Technologický svet sa mení rýchlejšie než kedykoľvek predtým. To, čo ešte pred pár rokmi zvládli len výkonné stolné počítače, dnes bez problémov utiahne tenký notebook. Novou kapitolou tohto posunu je NPU – Neural Processing Unit (neurónová výpočtová jednotka), ktorá zásadne mení spôsob, akým zariadenia pracujú s umelou inteligenciou. Prináša vyšší výkon, nižšiu spotrebu a schopnosť spracúvať dáta priamo v zariadení – bez závislosti od cloudu. A hoci GPU zatiaľ nestrácajú svoj význam, príchod NPU naznačuje, že budúcnosť výpočtovej techniky sa začína písať nanovo.
Čo je NPU – Neural Processing Unit
Neural Processing Unit je špecializovaný čip navrhnutý na zrýchlenie úloh umelej inteligencie a strojového učenia. Zatiaľ čo CPU zvláda všeobecné výpočty a riadi chod systému a GPU exceluje v paralelnom spracovaní dát – napríklad pri hrách alebo renderovaní, tak NPU – Neural Processing Unit ide ešte ďalej. Zameriava sa na úlohy, ktoré si vyžadujú analýzu, rozpoznávanie a rozhodovanie, presne tie, ktoré využívajú neurónové siete.
Na rozdiel od grafického čipu, ktorý „hrubou silou“ spracúva obrovské množstvo čísel, NPU pristupuje k výpočtom inak. Jej architektúra napodobňuje spôsob, akým pracuje ľudský mozog a namiesto čistej sily využíva inteligentné vzory výpočtov, ktoré umožňujú rýchlejšie a efektívnejšie vyhodnocovanie dát. Vďaka tomu dokáže rozpoznať objekty na fotografii, pochopiť hlasový príkaz, prekladať text, analyzovať video, taktiež následny strih videa alebo generovať obraz a to všetko v reálnom čase a priamo v zariadení, bez potreby cloudu.
Táto schopnosť je aj dôvod, prečo odborníci začínajú hovoriť o možnom posune na trhu.
NPU – Neural Processing Unit dokáže prevziať časť práce, ktorú dnes robí GPU najmä pri AI inferencii, teda v momente, keď už trénovaný model vykonáva rozhodnutia. Zatiaľ čo GPU zostáva neprekonateľná v tréningu veľkých modelov a grafických výpočtoch, NPU dokáže tie isté úlohy zvládnuť rýchlejšie, úspornejšie a s menším prehrievaním zariadenia.
Na obrázku je veľmi zjednodušene znázornený rozdiel medzi CPU, GPU a samotnom NPU.
- CPU (vľavo) má niekoľko výkonných jadier a veľkú cache, zameranú na univerzálne úlohy a riadenie systému.
- GPU (v strede) má množstvo paralelných „stream multiprocesorov – SM“, ktoré umožňujú rýchle spracovanie grafických a numerických výpočtov.
- NPU (vpravo) obsahuje špecializované jadrá Tensor Processing Cores a funkčné jednotky prispôsobené pre AI operácie (ako aktivácie, pooling či normalizácie), spolu s riadiacou logikou na tok dát a kompresiu váh neurónových sietí.
Neil C. Hughes
Výhody, ktoré menia spôsob práce
Najväčším prínosom NPU – Neural Processing Unit je efektívne spracovanie dát priamo v zariadení. Zatiaľ čo procesor a grafický čip často potrebujú väčší výkon aj energiu, NPU zvládne tie isté AI úlohy rýchlejšie a s minimálnou spotrebou. V praxi to znamená, že notebook sa dokáže správať inteligentnejšie a reaguje na používateľa, optimalizuje výkon a pritom šetrí batériu.
Moderné zariadenia s NPU dokážu napríklad odstrániť šum z videa, automaticky upraviť obraz podľa svetelných podmienok alebo prepisovať hovorené slovo na text bez nutnosti internetového pripojenia. AI sa tak presúva z cloudu priamo do vášho zariadenia – rýchlejšie, bezpečnejšie a dostupnejšie než kedykoľvek predtým.
Podporu NPU dnes pridávajú aj známe aplikácie, ako Adobe Premiere Pro, Photoshop, DaVinci Resolve, ktoré využívajú lokálne AI zrýchlenie pri spracovaní videa, obrazu alebo textu.
NPU teda neprináša koniec GPU éry, ale otvára nový smer, kde AI výpočty prebiehajú ticho na pozadí, efektívne a priamo u používateľa. Z pohľadu bežnej práce to znamená plynulejší chod systému a nové možnosti pre tvorbu, úpravu aj automatizáciu každodenných úloh. A v širšom meradle aj ekologickejší prístup, pretože nižšia spotreba energie znižuje uhlíkovú stopu a robí moderné zariadenia udržateľnejšími.
Výrobcovia, ktorí už vsadili na NPU
Najväčší technologickí hráči už pochopili, že budúcnosť výkonu patrí čipom s integrovanou inteligenciou. NPU – Neural Processing Unit sa stáva kľúčovou súčasťou moderných procesorov a každý výrobca ju rozvíja vlastným spôsobom.
- Intel – integruje CPU, GPU aj NPU do jedného čipu. Procesory Core Ultra (Meteor Lake, Lunar Lake) ponúkajú výkon až 48 TOPS a zvládajú pokročilé AI úlohy priamo vo Windows. Spolupráca s Microsoftom na platforme Copilot+ PC umožňuje spracovanie AI funkcií lokálne, bez potreby cloudu.
- AMD – zameriava sa na rovnováhu medzi výkonom a spotrebou. Séria Ryzen AI 300 využíva integrovaný AI Engine, ktorý umožňuje efektívne spracovanie AI operácií pri nízkej spotrebe energie a predlžuje výdrž notebookov.
- Apple – stavia na vlastnom Neural Engine zabudovanom do čipov série M. V modeli M4 dosahuje výkon okolo 38 TOPS a pracuje v dokonalej harmónii s macOS. Všetky procesy spracúva interne – rýchlo, bezpečne a bez pripojenia na internet.
- Qualcomm – prináša vysoký AI výkon do mobilných zariadení. Procesor Snapdragon X Elite s výkonom približne 45 TOPS je navrhnutý pre ultratenké notebooky a konvertibilné zariadenia, kde hrá hlavnú úlohu nízka spotreba a dlhá výdrž batérie.
Tieto čísla, TOPS (tera operácií za sekundu) ukazujú, že súboj o výkon NPU sa už naplno rozbehol. Nejde však len o rýchlosť. Každý výrobca hľadá vlastnú rovnováhu medzi výkonom, efektivitou a využitím umelej inteligencie priamo v zariadení. NPU – Neural Processing Unit sa tak stáva novým meradlom technologického pokroku – rovnako, ako kedysi počet jadier či takt procesora.
Záver
NPU – Neural Processing Unit predstavuje novú etapu vo vývoji výpočtovej techniky. Zrýchľuje operácie umelej inteligencie, znižuje spotrebu energie a umožňuje zariadeniam pracovať samostatne, bez závislosti od cloudu. Prináša tak inteligenciu priamo tam, kde ju používateľ potrebuje a to v samotnom jadre systému.
Zatiaľ čo GPU zostáva kráľom surového výkonu a CPU univerzálnym mozgom systému, NPU – Neural Processing Unit sa stáva jeho intuitívnou časťou, ktorá chápe, predvída a optimalizuje. Budúcnosť výpočtovej techniky preto nestojí na jednej z týchto jednotiek, ale na ich vzájomnej spolupráci.