أصبحت وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات من الأمور القديمة. ففي هذه الأيام، أصبح التطور يتعلق بوحدات المعالجة العصبية، ويتحدث مصنعو الأجهزة عن أداء وحدات المعالجة العصبية.
وحدة المعالجة العصبية هي أحد مكونات الكمبيوتر المصممة لتسريع مهام الذكاء الاصطناعي بطريقة موفرة للطاقة، مما يمهد الطريق لتطبيقات سطح مكتب Windows الجديدة ذات ميزات الذكاء الاصطناعي القوية. هذه هي الخطة على أي حال.
في نهاية المطاف، ستحتوي جميع أجهزة الكمبيوتر على وحدات معالجة عصبية، ولكن في الوقت الحالي فقط بعض تتمتع أجهزة الكمبيوتر الشخصية بهذه الوحدات. إليك كل ما تحتاج إلى معرفته عن وحدات المعالجة العصبية ولماذا أصبحت موضوعًا ساخنًا للغاية في صناعة الكمبيوتر في الوقت الحالي.
ما هي وحدة المعالجة العصبية (NPU)؟
NPU تعني وحدة المعالجة العصبيةإنه نوع خاص من المعالجات المُحسّنة لمهام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي.
يأتي الاسم من حقيقة أن نماذج الذكاء الاصطناعي تستخدم الشبكات العصبية. والشبكة العصبية هي، بعبارات بسيطة، شبكة واسعة من العقد المترابطة التي تمرر المعلومات فيما بينها. (تم تصميم الفكرة بالكامل على غرار الطريقة التي تعمل بها أدمغتنا البشرية).
متعلق ب: كيف أصبحت الشبكات العصبية ناضجة أخيرًا
لا تعد وحدة المعالجة العصبية جهازًا منفصلاً تشتريه وتوصله (كما تفعل مع وحدة معالجة الرسومات على سبيل المثال). بل يتم “تضمين” وحدة المعالجة العصبية كجزء من منصة معالجات حديثة – مثل Core Ultra من Intel وRyzen AI من AMD وSnapdragon X Elite وSnapdragon X Plus من Qualcomm. تحتوي هذه المنصات على وحدة معالجة مركزية بالإضافة إلى وحدة معالجة رسومات ووحدة معالجة عصبية مدمجة.
NPU مقابل CPU مقابل GPU: ما هو الفرق؟ شرح مفصل
منذ سنوات عديدة، كانت أجهزة الكمبيوتر تُشغِّل المهام إما على وحدة المعالجة المركزية (CPU) أو وحدة معالجة الرسومات (GPU). ولا تزال هذه هي الطريقة التي تعمل بها أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بالذكاء الاصطناعي (أي أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على وحدات معالجة عصبية).
تتولى وحدة المعالجة المركزية تشغيل معظم المهام على الكمبيوتر. ولكن وحدة معالجة الرسومات، على الرغم من اسمها، لا تقتصر على مهام الرسومات والألعاب. في الواقع، تم تحسين وحدة معالجة الرسومات فقط لمهام مختلفة يكتب إن وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) ضرورية للغاية في المهام غير المتعلقة بالألعاب مثل تعدين العملات المشفرة وتشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي المحلية ذات الأداء العالي. في الواقع، تعد وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) جيدة جدًا في مثل هذه المهام المتعلقة بالذكاء الاصطناعي – لكن وحدات معالجة الرسوميات (GPUs) تستهلك قدرًا هائلاً من الطاقة.
وهنا يأتي دور وحدات المعالجة العصبية. فوحدة المعالجة العصبية أسرع من وحدة المعالجة المركزية في حساب مهام الذكاء الاصطناعي، ولكنها ليست بنفس السرعة عند مقارنتها بوحدة معالجة الرسوميات. والواقع أن وحدة المعالجة العصبية تستخدم طاقة أقل بكثير من وحدة معالجة الرسوميات عند حساب نفس مهام الذكاء الاصطناعي. بالإضافة إلى ذلك، بينما تتعامل وحدة المعالجة العصبية مع المهام المتعلقة بالذكاء الاصطناعي، فإن وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسوميات تتحرران للتعامل مع مهامهما الخاصة، مما يعزز الأداء العام للنظام.
لماذا تستخدم NPU بدلاً من وحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسومات؟
إذا كنت تستخدم برنامجًا لتوليد صور الذكاء الاصطناعي مثل Stable Diffusion (أو أي نموذج ذكاء اصطناعي آخر) على أجهزة الكمبيوتر لديك وتحتاج إلى أقصى أداء، فستكون وحدة معالجة الرسوميات هي الخيار الأفضل لك. ولهذا السبب تعلن شركة Nvidia عن وحدات معالجة الرسوميات الخاصة بها باعتبارها أجهزة “ذكاء اصطناعي متميزة” بدلاً من وحدات معالجة الشبكة العصبية.
