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CPUとGPUの次は… NPUとは何か、何ができるのか？

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NPUは現在、ほとんどの主要ハードウェアメーカーから発売されている。しかし、それはどのようなチップなのだろうか？何ができて、何がそんなに特別なのか？

が解説します。

アップル、サムスン、AMD、そしてインテルも自社製NPUを搭載

これは主にAIアプリケーションで使用されるチップだ。メーカーを超えて広く使われていることがそれを示している： NPUは明らかに一過性の流行ではなく、今後も存在し続けるだろう。

しかし、NPUは何をするものなのか？なぜどのメーカーもNPUを欲しがるのか？NPUは日常生活でどのような役割を果たし、いつかはGPUに取って代わるのでしょうか？

  • NPUとは？
  • NPU：グラフィックスチップの終焉？
  • なぜすべてのノートPCにNPUが搭載されるのか？
  • NPUが実際にできること

NPUとは？

NPU（ニューラル・プロセッシング・ユニット）はCPUやGPUと同じプロセッサーです。しかし、その担当領域はグラフィックスや一般的なタスクではありません。その代わり、NPUは機械学習タスクを迅速かつ効率的に実行するように設計されています

。
このため、NPUは機械学習中に行われる数学的な計算のために最適化されています

。

グラフィックチップと同様に、並列化を利用して一度に多くの小さなタスクに取り組むことができる。同時に、より特殊化されている。

これらの計算において、NPUはグラフィックチップよりも効率的であるだけでなく、場合によっては10,000倍も高速です。

NPU：グラフィックスチップの終焉？

最初はかなり強力に聞こえますが、規模の点ではGPUの後釜のようなものです。NPUがより経済的ではるかに高速になれば、将来GPUは必要なくなるのでしょうか？

現時点では、答えは明確です。

なぜなら、NPUは現在、その並列化機能を主に、より小さく反復的なタスクを可能な限り効率的に処理するために使用しているからだ： ビデオ通話で背景をぼかしたり、AIチャットボットに返信させたり。
一方、GPUは、グラフィックス計算（AIへの依存度が高まっている）、ビデオ処理、AIモデルのトレーニングなど、より大規模なタスクを引き受けます。

は、消費電力が問題でなければ、AI分野でも選択されるハードウェアです。

同時に、GPNPU（General Purpose NPU）、つまりGPUとNPUのハイブリッドという概念もすでにある。これは、特殊なNPUと汎用的な武器であるGPUの健全なバランスを取ることを目的としたシングルチップです

。
特に、スマートフォンやウルトラブックなど、スペースが限られており、バッテリー駆動時間に依存するハードウェアの場合です。

将来的にこれがうまく機能し、GPUとNPUが再び1つのチップに統合される可能性は十分にあります。

なぜすべてのノートPCにNPUが搭載されるようになるのか

NPUのあらゆる利点が予測されているにもかかわらず、そんなもの必要ないと考えている人は、もうすぐ選択の余地がなくなるだろう。数年後には、少なくともスマートフォンやノートパソコンなどのモバイル市場では、NPUを搭載したモデルに手を伸ばさざるを得なくなる可能性が高いからだ。

ほとんどすべての主要なチップメーカーは、すでに独自のNPUを開発しています。

例えばクアルコムがあり、2018年にSnapdragon 855を発表して以来、NPUを採用している。当時は、自社製のKirin 970プロセッサーにいち早くNPUを採用したファーウェイに追いつくことが主な目的だったが、現在はサムスンのExynosプロセッサーに対抗する可能性が高くなっており、もちろん同じくNPUを採用している

。

アップルもしばらくの間、自社製品にNPUを使用してきた。MacなどのMシリーズやiPhoneなどのAシリーズのプロセッサーに搭載されている。NPUが活躍する機能のひとつにFace IDがある。AIを使うことで、メガネをかけていても、ひげを生やしていても、画像スキャナーで認識することができる。

インテルがNPUの流行に本格的に乗ったのは1月のことだ。CPUと統合GPUに加えて、新しいUltraチップにはそれぞれNPUが搭載されており、インテルがMeteor Lakeでチップレット設計に切り替えることを決めた理由の1つとなっている。

AMDはすでに少し先を行っている。わずか3週間ほど前、彼らはXDNA 2という名前で第2世代の自社製NPUを発表した。

実際にNPUで何ができるか

多くのNPUの実際の利点はまだ限られています。特にハードウェアとソフトウェアが単一のソースから提供されている場合(咳、アップル)、チップはすでにパフォーマンスとランタイムの面で一定の利点を提供している

しかし、NPUの利点は予見可能な将来には本当に実現されるはずだ。現時点では、AIアプリケーションは単なる一過性のトレンドには見えないからだ。

同時に、オペレーティングシステムは、CPU、GPU、NPU間のAIタスクの分散がさらにうまくなり、ハードウェアがタスクをさらに効率的に解決できるようになるだろう。NPUは今後、コンピューターでますます重要な役割を果たすようになるのでしょうか？それとも、数年後に再びCPUとGPUに統合されるのでしょうか？NPUが日常生活で役立ちそうな、あるいはすでに役立ちそうなアプリケーションはどれですか？コメントで教えてください！

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年齢： 24 才出身地：ドイツ 趣味：ゲーム、サッカー、卓球 職業：オンラインエディター、学生

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