AI PC一触即发，存储器、NPU等大放异彩！

作者：时间：2024-04-15 来源：全球半导体观察

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AI浪潮正持续改变各行各业，此前历经下行周期的PC市场也开始迎来新的机会。今年以来，无论是美国消费电子展（CES）还是巴塞罗那世界移动通信大会（MWC），AI PC都成为了当之无愧的焦点，包括英特尔、AMD、英伟达等芯片大厂，以及联想、戴尔、宏碁、华硕、荣耀等下游厂商纷纷推出相关产品，布局AI PC。业界直言，2024年或是AI PC元年，这一风口下，半导体领域NPU以及存储器等有望持续受益。

本文引用地址：//www.cazqn.com/article/202404/457638.htm

一 AI PC一触即发，半导体大厂瞄准NPU

ChatGPT的横空出世，让人见识到了AI大模型的威力，随后，AI内容生成逐渐从云端向PC、手机等终端靠近，业界也开始意识到PC将是支持AI大模型的重要平台。毕竟，与手机相比，PC拥有更高存储容量与物理空间，更适合复杂度高、参数规模大的AI大模型。这一背景下，AI PC一触即发。

当前行业对AI PC尚未有明确定义，业界普遍认为，AI PC指的是具备AI加速计算能力或能在本地运行AI大模型的PC产品，其具备深度学习以及自然语言处理等能力，可以完成多种复杂AI任务。

传统PC采用CPU+GPU架构，聚焦本地计算与存储，虽然也能运行大语言模型，但AI时代数据量庞大，传统PC算力不足发展受限。与之相比，AI PC采用的是CPU+GPU+NPU（神经网络处理单元）异构方案，NPU作为AI PC算力中枢，主要用于加速人工智能和机器学习任务，包括图像识别、语音识别、自然语言处理等，与传统的通用处理器相比，NPU在神经网络计算方面具备更高的计算效率和能耗效率，可以令AI大模型在本地化运行变得更加高效，从而满足PC用户对AI能力的需求。

2023年以来，围绕CPU+GPU+NPU异构方案，AMD、英特尔与高通纷纷展开布局。

AMD于2023年5月推出锐龙7040系列移动处理器，集成了专门负责处理AI任务的NPU，首次将x86平台带向AI时代。同年12月，AMD又推出了锐龙8040系列移动处理器，提供高达16TOPS的NPU算力和高达39TOPS的整体算力，对比上代7040，可带来60%的AI性能提升。

2023年12月，英特尔正式推出酷睿Ultra处理器，基于Intel 4制程工艺以及先进的Foveros 3D封装技术，并采用了英特尔首个用于客户端的片上AI加速器“NPU”，带来2.5倍于上一代产品的能效表现。酷睿Ultra处理器率先在消费级AI PC上应用，随后于2024年3月，英特尔又宣布基于酷睿Ultra处理器的AI特性延展到商用领域。在今年4月举办的Intel Vision 2024创新大会上，英特尔披露了下一代酷睿Ultra客户端处理器家族（代号Lunar Lake），产品AI算力将超过100TOPS，NPU单元提供超过45TOPS的算力，该款处理器将于2024年推出，届时AI PC性能将可进一步提升。

高通2023年也推出了为AI PC设计的处理器产品骁龙 X Elite SoC，采用4纳米工艺，集成了高通定制的 Oryon CPU，AI引擎算力达到75TOPS，NPU提供45TOPS算力，首批搭载骁龙X Elite 芯片的PC制造商包括荣耀、联想、小米等。

除此之外，GPU大厂英伟达也在发力NPU。今年2月英伟达发布RTX 500和RTX 1000系列笔记本显卡，适用于笔记本电脑和移动工作站，上述系列产品全部配备NPU，主要负责处理轻型AI任务。

**二存储器需求上涨，DRAM、SSD等受益**

“来势汹汹”的AI PC浪潮，推动了存储器市场需求上涨，也对存储器性能、容量、功耗等方面提出了更高的要求。

为支持AI大模型运行，AI PC需要有足够大和足够快的内存。与DDR4相比，DDR5内存具有更高的性能、更低的功耗和更大的容量，因而有望在AI PC时代下得到快速发展。

从微软针对AI PC的规格要求来看，DRAM基本需求为16GB起跳，不过16GB可能难以满足AI大模型海量数据需求。近期，英特尔中国区技术部总经理高宇对外表示，未来AI PC的入门级标配将是32GB内存，16GB内存将面临淘汰，预计在明年，64GB内存的PC将开始进入市场。

TrendForce集邦咨询认为，AI PC将有机会带动PC DRAM的位元需求年成长，后续伴随着消费者的换机潮，进而加大产业对PC DRAM的位元需求。TrendForce集邦咨询预期，今年LPDDR占PC DRAM需求约30~35%，未来将受到AI PC的CPU厂商的规格支援，从而拉高LPDDR导入比重再提升。

值得一提的是，原厂正开发LPCAMM内存，具备高带宽、低功耗、大容量、模块化设计特点，有望在未来更好助力AI PC发展。

图片来源：美光科技

美光科技今年1月推出了业界首款标准低功耗压缩附加内存模块（LPCAMM2），采用LPDDR5X DRAM，与SODIMM产品相比，能在网页浏览和视频会议等PCMark?10重要工作负载中将功耗降低高达61%，性能提升高达71%，空间节省达64%。LPCAMM2提供从16GB至64GB的容量选项，该模块已出样，计划于今年上半年量产。美光表示，LPCAMM2将为具备AI功能的笔记本电脑提供更强性能，且内存容量可随着技术和客户需求的发展而不断升级。

闪存领域，SSD是PC必不可少的存储介质，AI PC需要更高性能、更大容量以及更低功耗的SSD。业界认为，PCIe 5.0具备高速低延迟的性能，将更适合AI大模型时代数据中心的需求，因此PCIe 5.0 SSD将大有可为。

PCB01 SSD产品（从右第二）图片来源：SK中国

围绕AI PC，已经有存储厂商推出相关SSD产品。今年3月，SK海力士正式发布AI PC端高性能消费级SSD新产品PCB01，将在上半年内完成开发，并将于今年内正式推出。该款产品采用PCIe 5.0接口，连续读取速度可达到14GB/秒（千兆字节），连续写入速度为12GB/秒。相较于上一代产品，PCB01速度提升了2倍，相当于可在1秒内实现加载需要用于人工智能学习和推理的大型语言模型；功耗效率提升了30%，可有效管理大规模AI计算的功耗需求。