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NPU : quand l’IA s’empare de nos CPU

29 mars 2024
Par Nicolas Aguila
NPU : quand l’IA s’empare de nos CPU
©YAKOBCHUK V

Les constructeurs de CPU se préparent à l’arrivée des IA dans nos PC, et les nouveaux modèles d’AMD, d’Intel et de Qualcomm sont prêts pour ces technologies.

Les IA font de plus en plus partie intégrante de nos PC. Début 2019, Nvidia lançait DLSS, une technologie permettant d’améliorer l’image dans les jeux grâce à des IA avec une carte graphique adaptée. Depuis cette première tentative, de nombreux constructeurs d’ordinateurs portables et éditeurs veulent faire des IA la dernière nouveauté de nos machines, mais cela nécessite tout d’abord un matériel adapté. Dans le cas du DLSS, par exemple, la carte graphique nécessaire doit disposer d’un type d’unités de calcul bien précis, que Nvidia nomme Tensor Cores. Ces unités particulières ont pour but de faire tourner sur votre machine des applications faisant appel à des IA, par opposition à des services en ligne comme ChatGPT ou Midjourney.

Une évolution matérielle nécessaire

Mais Nvidia n’a pas été le premier constructeur à intégrer ce type d’unités dans un appareil destiné au grand public. Dès la fin des années 2010, certains téléphones portables embarquaient déjà des processeurs équipés d’unités de calcul de ce type. Nommées NPU (Neural Processing Unit), ou accélérateurs d’IA, leur but est de gérer différents types d’applications utilisant des IA. Dans le cas d’un téléphone portable, l’un des usages possibles est d’utiliser une IA pour améliorer la qualité des photos prises par l’appareil.

Exemple Nvidia DLSS
DLSS de Nvidia a été l’un des premiers exemples d’application de l’IA sur un PC grand public.©Nvidia

En 2023, Microsoft a commencé à tester l’intégration de Copilot, un nouvel outil d’assistance, dans Windows. L’éditeur a de grands plans pour son nouveau service, puisqu’il doit à terme remplacer Cortana, l’assistant introduit dans Windows Phone et plus tard dans Windows 10. Par ailleurs, Microsoft a également diffusé de nouvelles recommandations aux constructeurs d’ordinateurs pour l’intégration d’une touche Copilot sur les claviers de leurs futurs modèles.

La particularité de Copilot est d’utiliser des IA fournies par son partenaire OpenAI, à l’origine de ChatGPT et Dall-E. La version actuelle de Copilot repose pour le moment par des services en lignes, où tournent effectivement les IA chez Microsoft, pour fournir ses services, mais il existe déjà plusieurs logiciels permettant d’entraîner sa propre IA sur son ordinateur à partir d’un modèle précis. Dans ce cas, cela nécessitera de disposer d’unités accélératrices d’IA, et c’est justement ce que prévoient les constructeurs de CPU pour nos futures machines, puisqu’AMD, Apple ou encore Qualcomm sont déjà à la manœuvre sur ce sujet.

Tous les constructeurs lancent leur NPU

AMD a récemment présenté l’architecture XDNA, utilisée pour les NPU de ses dernières générations de processeurs Ryzen. Ainsi, la série des Ryzen 7040 et 8040, pour ordinateurs portables, mais aussi les Ryzen 8000G pour PC de bureau, sont désormais équipés d’unités accélératrices d’IA. Dans sa documentation, AMD explique que ces processeurs seront capables de gérer des applications IA créées par des partenaires comme Meta, Adobe ou encore OpenAI, mais aussi permettre de nombreuses optimisations des performances au niveau du système, en déchargeant un certain nombre de tâches sur ce nouveau circuit.

NPU : quand l’IA s’empare de nos CPU
AMD a sorti en 2023 ses premiers CPU équipés d’unités accélératrices d’IA.©AMD

Du côté de Qualcomm, une marque déjà connue pour ses nombreux processeurs utilisés dans la plupart des téléphones portables, le Snapdragon X Elite, annoncé pour une sortie sur PC en 2024, va également embarquer son propre NPU, baptisé Hexagon, capable de gérer 45 milliards d’opérations par seconde. Là encore, Qualcomm met en avant la capacité de son processeur à gérer des modèles d’IA en local, mais aussi des gains sur la productivité ou la sécurité.

Apple fait également partie des constructeurs qui ont pris le train de l’IA en marche, puisque ses processeurs pour iPhone sont équipés de NPU, nommé Neural Engine, depuis 2017 avec la sortie de l’iPhone X. Logiquement, depuis qu’Apple a remplacé les processeurs de son partenaire historique Intel par ses propres puces, les Apple M1, M2 et M3 pour Mac profitent également de ce Neural Engine. Ce circuit est notamment utilisé, sur iPhone comme sur macOS, pour les fonctions de réalité augmentée, les réponses de Siri ou encore la reconnaissance de texte.

NPU Apple
Apple intègre des NPU dans tous ses processeurs pour iPhone et Mac depuis 2017.©Apple

Enfin, Intel propose depuis quelque temps des solutions matérielles pour l’IA aux professionnels, mais a commencé fin 2023 à fournir des produits grand public équipés de NPU avec les processeurs Meteor Lake pour ordinateurs portables. Ces derniers sont capables de gérer 34 milliards d’opérations par seconde dans les applications à base d’IA, et Intel a évidemment déjà prévu d’équiper sa prochaine génération de CPU, les Arrow Lake, du même type d’accélérateurs d’IA.

Les IA locales et l’avenir du PC

Vous l’aurez compris, l’arrivée de l’IA dans nos PC commencera par des changements matériels avant que les nouveautés logicielles ne se montrent réellement. Si Apple exploite déjà ses NPU pour des améliorations « sous le capot » ou pour ajouter quelques fonctions pratiques à ses systèmes d’exploitation, l’arrivée sur PC nécessitera une coordination entre les constructeurs de matériel et les éditeurs de logiciels.

Certaines technologies font toutefois office de vitrine de ce que l’IA permet sur PC : Nvidia, en bon pionnier de cette technologie pour le grand public, propose déjà plusieurs usages précis comme le DLSS pour les jeux vidéo ou encore ChatRTX, un outil permettant d’utiliser le NPU de ses GeForce pour entraîner une IA localement sur son propre PC.

NPU : quand l’IA s’empare de nos CPU
Nvidia a récemment sorti ChatRTX, pour entraîner sa propre IA sur son PC©Nvidia

L’intérêt d’une IA locale, à l’heure où la plupart des services sont disponibles en ligne, peut être multiple. Éviter de passer par un service en ligne permettra, par exemple, de contourner la collecte des données fréquente sur ce genre de service, ou donnera la possibilité de créer une IA spécifique pour un besoin précis, avec des données d’entraînement centrées sur un domaine particulier.

Toujours est-il que l’avenir de nos PC passera définitivement par l’IA. Windows 12, dont la sortie n’est pas attendue avant 2025, devrait proposer plusieurs types d’applications qui en tirent parti, et de nombreux usages, de la vidéo aux jeux en passant par l’accessibilité, commencent déjà à se faire une place grâce à l’IA dans nos machines, pour peu que les équipements suivent la cadence.

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