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    • 一、AI PC一觸即發(fā),半導(dǎo)體大廠瞄準(zhǔn)NPU
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AI PC一觸即發(fā),存儲器、NPU等大放異彩!

04/16 10:10
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AI浪潮正持續(xù)改變各行各業(yè),此前歷經(jīng)下行周期的PC市場也開始迎來新的機會。今年以來,無論是美國消費電子展(CES)還是巴塞羅那世界移動通信大會(MWC),AI PC都成為了當(dāng)之無愧的焦點,包括英特爾、AMD英偉達芯片大廠,以及聯(lián)想、戴爾、宏碁、華碩、榮耀等下游廠商紛紛推出相關(guān)產(chǎn)品,布局AI PC。業(yè)界直言,2024年或是AI PC元年,這一風(fēng)口下,半導(dǎo)體領(lǐng)域NPU以及存儲器等有望持續(xù)受益。

一、AI PC一觸即發(fā),半導(dǎo)體大廠瞄準(zhǔn)NPU

ChatGPT的橫空出世,讓人見識到了AI大模型的威力,隨后,AI內(nèi)容生成逐漸從云端向PC、手機等終端靠近,業(yè)界也開始意識到PC將是支持AI大模型的重要平臺。畢竟,與手機相比,PC擁有更高存儲容量與物理空間,更適合復(fù)雜度高、參數(shù)規(guī)模大的AI大模型。這一背景下,AI PC一觸即發(fā)。

當(dāng)前行業(yè)對AI PC尚未有明確定義,業(yè)界普遍認(rèn)為,AI PC指的是具備AI加速計算能力或能在本地運行AI大模型的PC產(chǎn)品,其具備深度學(xué)習(xí)以及自然語言處理等能力,可以完成多種復(fù)雜AI任務(wù)。

傳統(tǒng)PC采用CPU+GPU架構(gòu),聚焦本地計算與存儲,雖然也能運行大語言模型,但AI時代數(shù)據(jù)量龐大,傳統(tǒng)PC算力不足發(fā)展受限。與之相比,AI PC采用的是CPU+GPU+NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元)異構(gòu)方案,NPU作為AI PC算力中樞,主要用于加速人工智能機器學(xué)習(xí)任務(wù),包括圖像識別、語音識別、自然語言處理等,與傳統(tǒng)的通用處理器相比,NPU在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算方面具備更高的計算效率和能耗效率,可以令A(yù)I大模型在本地化運行變得更加高效,從而滿足PC用戶對AI能力的需求。

2023年以來,圍繞CPU+GPU+NPU異構(gòu)方案,AMD、英特爾與高通紛紛展開布局。

AMD于2023年5月推出銳龍7040系列移動處理器,集成了專門負責(zé)處理AI任務(wù)的NPU,首次將x86平臺帶向AI時代。同年12月,AMD又推出了銳龍8040系列移動處理器,提供高達16TOPS的NPU算力和高達39TOPS的整體算力,對比上代7040,可帶來60%的AI性能提升。

2023年12月,英特爾正式推出酷睿Ultra處理器,基于Intel 4制程工藝以及先進的Foveros 3D封裝技術(shù),并采用了英特爾首個用于客戶端的片上AI加速器“NPU”,帶來2.5倍于上一代產(chǎn)品的能效表現(xiàn)??犷ltra處理器率先在消費級AI PC上應(yīng)用,隨后于2024年3月,英特爾又宣布基于酷睿Ultra處理器的AI特性延展到商用領(lǐng)域。在今年4月舉辦的Intel Vision 2024創(chuàng)新大會上,英特爾披露了下一代酷睿Ultra客戶端處理器家族(代號Lunar Lake),產(chǎn)品AI算力將超過100TOPS,NPU單元提供超過45TOPS的算力,該款處理器將于2024年推出,屆時AI PC性能將可進一步提升。

高通2023年也推出了為AI PC設(shè)計的處理器產(chǎn)品驍龍 X Elite SoC,采用4納米工藝,集成了高通定制的 Oryon CPU,AI引擎算力達到75TOPS,NPU提供45TOPS算力,首批搭載驍龍X Elite 芯片的PC制造商包括榮耀、聯(lián)想、小米等。

