(资料来源:约翰·布里克)
台北——2022年，英特尔提出了VPU的概念该公司为其即将推出的“流星湖”(Meteor Lake)处理器提供了一种新的硅组件。在台北举行的一场仅限受邀参加的活动中，这家CPU巨头展示了首款运行中的流星湖处理器，分享了这些下一代芯片的更多细节，并谈论了它们在当今最热门领域的能力:人工智能。VPU将是其中的核心。
英特尔副总裁兼客户人工智能总经理约翰·雷菲尔德(John Rayfield)在Computex开幕前的周末与一群精选记者会面，展示了首款配备gpu的流星湖芯片。流星湖芯片的确切型号，以及它的详细速度和馈送，都没有透露。什么是但他明确表示，《流星湖》将发源于手机市场。这是因为新的VPU模块完全是关于功率效率的，并将苛刻的人工智能相关任务放在这个新的处理组件上。
流星湖是什么?
英特尔的下一代处理器被命名为最新的“Lake”代号，英特尔在演示中围绕这个代号阐述了一些原则。前几代处理器Alder Lake(第12代核心)和Raptor Lake(第13代核心)通过混合设计强调性能，在芯片上采用了新的高性能核心(p核心)和高效核心(e核心)。这几代人看到了IPC、频率和每瓦性能的提高。
在开发过程中，英特尔与微软进行了大量合作，以确保其处理器将任务转移到合适的核心上，这一点在Windows 11和英特尔的Thread Director工具中得到了体现。进一步说，Meteor Lake将从一开始就强调，通过结合新的工艺技术和在Meteor Lake的新型模块化芯片设计中添加VPU，采用所谓的“小芯片”或“瓦片”，来提高功率效率。
当然，让软件与新的处理器组件配合得很好是一个技巧，但与Alder和Raptor Lake的合作意味着可以带来一个庞大的应用生态系统;ISV支持已经到位，而且根据Rayfield的说法，英特尔的优势在于x86应用程序的庞大基础。
使向VPU迁移成为可能的部分原因是英特尔的fooveros技术(详情见链接)以及2016年收购芯片制造商Movidius。用最简单的术语来说，fooveros采用了3D堆叠技术，允许芯片模块或小芯片分层，而不是并排排列。以流星湖为例，其中一个模块将是VPU，这家芯片巨头表示，VPU将是这一代芯片的秘密武器。
流星湖基础知识:早期
英特尔还没有透露任何关于单个流星湖芯片的信息。正如去年在热芯片大会上的一次演讲中所指出的那样，流星湖将在英特尔4进程上生产(与Alder和Raptor Lake使用的英特尔7形成对比)。下一代“箭头湖”将采用英特尔的20A工艺。提醒:其制程名称中“Intel”后面的数字不再对应制程技术中的纳米尺寸。
在英特尔4上升级流星湖的过程中，英特尔公司强调了下一代电源管理和超高效率。流星湖还将采用英特尔最新版本的片上图形，它将基于英特尔Arc，在这种情况下，Arc的“炼金术士”架构。Arc集成将带来对DirectX 12 Ultimate、XeSS(超采样)和低功耗格式光线追踪等关键技术的支持。英特尔代表不愿透露更多关于片上Arc的细节，但坚持认为图形加速将比英特尔现有的集成图形(IGP)解决方案“好得多”。Arc IGP将无法与英特尔的Arc桌面卡在原始性能方面进行比较，因为功率包非常不同，但它将是相同的设计，作为一个芯片，在更低的热量下工作。
VPU将是目前为止最大的发展，它的任务是在PC上进行本地推理。Rayfield甚至强调，这是PC领域的分水岭时刻，整合了高效的本地客户端AI处理，这将使其成为可能。他说:“我们正在扭转个人电脑界面将发生根本性变化的局面。”未来五年，用户界面的变化将比过去20年还要大……以一种好的方式。”
VPU在乎呢?为什么英特尔的新磁片很重要
英特尔认为自己处于利用人工智能的理想位置，并随着技术的发展为有用的最终用户体验奠定基础。Rayfield指出，当AI集成到用户界面中时，延迟是AI的一个问题。基于过去的计算经验，用户期望即时响应，这是基于云的解决方案根本无法比拟的。将ChatGPT等人工智能应用扩展到数百万PC用户的成本方面也存在根本性的挑战。与将一些处理负载放在客户端相比，这只是成本过高。在本地完成一些工作可以实现大规模的分布式扩展，更好地控制隐私(您的数据保留在本地)和低延迟(计算在您的设备上进行)。
