让我们从基础知识开始。神经处理单元是一种专用芯片，旨在加速人工智能 （AI） 任务，尤其是神经网络计算。与中央处理器 （CPU） 或图形处理单元 （GPU） 不同，NPU 针对作为深度学习算法命脉的矩阵算术进行了优化。
关键组件：
- 张量核：用于繁重的数学提升。
- 内存带宽：促进快速数据传输。
- 并行处理单元：用于同时计算。
如果你好奇NPU是如何产生的，它们诞生于人工智能操作中对更高效、更快计算的需求。华为和苹果等公司在旗舰产品中引入了NPU，以比传统处理器更熟练地处理机器学习任务。
NPU 如何工作？
为了增强您的体验，让我们深入研究机制。NPU 并行运行，一次执行多个计算，非常类似于 GPU。但是，NPU 的架构更适应神经网络操作所需的特定计算类型。
只需按照以下步骤操作即可了解工作流程：
- 数据引入：NPU 接收原始数据，无论是图像、文本还是数字。
- 矩阵运算：它执行必要的矩阵乘法和加法。
- 激活函数：非线性变换应用于结果。
- 数据输出：处理后的数据被发送到神经网络的下一层或作为最终输出返回。
什么是神经处理单元？
从智能手机到数据中心，NPU正在进入一系列设备和平台。谷歌的Pixel手机使用其NPU进行图像处理。特斯拉的自动驾驶汽车技术也依赖于NPU进行实时决策。
- 智能手机：用于语音识别和摄像头增强功能。
- 医疗保健：在诊断机械中。
- 汽车行业：自动驾驶系统。
NPU 与 CPU 和 GPU：更深入的探讨
在迷宫般的计算世界中，很容易迷失在首字母缩略词中：CPU，GPU和现在的NPU。那么，为什么NPU越来越受欢迎，为什么旧的CPU和GPU不能承载负载呢？为了增强您的理解，让我们将其分解为更详细的部分。
速度：他们能走多快？
当我们谈论速度时，我们讨论的是在更短的时间内执行任务的能力。CPU 和 GPU 能够运行各种应用程序，但它们不是为神经网络所需的特定计算量身定制的。另一方面，NPU 旨在在这些任务中表现出色。
- CPU：适用于单线程任务和通用计算。然而，当涉及到人工智能时，它往往在速度上落后。
- GPU：比CPU更快的并行处理任务，通常用于机器学习，但不像NPU那样专业。
- NPU：对于 AI 任务来说非常快，因为它旨在有效地处理复杂的矩阵计算。
效率：电源和热量管理
如果您曾经担心过环境影响或电费，那么效率很重要。NPU 旨在使用更少的电力和产生的热量来完成特定于 AI 的任务。
- CPU：由于缺乏用于神经网络计算的专用内核，通常为 AI 任务消耗更多功率。
- GPU：在AI任务的电源效率方面优于CPU，但仍然不如NPU。
- NPU：针对能效进行了优化，使其成为大规模 AI 计算的更环保选择。
专长：万事通与一大师
在计算中，专业化通常会导致性能提升，而这正是 NPU 的亮点。
- 处理器：多面手。适用于广泛的任务，但不适用于任何特定任务。
- GPU：比CPU更专业一些，通常用于图形渲染和某些类型的机器学习，但仍然不是神经网络计算的专家。
- NPU：专家。设计的唯一目的是加速神经网络任务，使其成为 AI 计算的最有效选择。
多功能性与利基性能
- CPU 和 GPU：用途广泛，可以很好地处理一系列任务，但可能需要更多时间和功率来完成特定于 AI 的任务。
- NPU：范围有限，但在其专业领域表现出色。如果您正在构建一个专注于AI的系统，那么NPU可能是最有效的选择。
随着人工智能越来越多地融入我们的日常生活，NPU的重要性将继续增长。公司正在大力投资改进NPU技术，这意味着我们可以期待速度，效率和功能的进步。因此，现在是熟悉这项变革性技术的好时机。