除此之外,GPU大廠英偉達也在發(fā)力NPU。今年2月英偉達發(fā)布RTX 500和RTX 1000系列筆記本顯卡,適用于筆記本電腦和移動工作站,上述系列產(chǎn)品全部配備NPU,主要負責(zé)處理輕型AI任務(wù)。

二、存儲器需求上漲,DRAM、SSD等受益

“來勢洶洶”的AI PC浪潮,推動了存儲器市場需求上漲,也對存儲器性能、容量、功耗等方面提出了更高的要求。

為支持AI大模型運行,AI PC需要有足夠大和足夠快的內(nèi)存。與DDR4相比,DDR5內(nèi)存具有更高的性能、更低的功耗和更大的容量,因而有望在AI PC時代下得到快速發(fā)展。

微軟針對AI PC的規(guī)格要求來看,DRAM基本需求為16GB起跳,不過16GB可能難以滿足AI大模型海量數(shù)據(jù)需求。近期,英特爾中國區(qū)技術(shù)部總經(jīng)理高宇對外表示,未來AI PC的入門級標(biāo)配將是32GB內(nèi)存,16GB內(nèi)存將面臨淘汰,預(yù)計在明年,64GB內(nèi)存的PC將開始進入市場。

TrendForce集邦咨詢認(rèn)為,AI PC將有機會帶動PC DRAM的位元需求年成長,后續(xù)伴隨著消費者的換機潮,進而加大產(chǎn)業(yè)對PC DRAM的位元需求。TrendForce集邦咨詢預(yù)期,今年LPDDR占PC DRAM需求約30~35%,未來將受到AI PC的CPU廠商的規(guī)格支援,從而拉高LPDDR導(dǎo)入比重再提升。

值得一提的是,原廠正開發(fā)LPCAMM內(nèi)存,具備高帶寬、低功耗、大容量、模塊化設(shè)計特點,有望在未來更好助力AI PC發(fā)展。

美光科技今年1月推出了業(yè)界首款標(biāo)準(zhǔn)低功耗壓縮附加內(nèi)存模塊(LPCAMM2),采用LPDDR5X DRAM,與SODIMM產(chǎn)品相比,能在網(wǎng)頁瀏覽和視頻會議等PCMark?10重要工作負載中將功耗降低高達61%,性能提升高達71%,空間節(jié)省達64%。LPCAMM2提供從16GB至64GB的容量選項,該模塊已出樣,計劃于今年上半年量產(chǎn)。美光表示,LPCAMM2將為具備AI功能的筆記本電腦提供更強性能,且內(nèi)存容量可隨著技術(shù)和客戶需求的發(fā)展而不斷升級。

閃存領(lǐng)域,SSD是PC必不可少的存儲介質(zhì),AI PC需要更高性能、更大容量以及更低功耗的SSD。業(yè)界認(rèn)為,PCIe 5.0具備高速低延遲的性能,將更適合AI大模型時代數(shù)據(jù)中心的需求,因此PCIe 5.0 SSD將大有可為。

圍繞AI PC,已經(jīng)有存儲廠商推出相關(guān)SSD產(chǎn)品。今年3月,SK海力士正式發(fā)布AI PC端高性能消費級SSD新產(chǎn)品PCB01,將在上半年內(nèi)完成開發(fā),并將于今年內(nèi)正式推出。該款產(chǎn)品采用PCIe 5.0接口,連續(xù)讀取速度可達到14GB/秒(千兆字節(jié)),連續(xù)寫入速度為12GB/秒。相較于上一代產(chǎn)品,PCB01速度提升了2倍,相當(dāng)于可在1秒內(nèi)實現(xiàn)加載需要用于人工智能學(xué)習(xí)和推理的大型語言模型;功耗效率提升了30%,可有效管理大規(guī)模AI計算的功耗需求。

三、結(jié)語

隨著生成式AI技術(shù)不斷迭代,應(yīng)用從云端擴展至終端,AI與PC緊密結(jié)合已經(jīng)是大勢所趨。AI PC風(fēng)口下,產(chǎn)業(yè)迎來新一輪發(fā)展機會,半導(dǎo)體廠商們,你們準(zhǔn)備好了嗎?

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