ولكن هناك أوقات تريد فيها تشغيل ميزات الذكاء الاصطناعي التي قد تكون مرهقة للغاية بالنسبة لوحدة المعالجة المركزية العادية ولكنها لا تحتاج بالضرورة إلى قوة وحدة معالجة الرسومات عالية المستوى. أو ربما تستخدم جهاز كمبيوتر محمولًا وتريد الاستفادة من ميزات الذكاء الاصطناعي ولكنك لا تريد أن تستنزف وحدة معالجة الرسومات بطاريتك.
باستخدام وحدة المعالجة العصبية، يمكن للكمبيوتر المحمول تنفيذ مهام الذكاء الاصطناعي المحلية (على الجهاز) دون إنتاج قدر كبير من الحرارة ودون إهدار عمر البطارية بشكل مفرط – ويمكنه تنفيذ مهام الذكاء الاصطناعي هذه دون استهلاك موارد وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات من أي شيء آخر قد يفعله جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
وحتى إذا لم تكن مهتمًا بالذكاء الاصطناعي في حد ذاته، فلا يزال بإمكانك الاستفادة من وحدات المعالجة العصبية لاستخدامات أخرى. في معرض CES 2024، عرضت HP برنامج بث الألعاب الذي يستخدم وحدة المعالجة العصبية لمهام بث الفيديو، مما يحرر وحدة معالجة الرسومات لتشغيل اللعبة نفسها. من خلال استخدام قوة الحوسبة الإضافية لوحدة المعالجة العصبية، لا يستهلك برنامج البث أي موارد وحدة معالجة الرسومات… وهو أسرع كثيرًا من استخدام وحدة المعالجة المركزية لنفس النوع من المهام.
ولكن ماذا يمكن لبرامج الكمبيوتر التي تعمل بنظام Windows أن تفعل باستخدام وحدة المعالجة العصبية، حقًا؟
مع جهاز كمبيوتر AI، يمكن استخدام وحدة المعالجة العصبية (NPU) بواسطة كل من نظام التشغيل والتطبيقات الموجودة على النظام.
على سبيل المثال، إذا كان لديك كمبيوتر محمول مزود بمعالج Intel Meteor Lake، فإن وحدة المعالجة العصبية المدمجة ستتيح لك تشغيل تأثيرات Windows Studio، وهي تأثيرات كاميرا ويب مدعومة بالذكاء الاصطناعي توفر ميزات مثل ضبابية الخلفية والاتصال البصري القسري في أي تطبيق يستخدم كاميرا الويب الخاصة بك.
تتمتع أجهزة الكمبيوتر Copilot+ من Microsoft – والتي تعمل الدفعة الأولى منها بشرائح Qualcomm Snapdragon X – بميزاتها الخاصة المدعومة بالذكاء الاصطناعي والتي تستخدم وحدات المعالجة العصبية المضمنة في هذه المنصة. على سبيل المثال، ستتطلب ميزة Windows Recall التي أرجأت Microsoft إطلاقها وحدة معالجة عصبية.
متعلق ب: ما هو جهاز Copilot+ PC؟ شرح مفصل
في نوفمبر 2024، ستتمكن أجهزة الكمبيوتر من AMD وIntel من الوصول إلى نفس ميزات Copilot+ PC التي كانت حصرية سابقًا لأجهزة الكمبيوتر من Qualcomm، ولكن فقط أجهزة الكمبيوتر من AMD وIntel التي تحتوي على سلسلة AMD Ryzen AI 300 الجديدة ومعالجات Intel Core Ultra Series 2 (Lunar Lake).
وهذه هي فقط الميزات المضمنة في نظام التشغيل Windows؛ وسيتمكن مطورو التطبيقات أيضًا من استخدام وحدة المعالجة العصبية بعدة طرق. لا تتفاجأ إذا رأيت مكونات إضافية لبرنامجي Audacity وGIMP توفر تحرير الصوت والصور باستخدام الذكاء الاصطناعي، والتي تعمل بواسطة وحدة المعالجة العصبية للكمبيوتر.
إن الإمكانيات لا حصر لها، ولكن الأمر لا يزال في مراحله الأولى بالنسبة للأجهزة، لذا سوف يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تتحقق إمكاناتها الكاملة.
