AI革命臨近AIPC市場爆發(fā)推動芯片產(chǎn)業(yè)飛躍

如今AIPC快速崛起，有機構(gòu)預(yù)測，2024年是AIPC的元年，2024年的出貨量有望突破5000萬臺，2025年出貨量將突破1億臺。未來，它將成為市面上的主流電腦，可是提到AIPC，很多人對這個概念并不太熟悉，其實顧名思義，AIPC就是AI電腦，是一種集成了人工智能技術(shù)的個人電腦。

它通過在處理器中集成NPU，配合CPU、GPU等硬件，通過人工智能技術(shù)加持，從而釋放人們的生產(chǎn)力和創(chuàng)作力，提升我們的工作效率，AIPC可以應(yīng)用于各種場景，包括圖形視覺、語義理解、智能交互等。 除此之外，它區(qū)別于普通的PC，AIPC將為用戶提供包括通用場景下的個性化服務(wù)，具有即時、可靠的服務(wù)響應(yīng)，更低的大模型使用成本，可信、安全的個人數(shù)據(jù)和隱私保障等四大價值。

相比傳統(tǒng)PC，硬件方面，AIPC在傳統(tǒng)PC職能的基礎(chǔ)上，集成了混合AI算力單元，以支持復(fù)雜的人工智能算法和大量的數(shù)據(jù)處理。AIPC通常配備了高性能的處理器，能夠支持包括CPU、GPU、NPU在內(nèi)的異構(gòu)計算，整體算力支撐能力更強，能夠本地運行“個人大模型”、創(chuàng)建個性化的本地知識庫，實現(xiàn)自然語言人機交互。

它不僅內(nèi)置為用戶提供這兩年大火的ChatGPT類似的通用大模型，可以非常方便地讓用戶通過LLM（自然語言大模型）進(jìn)行新的交互并有效地提高日常辦公的效率和質(zhì)量，同時也可能在PC上部署安裝類似于Stable Diffusion專業(yè)大模型進(jìn)行本地化AI創(chuàng)作，這將徹底改變PC用戶的使用習(xí)慣和場景，也改變了PC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展未來，PC由個人計算終端升級成了個人AI應(yīng)用中心。

AIPC并非一個具體的產(chǎn)品名稱，而是一個概念性的術(shù)語，用于描述那些專門用于人工智能計算的個人電腦。具體的AIPC產(chǎn)品可能會因廠商和配置而有所不同。各處理器制造商紛紛進(jìn)軍 AI 芯片。IDC 認(rèn)為一臺“具備 AI 能力”的 PC 必須擁有專用的芯片組或模塊來 加速 AI 計算。目前高通的 Hexagon 加速器、蘋果的神經(jīng)引擎、英特爾的 Movidius VPU 和 AMD 的 APU 可 以滿足以上要求。

與此同時，芯片廠商英特爾、英偉達(dá)、AMD、高通都加入了AIPC芯片市場的軍備競賽。

英特爾最先提出了AIPC這個概念。2023年9月英特爾發(fā)布了第十四代處理器Meteor Lake，同時公布了集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU）處理器酷睿Ultra將于年底上市，這是英特爾歷史上第一款集成了NPC單元的SoC。

英特爾酷睿 Ultra 處理器的誕生，標(biāo)志著 PC 全面進(jìn)入 AI 時代。英特爾通過發(fā)布最新一代酷睿Ultra系列AI處理器，成功地將AI硬件核心——AI處理器嵌入到pc的心臟部位。該系列涵蓋了三種不同的配置版本：酷睿Ultra 5、酷睿Ultra 7以及頂級的酷睿Ultra 9。

英特爾酷睿Ultra AI處理器采用Intel 4先進(jìn)制程工藝打造，通過Foveros 3D封裝技術(shù)，性能和能效都顯著提升，并首次使用了分離式的模塊化架構(gòu)設(shè)計 ，在提高續(xù)航的同時離電性能更好。全新架構(gòu)提升了每時鐘周期指令執(zhí)行能力，并通過性能核（P-cores）、能效核（E-cores）及低功耗能效核（LP E-cores）的協(xié)同工作，極大地優(yōu)化了多任務(wù)處理性能。

