1. TPU(张量处理单元)
- 定义:TPU(Tensor Processing Unit)是谷歌开发的专用芯片,针对机器学习中的张量运算进行优化,尤其擅长加速神经网络训练和推理
- 核心特点:
- 架构:采用脉动阵列(systolic array)设计,数据像“脉搏”一样流动,减少内存访问延迟,高效处理矩阵乘法和卷积运算
- 精度与能效:使用8位低精度计算,牺牲部分精度换取更高速度和更低功耗,适合深度学习中对精度不敏感的场景
- 应用:主要用于AI模型训练(如BERT、T5等)和推理,谷歌云平台和部分企业数据中心部署
- 对比GPU:TPU的片上内存更大,适合大规模张量计算,而GPU更通用,适合图形渲染和多种并行任务
2. NPU(神经处理单元)
- 定义:NPU(Neural Processing Unit)是专为神经网络设计的处理器,优化深度学习中的矩阵运算和并行计算
- 核心特点:
- 架构:具备大量并行计算单元,支持近存储器运算(存算一体),降低数据传输能耗,提升效率
- 指令集:针对卷积、池化等操作硬件级优化,指令集高度定制化
- 应用:智能手机(如华为麒麟芯片)、自动驾驶(传感器数据处理)、医疗影像分析等边缘计算场景
- 发展趋势:算力持续提升(如AMD Ryzen AI达50 TOPS),与5G、物联网结合拓展应用