Apple M4 initiates AI PC battle: Will TOPS become the future benchmark for switching devices?

本文作者：赵颖

本文来源：硬 AI

苹果本周发布史上最贵 iPad Pro，将最强 M4 芯片首发在 iPad 上，拉开 AI PC 大战的帷幕。

美银美林在周三的报告中介绍称，苹果 M4 芯片使用 Arm 架构，是一款片上系统 (SoC)，拥有超过 280 亿个晶体管，基于台积电的第二代 3nm 工艺，配备 10 核 CPU 和 10 核 GPU。

美银美林指出，值得一提的是，M4 包含一个 16 核神经处理单元（NPU），SoC 中专门用于加速 AI 任务的部分，其性能以每秒万亿次运算（TOPS）来衡量，M4 的 NPU 性能为 38 TOPS（假设为 INT8 精度），比 M2 芯片快了整整一倍，比 A11 仿生芯片强了近 60 倍。

美银美林表示：

尽管 AI PC 市场还处于初期阶段，但我们预计 TOPS 指标将是一个不完美但简单的方式（类似于 3nm/2nm），用于对比苹果及其 PC 竞争对手的 “AI 性能”。

美银美林还预计，消费者对 AI 功能的 PC/平板的需求将增长：

到 2027 年，AI PC 可能从目前的 5000 万台增长到 1.67 亿台，苹果 PC 及其竞争对手将在 AI PC 方面发力，关注微软的 Windows/Surface AI 活动（5 月 20 日）和台北 Computex（6 月 2 日及以后）活动。

TOPS 引领 AI PC 之战

美银美林指出：

苹果 M4 的 TOPS 性能为 38，媒体报道称，微软将把 AI PC 的 “最低规格” 设为 40 TOPS，目前还没有 PC 能够达到这一标准，尽管有多个即将推出的选项可能提供 45 TOPS。

英特尔的 Meteor Lake（首款 “AI PC” 品牌 “Core Ultra”）中的 NPU 支持 11 TOPS，但它承诺今年用 Lunar Lake 达到 45 TOPS。

高通也计划在不久的将来推出一款 45-TOPS 的 Snapdragon Elite X CPU。

但根据英伟达的说法，大约 45 TOPS 的 PC 只能执行非常基本的 AI 任务，而更高性能的 AI 任务则需要 PC 中有一个专用的 GPU，有超过 1 亿个 RTX GPU（100-1300+ TOPS）的部署基础，尽管需要 2 到 5 倍的电力。

内存和 NPU 市场将受益

同时，美银美林指出，内存是被低估的受益者：

更大的 AI 模型意味着需要更多的处理能力，更大尺寸、更快带宽和更高能效，更高平均售价 ASP 的内存规格，内存将成为端侧 AI 升级的独特受益者。

根据 Anandtech 的说法，苹果的新 M4 拥有更快的 LPDDR5X 内存，可能比传统 LPDDR 快 1.2 倍（120 GB/s）并且能效更好。

此外，NPUs 对于端侧 AI 也是必要的，美银美林表示：

随着 AI（如微软的 Copilot）向端侧/设备上（PC、手机、平板电脑）转移，它需要除了 CPU、GPU 之外的额外专用芯片 NPU。

NPU 的 AI 推理性能潜力以 TOPS 来衡量，可以将 NPU 视为数据中心中使用的 GPU/ASIC 加速器的较小规模版本。NPU 虽然规模较小，但具有类似的处理能力，能够在一定的频率和精度下处理 MAC 操作，这种处理涉及在速度和准确性之间做出权衡。

根据高通的说法，高精度的 AI 模型使用 32 位或 16 位浮点数来确保准确性，而低精度、高速度的模型使用 8 位或 4 位整数精度。目前，行业标准通常采用 8 位或 INT8 精度，这在保持可接受精度的同时，提高了处理速度。