英特爾、AMD等第三方處理器供應商及蘋果等自研處理器廠商均表示將在2024年推出搭載NPU的電腦處理器。與此同時，如何在電腦處理器中發揮出NPU的最大功效，也成為了業內熱議的話題。

集成了NPU的第14代酷睿Ultra移動處理器(圖片來源：英特爾)

　　NPU將在AI PC落地生花

　　據了解NPU可以根據網絡運算的特點，通過軟件或硬件編程，實現多種特定用途的網絡功能。相比傳統CPU和GPU，NPU能夠以更高的效率、更低的功耗執行神經網絡任務。相比FPGA，NPU更具成本優勢。業內專家告訴《中國電子報》記者，FPGA雖然也在靈活性和可編程性方面有優勢，但主流FPGA芯片的制程節點通常在14nm～45nm之間，而NPU的制程節點往往在10nm以下，更加適合小型、低功耗的PC、手機等消費級設備。

各類型AI芯片對比(數據來源：根據網絡信息整理)

　　在軟件方面，NPU具備與主流軟件兼容性強的優勢。“NPU能夠通過標準化的接口，如OpenCL、CUDA、OpenVX等與AI框架交互，輕易集成到不同的軟件環境中。因此NPU通常與主流的AI框架和軟件棧有更好的兼容性，使開發者更容易利用這些硬件加速器。”業內專家表示。

　　2017年，華為最先將NPU處理器集成到手機CPU中，使得CPU單位時間計算的數據量和單位功耗下的AI算力得到顯著提升，讓業內看到了NPU應用于終端設備的潛力。隨著AI應用越來越廣泛，PC用戶對于AI能力的需求也在增加，業內開始嘗試將NPU集成到PC中。這不僅可以讓用戶在本地進行AI模型的訓練和推理，不必依賴云端的計算資源，還支持用戶根據自己的需要進行模型的訓練和優化，符合當前軟件和服務的個性化、定制化發展趨勢。

　　目前來看，各家處理器供應商對內置NPU的電腦處理器表示出極大的興趣，紛紛推出相關產品。英特爾在近期發布了內置NPU的第14代酷睿Ultra移動處理器。英特爾官方表示，2024年，將有230多款機型搭載酷睿Ultra。蘋果將在2024年發布搭載M3處理器的MacBook，并透露其M3處理器的NPU性能相較于M1提升了60%。AMD首次加入獨立NPU的銳龍8040處理器將于2024年初正式發布。AMD表示，加入NPU后，處理器的大語言模型性能提升了40%。

內置NPU的AMD銳龍8040處理器(圖片來源：AMD)

　　業內普遍認為，未來“CPU+NPU+GPU”的組合將成為AI PC的算力基座。CPU主要用于控制和協調其他處理器的工作、GPU主要用于大規模并行計算、NPU專注于深度學習和神經網絡的計算。三種處理器協同工作可以充分發揮各自的優勢，提高AI計算的效率和能效比。

　　消費級高端PC將率先采用

　　在未來的PC發展中，NPU作為AI計算的核心部件將會在PC上得到廣泛應用，高端產品線用戶將率先嘗鮮。業內專家認為，在PC處理器中集成NPU需要一定的技術和資源投入，而這也會導致成本上升。因此NPU在發展前期會集中在消費級PC的高端產品線。

　　“目前搭載NPU的處理器主要集中在消費級PC上。這是由于消費級PC用戶的需求和使用場景相對靈活，對產品性能、功能和使用體驗的重視程度超過了對可靠性和使用壽命的關注。因此，消費級PC廠商通常更愿意嘗試新技術。而企業用PC對可靠性和使用壽命的要求更加嚴苛，用戶更傾向于采用已經經過驗證的技術，以確保系統的穩定性。因此，NPU在企業級PC的應用會晚一些。”業內專家向《中國電子報》記者表示。

內置NPU的聯想小新Pro16 AI超能本

　　以英特爾最新發布的兩款AI PC處理器為例，英特爾針對企業級PC用戶的第五代至強可擴展處理器中，既沒有采用最新工藝制程，也沒有集成NPU，而是穩打穩扎繼續沿用CPU處理器，并依舊采用較為成熟的Intel 7工藝制程。而在針對消費級的酷睿Ultra處理器中，不僅采用了最新的Intel 4制程，還首次在處理器中加入了NPU。

　　用好NPU不能光靠堆積

　　NPU的使用難點在于如何能釋放出有效的算力。英特爾公司中國區技術部總經理高宇表示，想讓NPU充分發揮性能，不能光靠堆積來實現，而要了解NPU的理論算力和實際應用算力。在此基礎上，再對現有的編程模型進行優化，使其更好地適應NPU的并行處理架構。這需要開發者和工程師深入了解NPU的工作原理和特性。除了編程模型優化外，還需要對硬件設備本身進行優化，例如散熱、功耗管理等。這些因素都會影響到NPU的實際性能和算力。

　　為了進一步實現NPU在AI PC中的普及并釋放出有效算力，還需要建設針對NPU的生態。“為了推動NPU在PC領域的發展，還需要建立一個完善的生態系統，包括硬件供應商、軟件開發者、PC應用廠商等。當這個生態系統變得健康、活躍，NPU技術才能得到更好的發展。”業內專家說。

　　作者：沈叢　　來源：中國電子報、電子信息產業網