神經處理單元 (NPU) 是處理器制造商提到的最新硬件。這些芯片應該用于處理 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 已經取得了多大的進展。NPU 應該是現有 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設計方面。這些制造商中的每一家都有專門設計用于Copilot+ PC 的芯片系列，這應該可以釋放微軟 AI 助手的潛力。
這些芯片主要設計用于筆記本電腦，但這并不意味著我們將來不會看到 NPU 芯片的桌面版本。將現有的產品與預期報告進行比較，我們可以了解 NPU 開發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 架構中。深入研究后，您會發現這款 NPU 為 AI 應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 創新。當前一代 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。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數據。每個單元都有自己的乘法累加 (MAC) 陣列，這有助于完成 AI 處理所需的復雜矩陣數學運算。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品的四倍，可以創建更復雜的神經網絡。
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 創新將降低 NPU 的能耗，使其成為低功耗應用的有吸引力的選擇。
我們什么時候才能使用這項技術？雖然英特爾最初建議軟發布該芯片，但Lunar Lake 筆記本電腦現在已經面世。
AMD 的下一代 NPU：XDNA 2
那么 AMD 在 NPU 領域能提供什么呢？AMD 進軍 NPU 市場的最新產品是 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 架構本身基于空間流數據架構。AMD 將其設計為靈活且適應性強，具有動態可編程性，可以?為 AI 處理創建自定義層次結構。XDNA 2 引擎本身就是處理技術的一項創新。
我提到過，NPU 有引擎塊，這對于系統的適應性至關重要。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。該芯片被設計為既能處理標準處理，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 集成的經驗。如果你想知道什么時候可以試用這些 NPU，它們已經發布了。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 的產品，最大處理能力為 45 TOPS。當該芯片發布時，它的表現優于市場上的所有產品。然而，隨著 AMD 和英特爾準備發布其全新改進的 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 本身就是一項創新，因為它是近幾年設計的第一款全新“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 軟件已經出現了問題。
如果您有興趣測試驍龍對其芯片做了什么，您現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。大多數人都以這些筆記本電腦為起點，看看 NPU 驅動的筆記本電腦與非 NPU 驅動的同類產品相比如何。
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，否則當前一代的 NPU 并不是必需的。然而，它們是未來的標志。雖然你現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。