Михайло

NPU – що це таке? В чому принципова різниця з CPU?

У світі, де штучний інтелект (ШІ) стає невід'ємною частиною нашого життя, з'являються нові технології, що оптимізують його роботу. Одна з таких інновацій – NPU (Neural Processing Unit). Якщо ви цікавитеся сучасними комп'ютерами та їхніми можливостями, ви, ймовірно, чули про CPU (Central Processing Unit) і GPU (Graphics Processing Unit). Але що таке NPU і чим він відрізняється від цих знайомих нам процесорів? І головне – що таке AI PC і чому він вам потрібен? Давайте розберемося!

Що таке AI PC?

AI PC – це комп’ютер, спеціально розроблений або зібраний для ефективної роботи зі штучним інтелектом безпосередньо на пристрої. Його ключовим компонентом є NPU, що дозволяє запускати ШІ-функції швидко, конфіденційно і без постійного підключення до Інтернету.

CPU: універсальний трудяга вашого ПК

Почнемо з того, що вам вже добре знайоме. CPU – це центральний процесор, справжній "мозок" будь-якого комп'ютера. Він є універсальним солдатом, здатним виконувати найрізноманітніші завдання: від запуску операційної системи та офісних програм до складних математичних моделювань.

Ключові особливості CPU:

гнучкість: CPU може обробляти будь-які інструкції. Він чудово справляється з послідовними обчисленнями, де кожен крок залежить від попереднього;
кількість ядер: сучасні CPU мають від кількох до кількох десятків потужних ядер, кожне з яких може працювати над окремим потоком завдань;
висока тактова частота та кеш-пам'ять: це дозволяє швидко отримувати доступ до даних та оперативно виконувати команди.

Хоча CPU здатний виконувати завдання ШІ, його архітектура, розроблена для послідовних операцій, не дозволяє повною мірою реалізувати потенціал паралельних обчислень. А саме паралельні обчислення лежать в основі нейронних мереж.

NPU: спеціаліст зі штучного інтелекту

NPU, або нейронний процесор, – це відносно новий тип апаратного забезпечення, розроблений спеціально для прискорення завдань, пов'язаних зі штучним інтелектом (ШІ) та машинним навчанням. Його основна мета – ефективно виконувати обчислення, характерні для нейронних мереж, такі як матричні множення та операції згортки (інференс: миттєве застосування навченої ШІ-моделі).

Пояснення "операцій згортки": уявіть, що ви шукаєте собаку на фото. Операції згортки – це як маленький "детектор" мозку NPU, який швидко проскановує зображення частинами, шукаючи певні "візерунки" (вуха, ніс, очі), і складає їх, щоб зрозуміти, що це собака.

Чим NPU відрізняється від CPU?

Уявіть собі:

CPU – це універсальний шеф-кухар, який може приготувати будь-яку страву, але якщо йому потрібно приготувати тисячу однакових пиріжків, це буде довго;
NPU – це спеціалізована машина для випікання пиріжків, яка може приготувати тисячу штук одночасно і дуже швидко, але нічого іншого вона робити не вміє.

Ключові особливості NPU:

спеціалізація: NPU не є універсальним процесором. Він "заточений" під конкретні типи обчислень, що використовуються в ШІ;
паралелізм на низькому рівні: на відміну від CPU, NPU має тисячі міні-процесорів, що працюють як мурашки в мурашнику, дозволяючи обробляти величезні обсяги даних паралельно;
енергоефективність: NPU розроблені для максимальної ефективності при виконанні ШІ-завдань, що критично важливо для мобільних пристроїв та ноутбуків, де кожен ват енергії на рахунку. Наприклад, для обробки ШІ-фільтра: CPU (Intel Core i9): 5 хвилин → гарячий ноутбук, шумні кулери. NPU (Ryzen AI): 5 секунд → тиха робота, батарея тримає вдвічі довше;
швидкість та ефективність: NPU використовує спрощені, але надзвичайно ефективні обчислення, ідеальні для ШІ. Це як швидкий ескіз художника – не фотореалізм, але суть захоплена миттєво!

Принципова різниця: завдання та оптимізація

Основна принципова різниця між CPU та NPU полягає в їхній оптимізації під різні типи обчислювальних завдань:

CPU: оптимізований для послідовних, складних, різноманітних завдань. Його архітектура дозволяє швидко перемикатися між різними інструкціями та виконувати їх одну за одною;
NPU: оптимізований для масово-паралельних, однотипних, специфічних обчислень, характерних для нейронних мереж (наприклад, обробка великих матриць, згортки).