在当前的计算术语中，这实际上是如何发挥作用的?如今，人工智能被用于客户端平台，比如视频通话中的实时背景替换和模糊处理，以及动态降噪。这些任务使用在CPU和GPU上工作的推理模型;随着效果越来越大，用户期望越来越高，计算问题变得越来越苛刻，并且电源使用也可能成为一个问题。也就是说，更突出和可识别的人工智能形式正在席卷世界，比如ChatGPT和稳定的扩散(在新窗口中打开)，都是基于云的。Rayfield引用了一些统计数据，表明从2021年到2023年，动态噪声抑制的计算能力需求将增加50倍，而基于大型语言模型(llm)的生成式人工智能工作的需求甚至会有更大的增长微软的副驾驶。这些飞速增长的需求意味着在低功率水平下将一些需求转移到本地推理上的潜力很大。
以瓷砖的形式抵达流星湖的VPU是一个神经加速器。CPU和GPU仍然会有自己的任务，这将仍然是一个异构平台，但将负载放在VPU上处理繁重的AI任务有主要优势。也就是说，如果不值得通过设备驱动程序来处理一些较小的ai相关任务，则将根据具体情况由CPU部分处理。
虽然英特尔过去几年与微软的基础性合作将是关键，但这家芯片制造商也在各种渠道上播种努力。以ONNX为例，这是英特尔正在开发的一种人工智能开源容器格式;该公司还努力将vpu的低功耗加速功能提供给基于web的应用程序。该公司还致力于开放广播系统(OBS)、Audacity和Blender等关键实用程序，以创建插件，使这些开创性的软件能够利用VPU。
“我们正在改变个人电脑的界面，这将彻底改变....未来5年，用户界面的变化将超过过去20年。”
此外，该公司还拥有自己的OpenVINO AI工具栈，其核心是将工作负载映射到不同的tile，并针对不同的引擎优化工作负载。英特尔还与许多独立软件开发商合作，他们将能够使用VPU来帮助实现一般的人工智能体验。今天，这些例子包括应用背景模糊而不破坏前景对象，这实际上是相当密集的计算要做得好。
这一点，再加上开源的努力，是拼图中必不可少的一块。“其中超过75%是软件问题，”雷菲尔德说。“我们主要是一家硬件公司，但问题主要出在软件上。”
湖泊活着:流星湖演示
所以，对于在Computex现场展示的演示来说:是的非常早期的硬件，非常早期。英特尔与其系统oem之一合作，生产了一个演示移动(笔记本电脑)平台。这家系统制造商的名字被雅致地隐藏在英特尔的贴纸中。在真正的演示格式中，这需要一些努力。例如，早期硬件笔记本电脑上的键盘无法操作。
然而，Rayfield和英特尔团队的其他成员演示了在本地运行的Stable Diffusion AI图像生成器的使用，该图像生成器将CPU、GPU和VPU组合在一起开源图像编辑器GIMP。它是使用OpenVINO插件运行的。
图像生成任务在系统上正常运行，笔记本电脑根本没有连接到互联网。在稳定扩散中，相同的种子保持一致。在这里，您可以看到演示提示的稳定扩散结果，这是“宇航员在月球上骑马”。
在Windows 11的任务管理器运行时，VPU神经引擎(图片中的“NPU”)显然在运行过程中受到了冲击。(下图仅为任务管理器内VPU/NPU的说明;因为在拍摄这张照片时演示已经结束，所以加载图表呈现出了平直的状态。)正如Rayfield解释的那样，在Meteor Lake中，处理器包作为一个整体将包括四个块，每个块是一个SOC，其中一个是VPU。
最终，我们可能会首先在笔记本电脑上看到流星湖，特别是在移动轻薄部分。在这类个人电脑中，VPU可以在能效方面提供最大的帮助，因为人工智能功能已集成到即将推出的软件和插件中。然而，最终VPU将扩展到所有流星湖分段，并且流星湖线中的所有sku将集成一个VPU块。
英特尔表示，它打算在2023年底前推出流星湖，更多细节将在夏季发布之前公布。请继续关注!