5 月 11 日，英特爾人工智能創(chuàng)新應(yīng)用大賽總決賽暨頒獎典禮在北京舉辦，在本次大賽中，針對不同的應(yīng)用開發(fā)場景，參賽者在搭載英特爾酷睿 Ultra 處理器的 AIPC 上靈活利用 CPU、GPU 和 NPU 三大 AI 引擎，以及 OpenVINO、IPEX-LLM 等豐富的開源軟件框架及優(yōu)化工具鏈，快速進(jìn)行 AI 調(diào)優(yōu)及部署，開發(fā)可落地的創(chuàng)新應(yīng)用。

英特爾業(yè)務(wù)總監(jiān)透露，隨著芯片算力的不斷進(jìn)步，未來幾年內(nèi)將有顯著的增長。他預(yù)計，明年芯片算力的提升將是大踏步的，到2028年時，約80%的PC出貨量將是AI個人電腦（AIPC）。

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幾乎在同時，X86處理器陣營的英特爾和ARM陣營的高通推出了集成NPU單元的桌面處理器，AMD和微軟的活動展示了AI在PC領(lǐng)域的應(yīng)用加速，預(yù)示著AIPC的市場潛力。預(yù)計2024年AIPC的滲透率將顯著提升，帶動PC出貨量增長和產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司的機會。

在去年更早一些時候，X86陣營的另外一家主力處理器廠家AMD就宣布，在其最新Zen4架構(gòu)的7000系列處理器中，加入了AI引擎，全面支持AI應(yīng)用程序加速。Zen架構(gòu)處理器其中集成了RDNA3架構(gòu)集顯、XDNA架構(gòu)的AI計算單元，在AI性能與游戲性能上均有不同幅度的提升，其中AI算力高達(dá)業(yè)界領(lǐng)先的39TOPS。

從以往的歷史來看，AMD可以說是對AI PC特別有話語權(quán)的一家廠牌，因為早在很多年前的APU時代，他們其實就已經(jīng)嘗試過一些基于異構(gòu)融合算力的通用計算、甚至機器學(xué)習(xí)功能。而從人臉識別到視頻插幀，在當(dāng)時的APU產(chǎn)品上也都給我們留下過深刻的印象。

與其它廠商的AI PC方案相比，AMD的Ryzen AI PC擁有高達(dá)16TOPs的純NPU算力，是目前x86架構(gòu)處理器中的最高水平，并且它實現(xiàn)了CPU、GPU和NPU的單芯片整合設(shè)計，就代表著在有需要的時候，這些不同的單元也能進(jìn)行異構(gòu)計算的配合，值得一提的是，與現(xiàn)階段其他家的AI PC方案相比，AMD的整套驅(qū)動、軟件環(huán)境在安裝難度上要低得多。

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從AMD目前的產(chǎn)品規(guī)劃來看，無論是支持AVX512指令集的銳龍7000、8000系、線程撕裂者CPU，用于超算的CDNA加速卡，RDNA3.0架構(gòu)的獨顯與核顯，以及最新銳龍CPU內(nèi)置的XDNA加速器（即NPU），它們都成為了AMD旗下產(chǎn)品AI算力的一部分。

蘋果于 2020 年 Q4 推出 M1 神經(jīng)引擎，隨著 2023 年第二季度推出的 M3 系列，蘋果成為了第 一家完全具備 AI 能力的 PC 制造商。

蘋果作為全球消費電子產(chǎn)業(yè)的龍頭，每次重大產(chǎn)品升級和創(chuàng)新都有望帶動產(chǎn)業(yè)鏈整體的進(jìn)步和投資機遇。例如，M4芯片可能會采用先進(jìn)的制造工藝，如3nm甚至2nm技術(shù)，以提高性能和能效，芯片制造商臺積電（TSMC）有望受益于蘋果的訂單。此外，供應(yīng)鏈中的其他環(huán)節(jié)，如內(nèi)存、存儲和電源管理芯片供應(yīng)商，也需要與蘋果的新芯片設(shè)計保持兼容。對于提供AI相關(guān)服務(wù)和應(yīng)用的公司來說，M4芯片的AI增強功能可能會激發(fā)新的應(yīng)用場景和業(yè)務(wù)機會。

