NPU é a sigla para Unidade de Processamento Neural, do inglês Neural Processing Unit. Trata-se de um componente de hardware especializado desenvolvido para acelerar o processamento de tarefas relacionadas à inteligência artificial (IA), particularmente em redes neurais e aprendizado de máquina (Machine learning).
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Uma NPU é projetada para executar operações computacionais específicas de forma eficiente, otimizando cálculos matriciais e operações utilizadas em algoritmos de IA, como aqueles usados em reconhecimento de imagem, processamento de linguagem natural, análise de dados, entre outros.
Essas unidades são projetadas para otimizar o desempenho ao lidar com operações matriciais e cálculos intensivos, que são fundamentais para executar algoritmos de IA. Ao contrário das CPUs (Unidades de Processamento Central) convencionais, que são projetadas para lidar com uma ampla variedade de tarefas, as NPUs são altamente especializadas para lidar com operações comuns em redes neurais, como convoluções e multiplicação de matrizes.
Esses chips especializados têm sido cada vez mais utilizados em dispositivos e sistemas que exigem capacidades de IA, como smartphones, carros autônomos, assistentes virtuais, câmeras de segurança inteligentes, entre outros, devido à sua capacidade de acelerar o processamento de dados e melhorar o desempenho em aplicativos que requerem inteligência artificial.
O uso de NPUs continua a evoluir à medida que avanços em IA exigem maior poder computacional e eficiência, levando ao desenvolvimento de NPUs cada vez mais sofisticadas e adaptáveis para atender às demandas de aplicativos modernos de inteligência artificial.
Como as empresas de tecnologia utilizam NPUs
As empresas de tecnologia utilizam as Unidades de Processamento Neural (NPUs) de diversas maneiras para impulsionar e aprimorar suas ofertas de produtos e serviços. Aqui estão algumas das formas comuns pelas quais essas empresas empregam as NPUs:
- Big Data: este setor lidam com grandes volumes de dados, e as NPUs aceleram a análise destes dados, ajudando na previsão de tendências de mercado para diversos setores.
- Carros Autônomos: para os VAs as NPUs precisam processar rapidamente os dados dos sensores e tomar decisões em tempo real.
- PLN ou Processamento de Linguagem Natural: Para estes sistemas as NPUs precisam compreender e processar a linguagem humana, tanto escrita quanto falada. Hoje utilizadas em assistentes virtuais como os chatbots, que dependem de redes neurais treinadas para interpretar e responder a consultas em linguagem compreendidas por nós os seres humanos.
- Realidade Virtual e Aumentada: Nos games as NPUs ajudam e elaborar experiências mais realistas e envolventes aos jogadores.
- Saúde: Utilizadas em analise de imagens médicas e na assistência de diagnósticos.
- Segurança e Vigilância: NPUs já são utilizadas em países asiáticos como a China em sistemas de reconhecimento facial e monitoramento de ambientes, facilitando a análise de imagens em tempo real, rastreamento de movimentos e monitoramento de objetos.
- Smartphones e dispositivos móveis: Melhora o reconhecimento de voz, processamento de imagens, e otimização de bateria em alguns dispositivos.
Exemplos de NPUs
Google TPU (Tensor Processing Unit): usada em Data Centers para acelerar tarefas de IA.
Apple Neural Engine: integrada em iPhones para melhorar o desempenho de tarefas de IA nos aparelhos da maçã.
Huawei Kirin Chips: contêm NPUs dedicadas para melhorar a fotografia com IA e outras funções em seus smartphones.
Chipsets que atualmente já possuem NPUs?
AMD: AI Engine
Arm: ML Processor
Alibaba: Ali-NPU
AlphaICs: Gluon
Amazon: AWS Inferentia
Baidu: Kunlun
Bitmain: Sophon
Brainchip: Akida (NPU & NPEs)
Cambricon: MLU
Cerebras: CS-1
Flex Logix: InferX
Google: TPU
Groq:
Graphcore: IPU
GreenWaves: GAP8
Gyrfalcon Technology: Lightspeeur
Habana: HL Series
Hailo: Hailo-8
Huawei: Ascend
Intel: NNP, Myriad, EyeQ, GNA
Kendryte: K210
Mediatek: NeuroPilot
Mythic: Template:mythic
NationalChip: Neural Processing Unit (NPU)
NEC: SX-Aurora (VPU)
NVIDIA: NVDLA, Xavier
Qualcomm: Hexagon
Quadric: Chimera General Purpose NPU (GPNPU)
Rockchip: RK3399Pro (NPU)
Samsung: Neural Processing Unit (NPU)
Synaptics: SyNAP (NPU)
Tesla: FSD Chip
Wave Computing: DPU
Com o rápido crescimento das IAs e o Machine Learning as NPUs irão evoluir naturalmente pois as suas habilidades de calculos com tomada de decisões eficientes aliada a um baixo consumo de energia, abrem um novo parâmetro para inovações tecnologicas em dispositivos inteligentes que são integrados ao nosso cotidiano quase de forma orgânica, e diante de nosso acesso as novas tecnologias como smartphones, tablets e notebooks lançados a partir de 2024 esta tecnologia já estará embarcada. Muitos dispositivos já terão suas NPUs integradas, como em sistemas em um chip (SoCs), CPUs e GPUs.
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