อธิบายคำว่า NPU หน่วยประมวลผล AI โดยเฉพาะ ศัพท์ไอที ที่ต้องรู้ของยุคนี้

NPU ย่อมาจาก Neural Processing Unit แปลเป็นภาษาไทยแบบตรงตัว ก็คือ “หน่วยประมวลผลประสาท”

โดยสาเหตุที่เราเรียก NPU ว่าหน่วยประมวลผลประสาท ก็เพราะการทำงานของ NPU มีลักษณะคล้ายกับสมองของคนเราในหลายมุม

เช่น
- มีหน่วยประมวลผลย่อย ๆ จำนวนมาก คล้ายกับเซลล์ประสาทของมนุษย์
- สามารถประมวลผลข้อมูลต่าง ๆ ได้พร้อมกันในเวลาเดียว
- สามารถจดจำและประมวลผลข้อมูลที่มีรูปแบบซับซ้อน ได้เหมือนสมองของมนุษย์ เช่น การประมวลผลข้อความ ตัวอักษร รูปภาพ และเสียง

แล้วถ้าถามว่าทำไม NPU จึงมีความสำคัญในยุคนี้ ?
ก็เป็นเพราะว่า NPU ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานด้าน AI และ Machine Learning โดยเฉพาะ

นั่นหมายความว่า ถ้าหากไม่มี NPU ก็อาจทำให้ AI ที่เราใช้งานกันอยู่ในทุกวัน ประมวลผลได้ช้ากว่านี้

รวมถึงไม่สามารถทำงานที่มีความซับซ้อนได้เท่าการประมวลผลด้วย NPU ซึ่งเก่งด้านนี้โดยเฉพาะ นั่นเอง

อย่างไรก็ตาม เมื่ออธิบายแบบนี้ หลายคนอาจมองว่า NPU คือคำศัพท์เฉพาะทางที่ดูไกลตัว

แต่หากเราบอกว่า NPU อยู่ใกล้ตัวเราทุกคนมากกว่าที่คิด
เรื่องนี้ก็ต้องอธิบายด้วยกรณีการใช้ Face ID สแกนใบหน้าเพื่อปลดล็อก iPhone ของเรา ซึ่งใช้ NPU ในการประมวลผลโดยตรง โดย Face ID จะมีขั้นตอนการทำงานแบบคร่าว ๆ ดังนี้

- เมื่อเริ่มต้นการใช้งานสแกนใบหน้าด้วย Face ID

iPhone จะใช้กล้อง TrueDepth ที่อยู่ด้านบนของหน้าจอ iPhone รุ่นใหม่ ๆ ตั้งแต่ iPhone X เป็นต้นไป

ซึ่งกล้อง TrueDepth นี้ จะประกอบด้วยกล้องอินฟราเรด และเซนเซอร์ต่าง ๆ ที่ใช้ในการตรวจจับใบหน้า ด้วยการวัดระยะลึก-ตื้น แล้วทำการจำลองใบหน้าของเราให้กลายเป็นรูปแบบ 3 มิติ

- เมื่อ iPhone ได้รับข้อมูลใบหน้ารูปแบบ 3 มิติ มาแล้ว

ข้อมูลใบหน้ารูปแบบ 3 มิติของเรา ก็จะถูกส่งต่อไปประมวลผลที่ Neural Engine ซึ่งเป็นหน่วยประมวลผล NPU ที่อยู่ใน iPhone รุ่นใหม่ ๆ ตั้งแต่ iPhone X เป็นต้นมา

โดยการประมวลผลใบหน้าของเราที่เกิดขึ้นใน NPU นั้น จะอาศัยการทำงานของ Machine Learning และ AI ทำหน้าที่จดจำใบหน้าของเราได้หลากหลายรูปแบบ

ไม่ว่าจะเป็น แว่นตาที่เราใส่ ทรงผม หรือสภาพแสงในเวลาต่าง ๆ ทำให้การสแกนใบหน้าของ Face ID ทำได้อย่างแม่นยำ แม้ว่าในบางครั้ง เราอาจจะเปลี่ยนทรงผม หรือเปลี่ยนแว่นใหม่ อยู่บ่อย ๆ ก็ตาม

ในขณะที่หากมีคนที่ไม่ใช่เราพยายามปลดล็อก iPhone ของเราด้วย Face ID หรือพยายามนำภาพถ่ายของเรามาสแกน iPhone ก็จะรู้ทันทีว่านี่ไม่ใช่เจ้าของเครื่องที่แท้จริง และจะไม่ทำการปลดล็อกให้

เรื่องนี้ เป็นเพียงตัวอย่างเล็ก ๆ น้อย ๆ ของการประมวลผลด้วย NPU ที่อยู่เบื้องหลังการใช้งานจริง ในชีวิตประจำวันเท่านั้น

เพราะในความจริงแล้ว ในชีวิตประจำวันของเรา เต็มไปด้วยการใช้ AI และ Machine Learning ซึ่งต้องใช้ NPU ในการประมวลผล อีกเป็นจำนวนมาก เช่น

- การประมวลผลภาพ
- การประมวลผลตัวอักษร และข้อความ
- การประมวลผลเสียงพูด
- การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ หรือมีความซับซ้อนสูง

เรื่องถัดมาที่หลายคนอยากรู้ก็คือ แล้ว NPU ต่างจาก CPU หรือ GPU อย่างไร ?

