2024-12-24

人工智能成顯學，AI電腦為何能帶起龐大商機?核心電源提升散熱效能搶搭熱潮

摘要

AI PC是指具備人工智慧功能的個人電腦。其理念是將人工智能運算能力整合到個人電腦中，讓使用者可以直接在本地端執行 AI 應用程式，而無需連接到雲端伺服器。目前算是一項新興技術，且發展前景十分看好，預計在未來幾年，人工智能電腦的價格將會下降、效能將會提升，使用者會更加普及。

人工智能電腦的主要特色是搭載了專用的 AI 加速器，例如神經網路處理器 (NPU) 或圖形處理器 (GPU)。這些加速器可以提供比傳統 CPU 或 GPU 更快的 AI 運算速度，從而提高 AI 應用程式的效能。

人工智能電腦在地化優勢

更高的運算效能和效率

人工智能電腦搭載專門的AI處理器,能提供強大的AI運算能力,比傳統PC更適合運行AI應用程式。

不需全程連網

處理資料可以直接透過使用者端的NPU做分析處理，無須透過遠端的AI伺服器處理後，才會傳資料，會減少傳輸上的處理時間。

提高工作效率

內置的AI功能，可以提升事後資料處難度，如開會時自動語言轉換，自動整理會議紀錄，完成一些重複性工作。

保護隱私

由於人工智能電腦在本地化，數據處理能在本地設備上進行，用戶的敏感信息再也無需上傳到雲端伺服器，大大提高了個人隱私。

人工智能電腦可應用模型

文案生成

大型語言模型可代寫論文、代讀報告、代回信函，而且中英文都會通。

圖像生成

輸入名詞讓人工智慧產出精美程度極高的圖像，已經能夠符合大眾的審美。

影音生成

依據使用者輸入的音樂，進一步融合不同風格增添樂器產出新音樂，讓音樂家修改成為創新的藝工作優化。

程式開發

代替軟體工程師撰寫簡單的程式，雖然還不實用但是速度很快，電腦完成後再經由人類修改，可以減輕工作負擔。

人工智能電腦與一般電腦的主要差異

運算核心

一般電腦以CPU(中央處理器)為核心,CPU核心數較少但每個核心結構複雜,適合進行複雜的控制與運算，人工智能電腦則需要NPU(神經網絡單元)作為核心，NPU核心數較多但每個核心結構簡單，適合進行大量重複性的平行運算，更適合執行生成式人工智能應用。

運算效能

微軟定義支援Copilot AI功能的AI PC,離線使用時算力要達45 TOPS以上(NPU的單位,1TOPS代表每秒1兆次操作),記憶體至少16GB,儲存至少256GB，這樣的強大效能使AI PC能在本地端執行生成式AI應用,不需全程連網。

使用體驗

AI PC將與使用者貼近,如同私人助理一般,提供更多直覺式的操作模式，使用者可以直接詢問(ask),AI PC會透過搜尋整理出重點,不會受限於廣告排序。

人工智能電腦的主核心處理器廠家

英特爾 (INTEL)

英特爾是全球最大的 CPU 供應商，也是 AI 加速器的領導供應商之一。目前搭配的主晶片型號為 : Meteor Lake。

超微 (AMD)

超微是全球第二大 CPU 供應商，也是 AI 加速器的主要供應商之一。目前搭配的主晶片型號為 : AMD Ryzen AI 300 系列。

高通 (Qualcomm)

高通是全球最大的行動晶片供應商，也是 AI 加速器的主要供應商之一。目前搭配的主晶片型號為: Snapdragon X Elite, Snapdragon X Plus。

Renesas瑞薩電子核心電源提升散熱效能

人工智能電腦的興起，讓使用者對電腦的應用掀起另一波需求的，除了耗能增加的問題，如何增加核心電源的效率和如何快速散熱，也是另一門重要的課題，瑞薩針對如何增加效率和快速散熱有了新的方案，在核心電源的SPS (Smart Power Stage)中，瑞薩推出新一代的SPS能快速散熱，且增加核心電源的整體效能，如此可達到省電又節能的效果，以下我們透過幾個實驗，讓使用者了解瑞薩新一代產品的效果。

以下為未開蓋SPS包裝和開蓋SPS 包裝示意圖:

無散熱片時，未開蓋SPS包裝和開蓋SPS包裝的溫升比較：

有散熱片時，未開蓋SPS包裝和開蓋SPS包裝的溫升比較：

相同負載且相同風量的條件下，僅將SPS由RAA221490 改成RAA221497G，我們發現溫度有15°C的差異！

瑞薩核心電源效率提升

新型RAA221497除了在散熱的架構上和效率也都有長足的增進，一方面提升SPS整體效率且改善SPS散熱架構，讓SPS在整體的表現上更有競爭力，未來人工智能AI PC功能一定會更加強大，所需能量也會倍增，除了不斷改善核心的製程，減少功耗增加效能，也是未來的一個重要的課題，瑞薩電子也為了以上的目標不斷地追求進步，提供給消費者更好的使用體驗。

瑞薩電子核心電源控制器Controller 和 SPS(Smart Power Stage) 元件介紹