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來(lái)源：半導體行業(yè)觀(guān)察 以生成式模型為代表的人工智能對于整個(gè)芯片半導體行業(yè)正在造成巨大的影響。我們看到了云端人工智能讓Nvidia的GPU變成了最搶手的芯片，同時(shí)在手機端，人工智能也在成為各大新手機發(fā)布會(huì )的亮點(diǎn)。人工智能已經(jīng)在云和移動(dòng)端落地，那么在PC端，人工智能的普及也是水到渠成。 在近日舉辦的CES 2024上，Intel在其關(guān)于客戶(hù)端計算的開(kāi)放主題演講（"Intel Client Open House Keynote"）中，其主題就是AI PC將會(huì )是PC計算領(lǐng)域的下一個(gè)引爆點(diǎn)，而Dell, HP, 聯(lián)想和Microsoft等PC行業(yè)的重要企業(yè)的高管也紛紛到Intel的主題演講中助陣，強調了AI PC的革命性并且順便宣傳了自家PC產(chǎn)品中的AI功能。在第二場(chǎng)Intel CEO Pat Gelsinger的公開(kāi)專(zhuān)訪(fǎng)中，Gelsinger也特別強調了AI PC對于Intel的重要性；他認為，AI PC對于Intel來(lái)說(shuō)，重要性和革命性不亞于當年的WiFi和迅馳技術(shù)（一個(gè)實(shí)現了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，另一個(gè)則大大加速了筆記本電腦的普及）；硬件在A(yíng)I方面的升級并不僅僅會(huì )帶來(lái)性能數字上面的改變，更會(huì )帶來(lái)用戶(hù)體驗的革新；雖然Intel在A(yíng)I領(lǐng)域有很多競爭，但是Intel在A(yíng)I PC領(lǐng)域將利用其技術(shù)上的領(lǐng)先，出貨量上的領(lǐng)先以及和客戶(hù)的協(xié)作來(lái)取得有利位置。一言以蔽之，Gelsinger認為“今天是PC的一個(gè)決定性時(shí)刻”。 在歷經(jīng)多年以后，AI PC芯片終于爆火。 
AI PC的用戶(hù)體驗以及對于芯片的需求 PC在今天主要的定位有兩種，分別是用于游戲的娛樂(lè )型PC和用于工作的專(zhuān)業(yè)型PC。對于前者來(lái)說(shuō)，PC主要需要強大的圖形渲染來(lái)運行最新的游戲；而后者的主要訴求是提升用戶(hù)的生產(chǎn)力。從目前AI PC的定位來(lái)看，更有可能是在專(zhuān)業(yè)型PC的基礎上引入更多的AI特性，從而進(jìn)一步滿(mǎn)足用戶(hù)對于生產(chǎn)力的需求。例如，在CES 2024的Intel主題演講上，Intel和Microsoft的Copilot人工智能助手就是一個(gè)演講中的亮點(diǎn)，用來(lái)強調目前業(yè)界對于A(yíng)I PC的使用，而同時(shí)Microsoft也在演講中提到了其Copilot將會(huì )在未來(lái)Windows系統中扮演極其重要的地位，未來(lái)可望會(huì )成為Windows操作系統中人工智能體驗的起點(diǎn)和終點(diǎn)（即所有人工智能相關(guān)的需求都通過(guò)Copilot來(lái)實(shí)現）。 總結起來(lái)，AI PC中的人工智能主要可望會(huì )帶來(lái)如下的新用戶(hù)體驗： 智能助手：例如，用戶(hù)可以讓智能助手幫忙在未來(lái)幾天內尋找一個(gè)最合適的時(shí)間去安排一場(chǎng)和同事的會(huì )議，或者去幫忙撰寫(xiě)email；這需要人工智能助手（大語(yǔ)言模型）能運行在本地，理解用戶(hù)本地的信息（例如日程安排，email內容等），并且根據用戶(hù)的需求來(lái)實(shí)現智能化的協(xié)助。 生產(chǎn)力工具支持：隨著(zhù)人工智能越來(lái)越多地應用在各大生產(chǎn)力工具中，例如圖像和視頻編輯、代碼編寫(xiě)、工業(yè)設計等等，AI PC需要對于這些工具的人工智能特性提供算力支持，從而讓AI PC能很好地支持這些生產(chǎn)力工具中的人工智能特性。 從用戶(hù)體驗來(lái)看，智能助手更加與手機移動(dòng)端的人工智能一脈相承，而生產(chǎn)力工具支持則與高性能計算的方向關(guān)系更大。 AI PC對于芯片的需求，則體現在如下幾個(gè)方面： 首先，AI PC對于A(yíng)I的倚重需要芯片能提供非常強大的人工智能支持，包括足夠的算力，足夠的內存容量和內存帶寬等等。同時(shí)，因為AI PC對于功耗也有限制，因此對于人工智能算力的支持最大可能是使用專(zhuān)用的人工智能加速器（NPU）而不是GPU來(lái)實(shí)現。 其次，AI PC仍然是PC，因此CPU和GPU的性能和能效比需求并不會(huì )因為是AI PC就有所降低。 AI PC芯片的路線(xiàn)之爭 如上所述，AI PC實(shí)際上有兩個(gè)切入點(diǎn)，即從高性能計算出發(fā)，把高性能計算的芯片做小到PC／筆記本里；另外一個(gè)切入點(diǎn)則是從移動(dòng)端的芯片出發(fā)，把性能進(jìn)一步做高并且去掉無(wú)關(guān)的部分（例如基帶），在功耗上升的情況下也滿(mǎn)足PC的性能需求。 