AI PC一觸即發(fā)，存儲器、NPU等大放異彩！

作者：時間：2024-04-15 來源：全球半導體觀察

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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都成為了當之無愧的焦點，包括英特爾、AMD、英偉達等芯片大廠，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，這一風口下，半導體領(lǐng)域NPU以及存儲器等有望持續(xù)受益。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202404/457638.htm

一 AI PC一觸即發(fā)，半導體大廠瞄準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)。

當前行業(yè)對AI PC尚未有明確定義，業(yè)界普遍認為，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，其具備深度學習以及自然語言處理等能力，可以完成多種復雜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和機器學習任務(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AI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)。酷睿Ultra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。

從微軟針對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的入門級標配將是32GB內(nèi)存，16GB內(nèi)存將面臨淘汰，預計在明年，64GB內(nèi)存的PC將開始進入市場。

TrendForce集邦咨詢認為，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。

圖片來源：美光科技

美光科技今年1月推出了業(yè)界首款標準低功耗壓縮附加內(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。

PCB01 SSD產(chǎn)品（從右第二）圖片來源：SK中國

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，相當于可在1秒內(nèi)實現(xiàn)加載需要用于人工智能學習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。