Уявіть, що вам потрібно розкласти книги по полицях (CPU). Ви берете одну книгу, знаходите їй місце, ставите. А якщо вам потрібно порахувати кількість певних слів у тисячі книг одночасно (NPU)? Для таких масових, паралельних обчислень і потрібен зовсім інший підхід та інструменти, саме тут на сцену виходить NPU.

Де ви зустрінете NPU? Застосування в AI PC

NPU вже не є чимось екзотичним. Це 'м’яз' для локального ШІ і ключовий компонент сучасного AI PC. Вони активно інтегруються в новітні процесори для різних пристроїв:

смартфони: саме завдяки NPU ваш смартфон миттєво розпізнає обличчя на фото, покращує зображення в реальному часі, розуміє голосові команди та працює з інтелектуальними асистентами;
ноутбуки та ПК: новітні чіпи від Intel (наприклад, з архітектурою Meteor Lake, серія Intel Core Ultra) та AMD (процесори AMD Ryzen AI, серії 7040/8040+) вже мають вбудовані NPU. Це відкриває нові можливості для локального запуску ШІ-моделей без необхідності надсилати дані в хмару.

Як NPU змінить ваш досвід з ПК?

для відеодзвінків: автоматично робить вас чіткішими, прибирає фон або заважаючих людей, вирівнює освітлення, приглушує клацання клавіатури та лай собак – навіть при слабкому Інтернеті;
для геймерів: NPU дає змогу створювати розумніших ігрових персонажів (NPC), які реалістично реагують на ваші дії, генерують діалоги на льоту та роблять світ гри динамічнішим – без падіння FPS;
для творчості: NPU пришвидшує обробку фото/відео з використанням ШІ-фільтрів (наприклад, стилізація під картину), допомагає генерувати ідеї або навіть створювати простий контент (текст, зображення, Stable Diffusion) прямо на вашому ПК, без очікування відповіді від хмарного сервісу;
для конфіденційності: обробка даних на пристрої за допомогою NPU (на відміну від хмари) забезпечує вищу конфіденційність ваших фото, відео, документів та дій;
для продуктивності: використання NPU для ШІ-завдань звільняє потужні CPU та GPU для ваших основних ігор, рендерингу відео чи роботи у важких програмах, підвищуючи загальну продуктивність системи;
пристрої IoT (Інтернет речей): для "розумних" камер, сенсорів та інших пристроїв, де енергоефективність є критично важливою.

Синергія: вони працюють разом!

Важливо розуміти, що NPU не замінює CPU. Навпаки, вони працюють у синергії. Це команда спеціалістів: CPU керує загальними завданнями, GPU обробляє графіку, а NPU прискорює ШІ – разом вони працюють швидше та ефективніше.

CPU продовжує виконувати загальні обчислення, керує операційною системою та координує роботу всіх компонентів;
NPU бере на себе найважчі та найчастіші завдання, пов'язані з ШІ, звільняючи ресурси CPU та забезпечуючи максимальну ефективність.

Таким чином, ваш комп'ютер стає ще "розумнішим" та продуктивнішим, адже кожен компонент виконує те, для чого він найкраще підходить. Це майбутнє обчислень, що дозволяє досягти оптимального балансу між продуктивністю, енергоспоживанням та функціональністю.

Висновок

NPU – це не просто черговий маркетинговий термін. Це важливий крок у розвитку апаратного забезпечення, що відповідає зростаючим потребам штучного інтелекту. Розуміння його відмінностей від CPU допоможе вам краще орієнтуватися у світі сучасних технологій та обирати пристрої, які найкраще відповідають вашим потребам у роботі зі ШІ. Обираючи збірку з NPU, ви не купуєте комп'ютер – ви створюєте майбутнє вже сьогодні!

✨ Створіть свій AI PC уже сьогодні – обирайте компоненти з NPU! Готові зібрати AI PC майбутнього? Обирайте процесори з NPU (Intel Core Ultra / AMD Ryzen AI) у CyberDreamPC! Наші інженери допоможуть створити оптимальну конфігурацію для ігор, творчості чи роботи з ШІ, підібрану саме під ваші завдання. Наші фахівці протестують роботу NPU саме під ваші програми – це неможливо при покупці готового ПК!