AIPC带动NPU行业爆发

全产业 2024-06-07 00:52:57

5月21年微软发布Copilot+PC,6月18日各品牌AI PC将陆续上市,行业进展顺利。PC在AI时代,从指令集到芯片和整机设计都将迎来大变局。

1、架构:ARM架构能效比优势明显,在取得制程优势后,依靠转译进行x86生态到ARM生态的过渡方式被苹果走通,被微软跟进。

2、独立NPU成大势所趋:NPU执行AI任务的高能效表现,适用于长时间AI任务,内置NPU作为SoC架构40年来最大的变化。

3、整机设计适配AI负载:存储容量提升、近存计算、散热挑战增加,主板设计预计迎来大规模革新。

AI领域NPU IP持续上量,全球出货量超1亿颗。

生成式AI变革已经到来。需要一个面向生成式AI全新设计的神经网络处理器(NPU),同时要利用异构处理器组合,比如中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)。通过结合NPU使用合适的处理器,异构计算能够实现最佳应用性能、能效和电池续航,赋能全新增强的生成式AI体验。

NPU,是“神经网络处理单元”的缩写,神经网络处理单元(NPU)是一种专门设计用于加速神经网络计算的处理器。与传统的中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)不同,NPU从硬件层面上针对AI计算进行了优化,以提高性能和能效。

CPU是通用处理器,设计用于执行广泛的计算任务。它具有强大的灵活性和可编程性,但可能在特定任务(如AI计算)上效率不高。

GPU最初设计用于处理图形和视频渲染,它擅长处理并行计算任务,因此在AI领域也得到了广泛应用。然而,GPU并非专门为AI计算设计,它在处理某些类型的AI任务时可能不如NPU高效。简单概括为CPU负责整体计算和协调,GPU负责图像部分

NPU负责AI计算和AI应用。工作流程是任何工作先通过CPU,CPU在根据工作性质来决定分配给谁,如果图形方面的计算就分配给GPU,如果AI计算方面的就分配给NPU。NPU在笔记本电脑和PC领域越来越普遍。

NPU专为实现以低功耗加速AI推理而全新打造,其架构随着新AI算法、模型和用例的发展不断演进。Al工作负载主要包括由标量、向量和张量数学组成的神经网络层计算以及非线性激活函数。优秀的NPU设计能够为处理这些AI工作负载做出正确的设计选择,与AI行业方向保持高度一致。

NPU(神经处理单元)的应用范围非常广泛,它们主要用于加速人工智能(AI)领域的计算任务。以下是一些具体的应用领域:

1. 图像识别:NPU可以高效地执行图像处理任务,如目标检测、图像分类等,广泛应用于智能手机、智能摄像头和自动驾驶汽车等设备中。

2. 语音识别:NPU能够加速语音识别算法,使得智能助手、自动语音识别(ASR)系统等应用能够快速准确地识别和处理语音信号。

3. 自然语言处理*:NPU支持自然语言处理(NLP)任务,如机器翻译、情感分析等,这些应用在智能客服、社交媒体分析等领域有着重要作用。

4. 面部跟踪和手势识别:NPU可以用于面部识别和手势跟踪,这些功能在视频会议、游戏和安全监控系统中非常有用。

5. 视频监控:NPU可以用于视频分析,提高视频监控系统的智能性和效率,例如在人流统计、异常行为检测等方面。

6. 自动驾驶:NPU在自动驾驶汽车中用于处理传感器数据,进行环境感知和决策制定,是实现自动驾驶的关键技术之一。

7. 高级驾驶员辅助系统(ADAS):NPU可以支持ADAS中的各种功能,如车道保持、碰撞预警等,提高驾驶安全性。

8. 深度学习框架支持:NPU支持多种深度学习框架,如TensorFlow、PyTorch等,使得在NPU上部署和运行深度学习模型变得更加方便。

9. 端到端的神经网络推理和训练:一些NPU支持从模型推理到训练的全过程,提供全面的AI计算能力。

10. AI芯片竞争:随着AI技术的发展,NPU的使用范围不断扩大,成为提升AI应用性能的重要手段,尤其在SoC产品中

NPU概念股:

瑞芯微(603893):公司新推出的SoC大部分搭载了自研NPU,满足市场对智能化、算力的需求。

美格智能(002881):算力模组集成了 CPU/GPU/NPU等多种计算单元。

智微智能(001339):公司提供AI服务器和AIBOX边缘设备,推出基于GPU、多家ASIC AI加速卡、ARM NPU的多系列产品。

全志科技(300458):基于NPU加速的高性能视觉处理 Soc 芯片已在量产阶段。

国科微(300672):公司的NPU已实现前端IPC最高4T算力和后端NVR/DVR 9T算力。

北京君正(300223):公司的NPU技术已应用于T40、T41、A1等芯片中,且已量产销售。

广和通(300638):公司正式推出基于高通 QCS8250 芯片平台的高算力 AI模组 SCA825-W,集成高性能Kryo585 CPU架构、Adreno650GPU、独立NPU、Hexagon DSP 和 Adreno995 DPU处理器,可全面提供高达15TOPS的算力支持。

安联锐视(301042):公司的产品开发有使用英伟达服务器做AI智能训练,产品端以嵌入式芯片平台内置NPU赋能各类AI场景。

芯原股份-U(688521):GPU/NPU等推动IP业务增长,公司单价较高的GPU/NPU等IP需求较好。

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