Intel的路線(xiàn)就是代表了第一種高性能計算的路線(xiàn)。Intel在CES 2024上提到，其AI PC芯片在2024年將首先出貨Arrow Lake CPU，它將是Intel第一個(gè)集成了AI加速模塊的桌面級處理器芯片。2024年晚些時(shí)候將發(fā)布使用下一代架構的Lunar Lake產(chǎn)品，將擁有更強的CPU、GPU和AI加速器性能（可達第一代產(chǎn)品的三倍）。在Intel的路線(xiàn)圖上，AI PC的芯片的定位就是一塊高性能處理器芯片，因此AI PC芯片的路線(xiàn)圖其實(shí)就是Intel處理器芯片的路線(xiàn)圖。而Intel處理器路線(xiàn)圖就是激進(jìn)地使用Foveros為代表的高級封裝技術(shù)，來(lái)大大提升芯片的性能和能效比。
根據Intel目前公布的資料，我們認為L(cháng)unar Lake將會(huì )使用Intel路線(xiàn)圖上2024年的Foveros技術(shù)來(lái)實(shí)現其CPU、GPU和NPU的集成，CPU、GPU和NPU可以靈活地位于不同的tile中，從而方便地實(shí)現設計時(shí)候的可配置性－ 例如可以根據市場(chǎng)的需求去推出擁有不同NPU／CPU／GPU的版本，另外根據市場(chǎng)反饋在設計下一代芯片路線(xiàn)圖的時(shí)候，可以更容易地去調整不同tile上面的配置，從而滿(mǎn)足需求。從性能方面來(lái)看，我們認為Intel的AI PC芯片路線(xiàn)圖將會(huì )逐漸把一些首先使用在服務(wù)器高端處理器的技術(shù)慢慢應用到AI PC芯片端，例如3D堆疊Cache，從而為AI PC芯片提供有力的性能支持。這樣來(lái)看，Intel的AI PC芯片路線(xiàn)圖就是定位在中高端路線(xiàn)，做迷你版的服務(wù)器處理器。這樣的定位，實(shí)際上也很適合為AI PC上的生產(chǎn)力工具的AI特性提供算力支持。 另一個(gè)路線(xiàn)就是從移動(dòng)端芯片出發(fā)，做一個(gè)加強版的芯片以滿(mǎn)足AI PC的性能需求。高通的Snapdragon X Elite就是這樣的路線(xiàn)圖上的芯片。根據高通公布的資料，Snapdragon X Elite SoC集成了12個(gè)Oryon CPU核，為了PC專(zhuān)門(mén)設計的Adreno SD X Elite GPU，以及擁有45 TOPS算力的Hexagon AI加速器。高通在發(fā)布會(huì )上強調了Snapdragon X Elite在PC上可以以非常低的延遲去運行生成式模型，這同時(shí)也顯示了高通把Snapdragon X Elite定位在A(yíng)I PC的決心。從芯片設計角度來(lái)看，如果把Snapdragon X Elite和高通用于移動(dòng)端的芯片，可以發(fā)現整體的架構設計都是一塊SoC，區別主要是使用了不同版本的CPU、GPU和AI加速器。從這個(gè)技術(shù)路線(xiàn)圖來(lái)看，可以最大化地利用高通移動(dòng)端芯片架構領(lǐng)域的積累，其主要的額外設計在于如何去定制CPU、GPU和AI加速器IP。目前高通似乎并不打算在未來(lái)幾年內像Intel一樣激進(jìn)地使用高級封裝技術(shù)／芯片粒技術(shù)來(lái)打破集成度的瓶頸，我們預計高通將會(huì )在A(yíng)I PC領(lǐng)域繼續使用傳統的集成技術(shù)并且使用其多年的設計積累來(lái)繼續推動(dòng)芯片性能提升。如果我們把高通的技術(shù)路線(xiàn)和Intel的技術(shù)路線(xiàn)相比的話(huà)，我們認為如果未來(lái)幾年主流AI PC對于人工智能算力需求有較快提升的話(huà)，那么Intel的高性能計算路線(xiàn)有機會(huì )能占得先機；反之，如果未來(lái)AI PC還是一個(gè)用戶(hù)對于價(jià)格很敏感，AI很大程度上主要是智能助手入口功能的話(huà)，那么高通的方案有機會(huì )能以更低的成本占領(lǐng)市場(chǎng)。 最后，AI PC芯片領(lǐng)域另一個(gè)不應遺漏的公司是蘋(píng)果。蘋(píng)果用于筆記本電腦的M系列芯片早已集成了NPU，可以支持生產(chǎn)力工具中對于人工智能算法的需求；只是蘋(píng)果在集成人工智能到操作系統中的態(tài)度不如Microsoft集成Copilot到Windows中那么激進(jìn)，但是未來(lái)幾年我們預計也會(huì )看到蘋(píng)果的M芯片加持下的MacBook上人工智能會(huì )成為重要的特性。從路線(xiàn)圖角度來(lái)看，蘋(píng)果和Intel以及高通都有所不同—蘋(píng)果的用于筆記本的M系列芯片路線(xiàn)圖和用于手機的A系列芯片路線(xiàn)圖并不完全重合，在M系列芯片中有著(zhù)許多自己完全獨特的設計。而最關(guān)鍵的是，蘋(píng)果擁有其MacOS操作系統和軟件生態(tài)（包括運行在上面的人工智能）的控制權（而不像Intel和高通都要支持Microsoft這個(gè)第三方的人工智能），因此蘋(píng)果在這方面最大的優(yōu)勢就是能夠做軟硬件協(xié)同設計，從而能精確地從用戶(hù)體驗出發(fā)，一路定制軟件，芯片乃至生態(tài)。 未來(lái)AI PC芯片的路線(xiàn)動(dòng)態(tài)，讓我們拭目以待。 |
