如今的手機(jī)NPU，已難以實現(xiàn)每一代硬件算力直接“翻番”。

如今，“AI”已成為智能手機(jī)行業(yè)各大廠商頻繁提及的宣傳重點。

一方面，頭部手機(jī)品牌紛紛宣稱擁有“自研AI大模型”，并借助各類“性能優(yōu)化方案”，在手機(jī)上推出了主打影像、服務(wù)日常生活或輔助游戲體驗的“AI功能”。

另一方面，上游芯片廠商在發(fā)布新款SoC時，也普遍會展示NPU架構(gòu)改進(jìn)、能效提升，以及聯(lián)合AI大模型進(jìn)行端側(cè)性能優(yōu)化的內(nèi)容。

若回顧前些年的智能手機(jī)宣傳便會發(fā)現(xiàn)，在“手機(jī)AI”尚未普及的階段，廠商宣傳早期“NPU”時，都會明確給出性能（算力）指標(biāo)。盡管當(dāng)時NPU的應(yīng)用場景有限，但消費(fèi)者能直觀看出不同品牌、不同代次SoC在NPU性能上的差異與進(jìn)步幅度。

如今，手機(jī)SoC性能更強(qiáng)，NPU更先進(jìn)，支持的“端側(cè)AI”功能也更多，但廠商宣傳時卻普遍只進(jìn)行具體的“功能演示”。無論是手機(jī)廠商還是上游芯片廠商，似乎都對“NPU算力數(shù)字”這一直觀、便于普通消費(fèi)者對比優(yōu)劣的參數(shù)避而不談。

這究竟是為何呢？

NPU算力“遇瓶頸”？這種說法并非完全錯誤

根據(jù)常識，當(dāng)某個數(shù)據(jù)突然停止公布時，往往意味著它可能不再亮眼。

手機(jī)NPU似乎也是如此。以高通為例，2019年的驍龍855是首款公開NPU算力的產(chǎn)品，當(dāng)時算力為7TOPs。后續(xù)的驍龍865、驍龍888、驍龍8 Gen1官方均公布了算力數(shù)據(jù)，分別為15TOPs、26TOPs、52TOPs。

但驍龍8 Gen1之后，高通便不再公布NPU的“算力數(shù)字”。從公開技術(shù)資料可知，2024年發(fā)布的驍龍8至尊版NPU算力為80TOPs，今年換代的第五代驍龍8至尊版則為100TOPs。

不難發(fā)現(xiàn)，盡管這兩代旗艦SoC的NPU性能在行業(yè)中仍處于領(lǐng)先地位，但從驍龍8 Gen2到驍龍8 Gen3，NPU的“算力數(shù)字”進(jìn)步速度確實有所放緩。

從這份統(tǒng)計數(shù)據(jù)能看出，高通的NPU性能領(lǐng)先優(yōu)勢明顯

當(dāng)然，這只是高通一家的情況。從三易生活掌握的數(shù)據(jù)來看，其他主流手機(jī)芯片廠商在“NPU算力數(shù)字”方面可能更不樂觀。因此，當(dāng)高通帶頭不再公開宣傳NPU算力時，其他廠商自然也有理由效仿。

NPU性能進(jìn)步放緩的原因？不止芯片設(shè)計那么簡單

從相關(guān)數(shù)據(jù)可見，最早幾代手機(jī)SoC的NPU，幾乎每次換代都能實現(xiàn)算力翻倍。但近兩年，NPU的“算力”進(jìn)步速度明顯減慢。

對此，一個容易想到的理由是，早期NPU在設(shè)計上留有較多“余量”，所以能實現(xiàn)代代算力翻倍。但隨著半導(dǎo)體制程成本上升，加上廠商需將更多功耗分配給新架構(gòu)的CPU和GPU，這種“任性”的設(shè)計便難以維系。

