Esta série de artigos é "Deixe a IA explicar a IA", e o texto completo é escrito por modelos de linguagem de grande escala como o GPT-4 sob supervisão humana. De forma aprofundada, permite que trabalhadores de diferentes origens adquiram facilmente conhecimentos relacionados à IA. Nesta edição de "Deixe a IA explicar a IA", vamos conhecer o NPU!

Todo mês de setembro, na temporada de volta às aulas, muitos universitários começam a comprar computadores. Você também notou que nos últimos anos, além das categorias comuns de notebooks: para escritório, notebooks para jogos, surgiu uma nova opção chamada "notebook com IA"? Você sabe o que é a característica chamada "notebook com IA" — NPU? E qual é a sua relação com a IA?

O que é NPU?

NPU, cujo nome completo é "Unidade de Processamento Neural" (Neural Processing Unit), é um chip especializado projetado para processar cálculos de inteligência artificial (IA). Comparado aos processadores centrais tradicionais (CPU) e processadores gráficos (GPU), o NPU é um hardware projetado especificamente para algoritmos de IA, especialmente para modelos de aprendizado profundo e redes neurais. Isso significa que ele pode executar cálculos de matriz em grande escala, que são o núcleo da operação dos modelos de IA modernos, de maneira mais rápida e eficiente.

Por que o NPU está relacionado à IA?

A IA, especialmente os modelos de aprendizado profundo, precisa lidar com grandes volumes de dados e cálculos complexos. Embora a CPU tradicional possa lidar com demandas gerais de computação, ela é menos eficiente ao lidar com tarefas relacionadas à IA. A GPU pode ajudar nesse aspecto, pois é boa em processamento paralelo. Mas com o rápido desenvolvimento da tecnologia de IA, especialmente com a crescente demanda por modelos de aprendizado profundo, é aí que o NPU se destaca — o NPU pode processar de forma mais eficiente os cálculos matemáticos necessários para os modelos de IA, oferecendo maior velocidade e menor consumo de energia, aumentando significativamente a eficiência da execução da IA.

Como o NPU funciona?

O princípio de funcionamento do NPU é semelhante ao das redes neurais no cérebro humano. As redes neurais nos modelos de IA precisam lidar com muitos cálculos de matriz, como multiplicação e adição, para treinar e inferir dados. O NPU, através de um design de arquitetura especializado, pode processar rapidamente esses cálculos e executar várias tarefas de cálculo paralelo simultaneamente. A característica central do NPU é que ele contém internamente muitas unidades de processamento, que podem processar várias etapas de cálculo ao mesmo tempo e, ao reduzir o gargalo de transferência de dados, aumentar significativamente a eficiência. Além disso, o NPU também melhora operações comuns em modelos de IA (como multiplicação de matrizes e operações de convolução), permitindo que ele conclua o treinamento e a inferência mais rapidamente.

Aplicações do NPU na vida cotidiana?

Muitos smartphones e dispositivos domésticos inteligentes têm NPUs integrados para realizar funções como: reconhecimento facial, reconhecimento de voz, assistentes de voz, processamento de imagem e melhoria da experiência fotográfica. Por exemplo, quando você tira uma foto com seu celular, a IA identifica a cena em tempo real e melhora automaticamente o efeito da foto, e isso é graças ao NPU.

O potencial futuro do NPU

Aplicações mais amplas do NPU — podemos esperar ver mais NPUs em produtos de alta tecnologia, como veículos autônomos e dispositivos médicos inteligentes. Eles não apenas ajudam esses dispositivos a realizar cálculos de IA mais rapidamente, mas também reduzem o consumo de energia, aumentando o tempo de operação contínua do sistema. Portanto, o NPU não é apenas um importante impulsionador do desenvolvimento da IA moderna, mas também desempenhará um papel crucial no progresso tecnológico futuro.

Pergunta do editor: Preciso comprar um notebook com IA que tenha NPU?

Se você usa frequentemente o notebook para trabalhos relacionados à IA, como: treinamento de modelos de aprendizado de máquina, desenvolvimento de aplicações de aprendizado profundo, ou depende muito de processamento de imagem, reconhecimento de voz e outras aplicações que exigem grande capacidade de computação, então um notebook com IA equipado com NPU será uma escolha muito atraente para você. O NPU pode aumentar significativamente a eficiência de execução dessas tarefas de IA, permitindo que você conclua cálculos complexos em menos tempo. Além disso, se você é um criador que frequentemente edita fotos, processa vídeos ou usa ferramentas como a série Adobe, o NPU também pode otimizar as funções de IA integradas nessas ferramentas, melhorando a experiência geral. No entanto, se suas necessidades diárias são principalmente processamento de texto, navegação na web ou outros usos gerais, um notebook com NPU pode não ser necessário para você.

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