لماذا أحتاج إلى NPU إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بي يمكنه بالفعل تشغيل برامج الذكاء الاصطناعي؟
لا تستخدم معظم التطبيقات الحالية التي تحتوي على ميزات الذكاء الاصطناعي – بما في ذلك روبوت الدردشة Copilot من Microsoft – وحدة المعالجة العصبية حتى الآن. بدلاً من ذلك، تقوم بتشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي الخاصة بها على خوادم سحابية بعيدة. لهذا السبب يمكنك تشغيل أشياء مثل Microsoft Copilot وChatGPT وGoogle Gemini وAdobe Firefly وحلول الذكاء الاصطناعي الأخرى على أي جهاز، سواء كان جهاز كمبيوتر قديمًا يعمل بنظام Windows أو Chromebook أو جهاز Mac أو هاتف Android أو أي شيء آخر.
ولكن تشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي الخاصة بهذه الخدمات على السحابة أمر مكلف. على سبيل المثال، تنفق شركة Microsoft الكثير من الأموال على تنفيذ مهام الذكاء الاصطناعي في مراكز البيانات. وترغب الشركات في نقل مهام الذكاء الاصطناعي هذه إلى جهاز الكمبيوتر المحلي لديك وتقليل نفقات الحوسبة السحابية الخاصة بها.
بالطبع، إنه ليس كذلك فقط كما يمكنك الاستفادة من القدرة على تشغيل مهام الذكاء الاصطناعي الثقيلة على جهازك المحلي. على سبيل المثال، ستظل ميزات الذكاء الاصطناعي هذه تعمل حتى عندما تكون غير متصل بالإنترنت، ويمكنك الحفاظ على خصوصية بياناتك بدلاً من تحميلها بالكامل على خوادم سحابية طوال الوقت. (وهذا أمر مهم أيضًا للشركات التي تريد الحفاظ على السيطرة على بيانات أعمالها الخاصة لأسباب تتعلق بالخصوصية والأمان).
ما هي وحدات المعالجة العصبية (NPU) المتوفرة وما مدى قوتها؟
يتم قياس أداء NPU بوحدة TOPS، والتي تعني تريليون عملية في الثانيةلإعطائك فكرة عن ما يعنيه ذلك، قد لا تتمكن وحدة المعالجة العصبية منخفضة التكلفة من التعامل مع 10 TOPS فقط بينما يجب على أجهزة الكمبيوتر المؤهلة للحصول على علامة Copilot+ PC التجارية من Microsoft التعامل مع 40 TOPS على الأقل.
اعتبارًا من خريف عام 2024، ستكون وحدات المعالجة العصبية التالية متاحة:
- سلسلة Intel Core Ultra Series 1 (Meteor Lake):يمكن لوحدة المعالجة العصبية Core Ultra من الجيل الأول من Intel تقديم ما يصل إلى 11 TOPS. إنها بطيئة للغاية بالنسبة لميزات Copilot+ PC من Microsoft، ولكنها تعمل مع Windows Studio Effects وبعض تطبيقات الجهات الخارجية.
- سلسلة Intel Core Ultra Series 2 (Lunar Lake)ستتضمن شرائح Lunar Lake من Intel وحدة معالجة عصبية (NPU) بأداء يصل إلى 48 TOPS، وهو ما يتجاوز متطلبات Copilot+ PC.
- سلسلة AMD Ryzen Pro 7000 و8000:قدمت AMD وحدات المعالجة العصبية على أجهزة الكمبيوتر الشخصية أولاً قبل أن تفعل ذلك شركة Intel، ولكن وحدات المعالجة العصبية في معالجات سلسلة Ryzen 7000 بطيئة للغاية بالنسبة لميزات Copilot+ PC، مع ما يصل إلى 12 و16 TOPS من الأداء.
- سلسلة AMD Ryzen AI 300:تستطيع وحدات المعالجة العصبية الموجودة في أحدث معالجات سلسلة AMD Ryzen AI 300 تقديم أداء يصل إلى 50 TOPS، وهو أكثر من كافٍ لأجهزة الكمبيوتر Copilot+.
- كوالكوم سناب دراجون X Elite وSnapdragon X Plus:تشتمل أجهزة Arm من Qualcomm على وحدة معالجة عصبية Qualcomm Hexagon قادرة على توفير ما يصل إلى 45 TOPS.
من الجدير بالذكر أن وحدات المعالجة العصبية لا تقتصر على أجهزة الكمبيوتر الشخصية. فقد كانت أجهزة Neural Engine من Apple واحدة من أولى وحدات المعالجة العصبية الضخمة التي حظيت باهتمام التسويق. كما تتضمن منصة Tensor من Google لأجهزة Pixel وحدة معالجة عصبية، بينما تحتوي هواتف Samsung Galaxy على وحدات معالجة عصبية أيضًا.
