-Arm 軟件已經(jīng)出現(xiàn)了問題。
如果您有興趣測試驍龍對其芯片做了什么，您現(xiàn)在就可以購買筆記本電腦。該公司于 2024 年 4 月放棄了這些筆記本電腦，從那時起，盡管價格昂貴，但它們還是得到了廣泛的采用。大多數(shù)人都以這些筆記本電腦為起點，看看 NPU 驅(qū)動的筆記本電腦與非 NPU 驅(qū)動的同類產(chǎn)品相比如何。
筆記本電腦上配備 NPU 重要嗎？
如今，人工智能似乎是科技界的一個流行詞，而吹捧 NPU 的制造商可能只是在趕潮流。筆記本電腦有必要配備 NPU 嗎？當(dāng)前的人工智能處理迭代主要使用 GPU來完成工作。
除非你正在設(shè)計一個在機器上運行的 LLM，或者你真的依賴微軟的 Copilot，否則當(dāng)前一代的 NPU 并不是必需的。然而，它們是未來的標(biāo)志。雖然你現(xiàn)在可能不需要在你的機器上使用 NPU，但擁有一個 NPU 成為完成某些工作的必要條件只是時間問題。