NPU คืออะไร
NPU (Neural Processing Unit) คือหน่วยประมวลผลเฉพาะทางที่ออกแบบมาเพื่อเร่งการทำงานที่เกี่ยวข้องกับ ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และ การเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) โดยเฉพาะอย่างยิ่งงานที่เกี่ยวข้องกับโครงข่ายประสาทเทียม (Neural Networks), NPU มีสถาปัตยกรรมที่แตกต่างจาก CPU หรือ GPU ทั่วไป โดยเน้นการประมวลผลแบบขนานสำหรับงานที่ใช้การคูณเมทริกซ์และบวกข้อมูลจำนวนมาก ซึ่งเป็นพื้นฐานของการทำงานของ AI
หน้าที่สำคัญ:
- เร่งความเร็วงาน AI: ทำงานที่ซับซ้อนของ AI ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูงกว่า CPU หรือ GPU ในงานประเภทเดียวกัน เช่น การจดจำใบหน้า, การประมวลผลภาษาธรรมชาติ (Natural Language Processing – NLP), การจดจำเสียง, การประมวลผลภาพและวิดีโอด้วย AI
- เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: ถูกออกแบบมาให้ประหยัดพลังงานเป็นพิเศษสำหรับการประมวลผล AI ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพา เช่น แล็ปท็อปและสมาร์ทโฟน ที่ต้องการประมวลผล AI แบบ On-device (บนอุปกรณ์โดยตรง) โดยไม่สิ้นเปลืองแบตเตอรี่มากนัก
- ลดภาระ CPU และ GPU: การที่ NPU เข้ามารับผิดชอบงาน AI โดยเฉพาะ ทำให้ CPU และ GPU สามารถมุ่งเน้นไปที่งานประมวลผลทั่วไปและงานกราฟิกได้เต็มที่ ส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบดีขึ้น
- ประมวลผล AI แบบ On-device: ช่วยให้อุปกรณ์สามารถรันโมเดล AI ได้โดยตรงบนฮาร์ดแวร์โดยไม่ต้องพึ่งพาคลาวด์ตลอดเวลา ซึ่งช่วยลดความหน่วง (Latency), เพิ่มความเป็นส่วนตัวของข้อมูล, และลดการใช้แบนด์วิดท์อินเทอร์เน็ต
เกร็ดน่ารู้:
- สถาปัตยกรรม: NPU ถูกออกแบบมาให้เลียนแบบวิธีการทำงานของสมองมนุษย์ในระดับพื้นฐาน โดยมีโครงสร้างที่เหมาะสมกับการคำนวณแบบเมทริกซ์ที่พบใน Neural Networks
- ความแตกต่างจาก CPU/GPU:
- CPU: เป็นหน่วยประมวลผลอเนกประสงค์ ทำงานแบบลำดับ เหมาะกับงานหลากหลายประเภท
- GPU: มีคอร์จำนวนมาก ทำงานแบบขนาน เหมาะกับงานกราฟิกและการคำนวณที่ทำซ้ำๆ จำนวนมาก
- NPU: เป็นหน่วยประมวลผลเฉพาะทาง AI ทำงานแบบขนานสูงและประหยัดพลังงานเป็นพิเศษสำหรับงาน AI โดยเฉพาะ
- การใช้งานในอุปกรณ์ผู้บริโภค: NPU กำลังกลายเป็นส่วนประกอบมาตรฐานในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์และมือถือยุคใหม่ โดยเฉพาะในกลุ่ม “AI PC” และสมาร์ทโฟนระดับเรือธง ตัวอย่างการใช้งานได้แก่:
- ฟีเจอร์ AI ในกล้อง: Portrait Mode, Night Mode, การจดจำวัตถุ
- การประมวลผลเสียง: การจดจำคำพูด, ผู้ช่วยเสียง (Voice Assistant), การแปลภาษาแบบเรียลไทม์
- การประมวลผลวิดีโอ: การเบลอพื้นหลังในวิดีโอคอล, การปรับแต่งภาพวิดีโอด้วย AI
- การจัดการพลังงานอัจฉริยะ: ปรับปรุงประสิทธิภาพและแบตเตอรี่โดยรวม
- ผู้ผลิต: ผู้ผลิตชิปรายใหญ่ทั้ง Intel (ในซีรีส์ Core Ultra), AMD (ในซีรีส์ Ryzen AI), Qualcomm (ในซีรีส์ Snapdragon X Elite), และ Apple (ในชิป Apple Silicon) ต่างก็มีการรวม NPU เข้าไปในโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ๆ
- TOPS (Trillions of Operations Per Second): เป็นหน่วยวัดประสิทธิภาพของ NPU โดยบอกว่า NPU สามารถประมวลผลได้กี่ล้านล้านครั้งต่อวินาที ยิ่งค่า TOPS สูงเท่าไหร่ NPU ก็ยิ่งมีประสิทธิภาพมากเท่านั้น
คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง:
- AI (Artificial Intelligence): ปัญญาประดิษฐ์
- Machine Learning (ML): การเรียนรู้ของเครื่องจักร
- Neural Network: โครงข่ายประสาทเทียม
- CPU (Central Processing Unit): หน่วยประมวลผลกลาง
- GPU (Graphics Processing Unit): หน่วยประมวลผลกราฟิก
- AI PC: คอมพิวเตอร์ที่มีฮาร์ดแวร์เฉพาะสำหรับงาน AI โดยเฉพาะ NPU
- On-device AI: การประมวลผล AI บนอุปกรณ์โดยตรง ไม่ต้องผ่านคลาวด์
อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง:
- โปรเซสเซอร์รุ่นใหม่: CPU/SoC ที่มี NPU ในตัว (เช่น Intel Core Ultra, AMD Ryzen AI, Qualcomm Snapdragon X Elite)
- แล็ปท็อป/คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ: กลุ่ม AI PC
- สมาร์ทโฟน/แท็บเล็ต: อุปกรณ์พกพาที่มี NPU เพื่อประมวลผล AI ในเครื่อง