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同時，CES 2024 大會期間，英偉達(dá)、英特爾、AMD 再次圍繞 AIPC 推出新產(chǎn)品。 英偉達(dá)發(fā)布了三款 GeForce RTX 40 SUPER 系列 GPU，包括 GeForce RTX 4080 SUPER、GeForce RTX 4070 Ti SUPER 和 GeForce RTX 4070 SUPER。新 GeForce RTXSUPER GPU 的專用 AI Tensor 核心可提供高達(dá) 836 個 AI TOPS，為游戲、創(chuàng)造和日常生產(chǎn)力領(lǐng)域的 AI 提供變革性功能。 英特爾推出全新酷睿 HX 和 U 系列 CPU，增加核顯數(shù)量提高 AI 性能?？犷?HX 系列以酷睿 i9-14900HX 為主，該處理器擁有 24 個核心，分別是 8 個性能核心（P 核心）和 16 個高效核心（E 核 心）。U 系列移動處理器以酷睿 7 處理器 150U 為主導(dǎo)，具有 10 核/12 線程和高達(dá) 5.4 GHz 的睿 頻頻率。英特爾表示，此次更新提高了 51%的多任務(wù)處理性能，支持高達(dá) 192 GB 的 DDR5-5600 兆 傳輸/秒 (MT/S) 內(nèi)存總量，為 AI PC 提供了更強勁的解決方案。 AMD 推出 Ryzen 8000G 系列、Ryzen 5000 系列桌面處理器、Radeon RX7600 XT GPU。AMD Ryzen 8000G 系列桌面處理器，配備內(nèi)置顯卡 Ryzen 7 8700G 并首次將 NPU 引入臺式電腦處理器。RX 7600 XT GPU 將 VRAM 從 8GB 增加到 16GB，定價 330 美元，低于英偉達(dá)最新發(fā)布的 GPU。

       AIPC滲透率提升的同時，也給產(chǎn)業(yè)鏈帶來了更多的想象空間。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，AIPC最具有投資價值、最值得關(guān)注的領(lǐng)域包括上游芯片制造環(huán)節(jié)和中游整機制造環(huán)節(jié)，特別是主營業(yè)務(wù)為CPU、GPU、NPU、存儲等的上游芯片制造公司。

      AI PC 的紅利不僅僅體現(xiàn)在用戶層面，對應(yīng)用廠商來說同樣具有顯著的優(yōu)勢，能夠分?jǐn)傇贫怂懔Τ杀?。?一些處理從云端轉(zhuǎn)移到終端，不僅可以減輕云基礎(chǔ)設(shè)施的壓力，同時也有助于降低運營成本。這種本地化處理 的趨勢為應(yīng)用開發(fā)商和應(yīng)用開發(fā)者提供了更為經(jīng)濟(jì)和高效的方式來探索和構(gòu)建應(yīng)用。據(jù)估算 ChatGPT 每天的運 營成本可能超過 70 萬美元。通過在 AI PC 上進(jìn)行本地處理，應(yīng)用廠商能夠減少對云端的依賴，降低了 在維護(hù)和更新云基礎(chǔ)設(shè)施上的投入。這對于小型獨立應(yīng)用開發(fā)商尤其重要，因為他們可能沒有龐大的云服務(wù)預(yù) 算，AI PC 提供了一個更為可行的選擇。另一方面，AI PC 的本地化大模型能力為應(yīng)用開發(fā)者提供了更豐富的工 具和資源，使他們能夠更加靈活地創(chuàng)造各種應(yīng)用。這種高效性和經(jīng)濟(jì)性有助于激發(fā)更多獨立應(yīng)用的創(chuàng)新和發(fā)展。 應(yīng)用開發(fā)者可以更容易地探索新的功能、提升用戶體驗，而不用過分擔(dān)心云端服務(wù)的性能和成本問題。