خلاصة القول: هل يجب عليك الحصول على جهاز كمبيوتر مزود بوحدة معالجة عصبية (NPU) الآن أم الانتظار؟
بصراحة، من الخطر أن تكون على حافة النزيف.
إذا بذلت قصارى جهدك للحصول على كمبيوتر محمول يعمل بنظام Meteor Lake على أمل تجهيز الكمبيوتر الشخصي الخاص بك لمستقبل ميزات الذكاء الاصطناعي، فقد تعرضت للخداع عندما أعلنت Microsoft لاحقًا أن وحدات المعالجة العصبية Meteor Lake كانت بطيئة للغاية بالنسبة لميزات Copilot+ PC. (لم توافق Intel على ذلك، مشيرة إلى أنك لا تزال تحصل على جميع الميزات التي تم شحنها في الأصل مع أجهزة الكمبيوتر المحمولة هذه.)
ما الجانب المشرق في الأمر؟ إن ميزات Copilot+ PC ليست مثيرة للاهتمام حتى الآن. وخاصة مع تأخير استدعاء Windows، لا يوجد الكثير من الأشياء الرائعة في أجهزة Copilot+ PC. فمعظم أدوات الذكاء الاصطناعي الكبرى – ChatGPT وAdobe Firefly وما إلى ذلك – لا تستخدم وحدات المعالجة العصبية على الإطلاق.
ومع ذلك، إذا كنت أشتري جهاز كمبيوتر محمولًا جديدًا، فسأرغب في الحصول على وحدة معالجة عصبية إن أمكن. لست مضطرًا في الواقع إلى بذل جهد كبير للحصول على واحدة؛ فهي مجرد شيء يأتي متضمنًا مع منصات الأجهزة الحديثة. وتتمتع منصات المعالجات الحديثة بميزات كبيرة أخرى، مثل زيادة عمر البطارية بشكل كبير.
متعلق ب: أجهزة الكمبيوتر المحمولة ذات عمر البطارية الأطول، تم اختبارها
من ناحية أخرى، لا تتوفر وحدات المعالجة العصبية السريعة هذه إلا في أحدث أجهزة الكمبيوتر المحمولة حاليًا، ويمكنك غالبًا العثور على عروض رائعة على أجهزة الكمبيوتر المحمولة القديمة التي تكاد تكون بنفس سرعة أحدث الطرز. إذا وجدت جهاز كمبيوتر محمولًا من الجيل السابق بسعر مخفض للغاية، فقد لا يكون من المنطقي أن تدفع الكثير من المال مقابل وحدة معالجة عصبية فقط، خاصة إذا لم يكن لديك أي أدوات ذكاء اصطناعي تخطط لتشغيلها.
اعتبارًا من وقت كتابة هذه السطور، لا تزال معظم أدوات الذكاء الاصطناعي الكبيرة تعمل في السحابة – أو على الأقل توفر ذلك كخيار – لذلك ستتمكن من تشغيلها على أي كمبيوتر محمول يعمل بنظام Windows، أو Chromebook، أو حتى أجهزة Android اللوحية وأجهزة iPad.
بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية، يختلف وضع وحدة المعالجة العصبية. لا تحتوي وحدات المعالجة المركزية لأجهزة الكمبيوتر المكتبية من Intel على وحدات معالجة عصبية حتى الآن. يمكنك البحث عن شريحة كمبيوتر مكتبية من AMD مزودة بوحدة معالجة عصبية Ryzen AI، ولكن شرائح سلسلة Ryzen 7000 و8000 من AMD لا تدعم ميزات Copilot+ PC على أي حال. لذا، إذا كنت تقوم بتجميع جهاز كمبيوتر مكتبي، فضع وحدة المعالجة العصبية جانبًا في الوقت الحالي. فهي ليست بهذه الأهمية حتى الآن.
هل تبحث عن جهاز كمبيوتر مزود بوحدة معالجة عصبية عالية الأداء؟ فكر في أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل بنظام Windows والتي تعتمد على معالجات Arm مثل Surface Laptop 7 وأجهزة الكمبيوتر المحمولة من سلسلة AMD Ryzen AI 300 مثل Asus ProArt PX13. بالإضافة إلى ذلك، ترقب مراجعاتنا لأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل بمعالجات Lunar Lake من إنتاج Intel عند وصولها. حتى ذلك الحين، تعرف على كل المصطلحات المتعلقة بأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بمعالجات AI التي تحتاج إلى معرفتها.
قراءة إضافية: أهم الأمور التي يجب معرفتها قبل شراء كمبيوتر محمول Copilot+