ในยุคที่เทคโนโลยี AI (Artificial Intelligence) กลายเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ไอทีและสมาร์ทโฟน หนึ่งในหน่วยประมวลผลที่มีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อน AI คือ NPU (Neural Processing Unit) NPU ถูกออกแบบมาเฉพาะเพื่อเร่งความเร็วในการประมวลผลงานที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) และงานด้านปัญญาประดิษฐ์ต่าง ๆ ซึ่งเป็นสิ่งที่ CPU หรือ GPU ทำได้ แต่ไม่ได้ถูกออกแบบมาโดยตรงเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในงานเหล่านี้

NPU คืออะไร?

NPU หรือ Neural Processing Unit คือหน่วยประมวลผลเฉพาะที่พัฒนาเพื่อรองรับการประมวลผลปัญญาประดิษฐ์อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในงานที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณแบบขนาน เช่น การจดจำภาพ การประมวลผลเสียง และการทำงานของ AI สำหรับงานด้านการรู้จำและการคาดการณ์ NPU ถูกใช้ในอุปกรณ์หลายประเภท ตั้งแต่สมาร์ทโฟน อุปกรณ์ IoT ไปจนถึงเซิร์ฟเวอร์ที่ต้องการความสามารถในการประมวลผล AI ที่รวดเร็ว

ทำไมต้องชื่อ Neural Processing Unit

คำว่า Neural Processing Unit (NPU) ได้รับการตั้งชื่อเพื่อสะท้อนถึงหน้าที่และความสามารถหลักของหน่วยประมวลผลนี้ (คำว่า Neural มาจากคำว่า “Neuron” ในภาษาอังกฤษ ซึ่งหมายถึง เซลล์ประสาท) ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับการประมวลผลแบบเครือข่ายประสาทเทียม (Neural Networks) ซึ่งเป็นโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่จำลองการทำงานของสมองมนุษย์ เพื่อใช้ในการเรียนรู้และตัดสินใจในงานที่ซับซ้อน หน่วย NPU ได้รับการออกแบบมาเฉพาะสำหรับงานที่เกี่ยวกับ AI เช่น การรู้จำภาพ เสียง การแปลภาษา และการประมวลผลข้อมูลเชิงลึก (Deep Learning)

สาเหตุที่ใช้คำว่า “Neural” ก็คือเพราะว่าโครงข่ายประสาทเทียมเป็นหัวใจสำคัญของ AI ที่เลียนแบบกระบวนการทำงานของเซลล์ประสาทในสมองจริง ๆ ดังนั้น NPU จึงเป็นหน่วยที่ถูกออกแบบมาเพื่อให้ประมวลผลงานที่เกี่ยวกับโครงข่ายประสาทเทียมนี้ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง

ตัวเลข TOPS มีความหมายว่าอย่างไร?

คำว่า TOPS (Tera Operations Per Second) เป็นหนึ่งในหน่วยวัดที่บ่งบอกถึงความสามารถในการประมวลผลของ NPU หรือหน่วยประมวลผลอื่น ๆ ที่ใช้ในการทำงานด้าน AI คำว่า “Tera” หมายถึงล้านล้าน ซึ่งหมายความว่า 1 TOPS นั้นหมายถึงความสามารถในการทำงาน ล้านล้านคำสั่งต่อวินาที ยิ่งตัวเลข TOPS สูงขึ้นเท่าใด หมายถึง NPU นั้นสามารถประมวลผลข้อมูลได้มากและรวดเร็วขึ้นเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น หาก NPU หนึ่งมีค่าความสามารถอยู่ที่ 10 TOPS หมายความว่ามันสามารถประมวลผลคำสั่ง AI ได้สูงสุดถึง 10 ล้านล้านคำสั่งต่อวินาที ตัวเลขนี้ช่วยให้นักพัฒนาสามารถวัดประสิทธิภาพของ NPU ในการประมวลผลงาน AI ได้ชัดเจนขึ้น

ยกตัวอย่าง เวลาเห็น System requirements เขียนว่า 40 TOPs NPU (neural processing unit) แบบนี้หมายถึงอะไร

มันหมายถึงโปรแกรมนั้นต้องการหรือใช้หน่วยประมวลผล AI (NPU) ที่มีกำลังประมวลผลอย่างน้อย 40 TOPS หรือ หน่วยประมวลผล AI ที่ทำงานได้ 40 ล้านล้านคำสั่งต่อวินาที เพื่อให้ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ โดยสเปคอุปกรณ์ที่รองรับการประมวลผลด้าน AI มักระบุสเปคไว้อยู่แล้วว่ามี TOPS NPU ไว้เท่าไหร่

ความสำคัญของ NPU และ TOPS ใน CPU

แม้ว่าในอดีต CPU เป็นศูนย์กลางของการประมวลผลทั้งหมด แต่การมาถึงของ AI ทำให้ต้องมีการพัฒนา NPU ที่เน้นประสิทธิภาพในการทำงานแบบขนานและงานที่ต้องการการประมวลผลอย่างมหาศาลภายในเวลาอันรวดเร็ว การที่ CPU ในปัจจุบันหลายรุ่นรวม NPU เข้าไปนั้น ทำให้สามารถประมวลผลงาน AI ได้เร็วขึ้น โดยไม่ต้องพึ่งพา GPU หรือหน่วยประมวลผลเฉพาะอื่น ๆ อย่างเดียว

ในอนาคตอันใกล้ เราอาจจะได้เห็นการเพิ่มตัวเลข TOPS ใน NPU เพื่อรองรับงานที่มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น และประสิทธิภาพในการใช้งาน AI จะกลายเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการเลือกซื้ออุปกรณ์ของผู้ใช้งาน

สรุป NPU คือหน่วยประมวลผลเฉพาะที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อทำงานด้านปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้เชิงลึก โดยตัวเลข TOPS เป็นหน่วยวัดที่ใช้แสดงถึงความสามารถในการประมวลผลของ NPU ยิ่ง TOPS สูงยิ่งสามารถประมวลผลคำสั่ง AI ได้เร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น นับเป็นเทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนการพัฒนาอุปกรณ์ต่าง ๆ ในยุค AI ให้มีประสิทธิภาพและความสามารถในการตอบสนองที่สูงขึ้น