ถ้าให้สรุปสั้น ๆ ทั้ง NPU, CPU และ GPU นั้น ทำหน้าที่ประมวลผลเหมือนกัน แต่เก่งกันคนละด้าน

โดย NPU จะเก่งด้านการประมวลผลที่เกี่ยวข้องกับ AI และ Machine Learning โดยเฉพาะ

ในขณะที่ CPU ซึ่งย่อมาจาก Central Processing Unit เป็นหน่วยประมวลผลหลัก ทำหน้าที่ประมวลผลชุดคำสั่งทั่วไป เช่น โปรแกรมในคอมพิวเตอร์ หรือแอปพลิเคชันที่เราใช้กันในสมาร์ตโฟน

หากไม่มี CPU คอมพิวเตอร์ หรือสมาร์ตโฟนของเรา ก็จะไม่สามารถทำงานได้

ส่วน GPU ซึ่งย่อมาจาก Graphics Processing Unit ทำหน้าที่เป็นหน่วยประมวลผลด้านกราฟิกโดยเฉพาะ เช่น การตัดต่อวิดีโอ การเล่นเกม เรนเดอร์ภาพ 3 มิติ

แล้วในปัจจุบัน เราสามารถเจอหน่วยประมวลผล NPU ในสินค้าประเภทไหนบ้าง ?

ตัวอย่างของสินค้ารอบตัว ที่มีหน่วยประมวลผล NPU ก็อย่างเช่น..

- สมาร์ตโฟนและแท็บเล็ต
ตัวอย่างเช่น Apple ใส่หน่วยประมวลผล NPU มาตั้งแต่ iPhone X ซึ่งเปิดตัวในปี 2017

จนอาจเรียกได้ว่า สมาร์ตโฟนรุ่นใหม่ ๆ ในยุคปัจจุบัน จะมีหน่วยประมวลผล NPU กันเป็นเรื่องปกติ เพื่อใช้ในการประมวลผลฟีเชอร์ที่เกี่ยวกับ AI โดยเฉพาะ

- คอมพิวเตอร์ และโน้ตบุ๊กรุ่นใหม่ ๆ

อย่างเช่น ในปีที่ผ่านมาชิปประมวลผลที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ และโน้ตบุ๊กรุ่นใหม่ ๆ ก็มีการใส่ NPU ไว้ด้วยเช่นกัน ไม่ว่าจะเป็น Intel Core Ultra Series หรือ AMD Ryzen 8000G

- รถยนต์

หน่วยประมวลผล NPU ที่อยู่ในรถยนต์นั้น จะทำหน้าที่สำหรับประมวลผลระบบขับขี่อัตโนมัติ ที่ต้องอาศัยการประมวลผล ที่มีความซับซ้อนสูง เช่น การวิเคราะห์สภาพแวดล้อม รถยนต์ที่วิ่งอยู่รอบ ๆ คนเดินเท้า หรือลักษณะของถนน

เมื่ออ่านมาจนถึงตรงนี้ จะเห็นได้อย่างชัดเจนเลยว่า NPU ไม่ได้เป็นเพียงแค่คำศัพท์ทางเทคนิคที่ดูไกลตัว
เพราะสินค้าต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเรา ต่างมีหน่วยประมวลผล NPU ซ่อนอยู่เบื้องหลัง แทบทั้งสิ้น

โดยเฉพาะในยุคที่ AI กลายเป็นฟีเชอร์ ที่ช่วยอำนวยความสะดวก และย่นระยะเวลาการทำงานของเราให้น้อยลง

จึงทำให้ NPU กลายเป็นของจำเป็น ที่ขาดไม่ได้ ไปโดยปริยาย..

#NPU
#AI
______________________

อ้างอิง:
- https://www.datawow.co.th/blogs/machine-learning-in-daily-life-that-you-might-not-know
- https://machinelearning.apple.com/research/neural-engine-transformers
- https://aws.amazon.com/th/compare/the-difference-between-gpus-cpus/
- https://www.techknowledge-th.com/post/ai-ml-dl-%E0