隨著人工智能技術的迅速發展與普及，NPU 正成為推動 AI 加速的關鍵硬體。本文將簡要介紹 NPU 的概念、NPU 與 CPU、GPU 的區別，以及 NPU 在筆記型電腦中的實際應用。
NPU 是什麼?
NPU 全稱 Neural Processing Unit（神經處理單元），是一種專門設計用於加速人工智慧（AI）和機器學習任務的處理器，常被稱為 AI 加速器。NPU 的架構專為神經網路的平行運算需求而優化，特別擅長矩陣運算和卷積運算，因此在執行 AI 相關任務時，比傳統的 CPU 或 GPU 更高效。
NPU 的主要類型: 整合式與獨立式
整合式 NPU 直接集成在系統晶片（SoC）中，例如 Intel Core Ultra 系列處理器在 SoC 上加入 NPU，使筆記型電腦能夠利用 NPU 處理 AI 任務，這類電腦因此被稱為 AI PC。
獨立式 NPU 類似於獨立顯示卡，通常以 PCIe 介面安裝在電腦主機板上，配有專用記憶體和獨立散熱系統，能提供更強大的 AI 運算效能，適合處理大型 AI 模型和高複雜度的機器學習任務。
CPU、GPU、NPU 的差異
| 硬體 | CPU（中央處理器） | GPU（圖形處理器） | NPU（神經處理單元） |
|---|---|---|---|
| 基本功能 | 通用處理器，負責執行作業系統、應用程式等各種指令 | 圖形處理器，主要負責圖形渲染，具備高度平行計算能力，也廣泛應用於 AI 和機器學習領域 | 專為 AI 設計的加速處理器，主要用於神經網路推論，並針對特定演算法進行硬體加速 |
| 優勢 | 擅長處理複雜邏輯運算和串行任務，具備強大的單執行緒性能 | 能同時處理大量資料，適合神經網路的訓練和推理，浮點運算性能強大 | 針對矩陣運算、卷積運算等 AI 核心任務優化，效能更高、功耗更低，每瓦效能遠超GPU |
| 劣勢 | 在處理大量並行運算（如 AI 任務）時效率較低，核心數量有限 | 雖然比 CPU 更強，但仍是通用性處理器，未針對 AI 任務完全優化，功耗較高 | 應用範圍較窄，主要限於 AI 相關任務，通用性較差，開發生態系統尚未成熟 |
| 主要應用領域 | 網頁瀏覽、文書處理、程式編譯、資料庫操作等日常計算任務 | 遊戲圖形處理、科學計算、大型AI模型訓練、影像處理、加密貨幣挖礦等 | 行動裝置上的AI推理、邊緣計算、語音助理、相機影像處理、人臉辨識等即時AI應用 |
CPU 是電腦的通用大腦，擅長處理複雜邏輯和串行任務，適合日常應用如網頁瀏覽和文書處理。GPU 具備強大的平行運算能力，原本專為圖形渲染設計，現已成為 AI 訓練和科學計算的重要工具。NPU 則是專為人工智能優化的處理器，針對神經網路運算進行硬體加速，提供更高效的 AI 推論能力，每瓦效能遠超 GPU。
NPU 和 GPU 都是處理 AI 任務的強大硬體工具，但 NPU 是專為 AI 加速而設計的專用處理器，因此在執行 AI 運算時能耗更低，處理效率更高。相較之下，GPU 雖然具備強大的平行計算能力，但由於其設計初衷是為更廣泛的應用場景，在執行 AI 任務時功耗較高，能源效率不及專為 AI 運算優化的 NPU。因此，NPU 可以視為 GPU 在 AI 領域的「進階版本」，但兩者並非完全替代，而是互補關係。
2025 年搭載 NPU 的商務筆記型電腦
| 型號 | 尺寸 | 處理器 | 記憶體 | 重量 |
|---|---|---|---|---|
| Dell Pro 13 Premium | 13 吋 | Core Ultra V 系列 | 32GB (最高) | 1.07 公斤 |
| Dell Pro 14 Premium | 14 吋 | Core Ultra V 系列 | 32GB (最高) | 1.14 公斤 |
| Dell Pro 14 Plus | 14 吋 | Core Ultra V 系列 | 32GB (最高) | 1.4 公斤 |
| Dell Pro 16 Plus | 16 吋 | Core Ultra V 系列 | 32GB (最高) | 1.84 公斤 |
NPU 在筆記型電腦中的應用主要集中在 AI 相關任務，全面提升使用者體驗，涵蓋語音辨識、影像辨識、自然語言處理等本地端 AI 任務。透過加速語音辨識演算法，NPU 提高了語音指令的準確性和反應速度，同時優化了物件偵測與人臉辨識等影像處理功能。在處理機器翻譯和語音合成等自然語言任務時，NPU 還能顯著減少運算延遲，使整體操作更加流暢。
結論
NPU 作為專為人工智能設計的神經處理單元，在當今 AI 蓬勃發展的數位世界中扮演著日益重要的角色。相較於傳統的 CPU 和 GPU，NPU 以專用架構針對神經網路運算進行優化，在執行 AI 任務時提供更高效能和更低能耗的解決方案。無論是整合於系統晶片中的整合式 NPU，還是獨立安裝的獨立式 NPU，都為不同需求層級提供了合適的 AI 加速選擇。
在 2025 年的商務筆記型電腦市場，搭載 NPU 的裝置正成為主流，以 Dell Pro 系列為代表的產品線展示了 NPU 的實際應用價值。透過 NPU，本地端 AI 任務如語音辨識、影像處理和自然語言處理能夠更流暢地執行，為使用者帶來全面提升的體驗，同時在功耗控制上表現更為優異，為未來更智能、更高效的計算方式鋪平道路。