不過，若關(guān)注過當(dāng)時手機(jī)廠商的宣傳會發(fā)現(xiàn)，在停止宣傳NPU“算力數(shù)字”后，他們幾乎仍會在每次芯片換代時宣稱新NPU比前代“性能翻倍”。

顯然，如今NPU的“硬件算力”遠(yuǎn)未達(dá)到每次更新都翻倍的程度。那么這個“性能翻倍”從何而來？其實，過去與現(xiàn)在的“手機(jī)AI”在技術(shù)內(nèi)涵和處理任務(wù)類型上已發(fā)生巨大變化，對NPU的設(shè)計需求也截然不同。

例如，早期“手機(jī)AI”幾乎集中在“計算視覺”領(lǐng)域，如面部識別、拍照自動場景優(yōu)化、視頻自動畫面增強(qiáng)等。這些技術(shù)需要NPU具備強(qiáng)大的圖像信號吞吐量，因此最早的NPU完全聚焦于“峰值算力”，追求在最短時間內(nèi)完成計算。由于NPU平時很少參與手機(jī)日常工作，能效比稍差也無關(guān)緊要。

但現(xiàn)在情況已大不相同。手機(jī)“AI功能”不再局限于計算視覺，更多集中在“內(nèi)容生成”，如AI生文、AI生畫、拍照時用AI生成缺失細(xì)節(jié)等。此外，AI功能增多，系統(tǒng)日常調(diào)用NPU的場景愈發(fā)頻繁，這使得現(xiàn)在的NPU一方面要針對生成式AI任務(wù)修改底層架構(gòu)，另一方面必須比過去更注重長時間運(yùn)行的能效比。

舉個例子，近期部分機(jī)型開始用NPU協(xié)助GPU進(jìn)行游戲“超幀超分”處理。顯然，若NPU仍采用以前“爆發(fā)式”的性能設(shè)計思路，肯定無法滿足需求。

手機(jī)NPU還會持續(xù)進(jìn)步嗎？會，但思路已變

在針對新的AI應(yīng)用需求調(diào)整底層設(shè)計后，如今各大芯片廠商的NPU“硬件性能”在近兩年確實重回增長軌道。不過受各種限制，手機(jī)NPU已無法像以前那樣實現(xiàn)每一代硬件算力直接“翻番”。

難道以后手機(jī)NPU就無法實現(xiàn)大幅性能提升了嗎？

從現(xiàn)有信息來看，并非如此，但肯定不會像以前那樣單純靠“堆規(guī)?！焙吞嵘l率來解決問題。比如，部分手機(jī)廠商會將私有算法“固化”進(jìn)NPU，通過算法定制硬件，提升NPU執(zhí)行特定任務(wù)的計算效率。

對更多品牌而言，與大模型開展技術(shù)合作，深度調(diào)校AI功能在NPU上的兼容性和執(zhí)行速度，是當(dāng)下提升NPU性能的主要方式。例如，近日三星與Nota AI達(dá)成合作，計劃通過軟件優(yōu)化讓Exynos 2500的NPU（算力59TOPs）在實際AI執(zhí)行速度上“追平”第五代驍龍8至尊版的100TOPs算力NPU。

盡管對這種“優(yōu)化”能否實現(xiàn)尚存疑慮，但它至少表明，對于如今手機(jī)SoC的NPU設(shè)計，軟件優(yōu)化的效果甚至可能比單純的硬件設(shè)計更重要。

本文來自微信公眾號“三易生活”（ID：IT-3eLife），作者：三易菌，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

本文僅代表作者觀點，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有，如需轉(zhuǎn)載請在文中注明來源及作者名字。

免責(zé)聲明：本文系轉(zhuǎn)載編輯文章，僅作分享之用。如分享內(nèi)容、圖片侵犯到您的版權(quán)或非授權(quán)發(fā)布，請及時與我們聯(lián)系進(jìn)行審核處理或刪除，您可以發(fā)送材料至郵箱：service@tojoy.com