Na naszych oczach zmienia się definicja standardu PC. Takie będą laptopy 2024

Kiedy większość redakcji Spider’s Web zaczynała swoją przygodę z komputerami PC, te definiowane były głównie przez trzy podzespoły: procesor główny (CPU), RAM i pamięć masową. Rola karty graficznej wówczas niewiele wykraczała poza rolę bufora ramki, poszczególne układy graficzne wyróżniały się zdolnością do emitowania sygnału w coraz wyższych rozdzielczościach przy coraz większej głębi bitowej kolorów - ale to tyle.

Kolejny krok w ewolucji nastąpił za sprawą… trójwymiarowych strzelanek, z grami Quake na czele. Konieczność wydajnego przetwarzania grafiki 3D przez komputer zrodziła potrzebę instalowania dodatkowego układu, przeznaczonego wyłącznie do tego celu. Tak zwane akceleratory 3D (np. 3dfx Voodoo) stopniowo wyewoluowały w karty graficzne 3D, a przy premierze GeForce’a 256 można mówić o narodzinach pierwszego prawdziwego GPU do zastosowań konsumenckich.

Dziś GPU jest de facto częścią standardu IBM PC, nawet najtańsze desktopy i laptopy są wyposażone w taki układ (często na jednym kawałku krzemu obok CPU, w ramach jednego SoC). Dzięki tej standaryzacji dawno już nie służy tylko do gier, a pomaga CPU przy rozmaitych obliczeniach, gdzie lepiej sprawdzają się setki prostych procesorów działających równolegle (GPU) zamiast kilku wysokowydajnych rdzeni (CPU). Przez wiele długich lat nic istotnego się w standardzie IBM PC nie działo. A potem przyszedł Apple i wywrócił wszystko do góry nogami. Tak, Apple, czyli firma stojąca historycznie w opozycji do wspomnianego standardu.

NPU to skrót od Neural Processing Unit, czyli jednostki przetwarzania neuronowego. Jest to specjalizowany układ scalony, który służy do przyspieszania zadań związanych z sztuczną inteligencją i uczeniem maszynowym. NPU potrafi wykonywać operacje na sieciach neuronowych znacznie szybciej i wydajniej niż zwykłe procesory CPU lub GPU. NPU może być użyteczny do wielu zastosowań, takich jak rozpoznawanie twarzy, mowy, obrazów, analiza danych, symulacje fizyczne, gry i inne.

Urządzenia Apple’a są wyposażane w NPU od 2017 r., kiedy to Apple wprowadził procesor A11 Bionic z Neural Engine. Od tego czasu Apple rozwija swoje układu z NPU, które znajdują się w urządzeniach takich jak iPhone, iPad, MacBook, iMac i Mac Mini. NPU w komputerach Mac pozwala na odblokowywanie urządzenia za pomocą Face ID, tworzenie animowanych emoji, poprawianie jakości zdjęć, wspomaganie Siri i wiele więcej. NPU w komputerach Mac jest również dostępny dla programistów, którzy mogą wykorzystywać go do tworzenia własnych aplikacji z wykorzystaniem sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego.

Rodowód NPU to urządzenia mobilne, a Apple nie jest tu prekursorem - a popularyzatorem. Pierwotnie NPU miał rozwiązać problem energetyczny telefonów i cienkich małych tabletów. Od urządzeń tych oczekuje się coraz więcej funkcji, w tym edytowania wideo w wysokiej rozdzielczości, błyskawicznego rozpoznawania mowy czy doskonale działającego trybu automatycznego w aparacie. Dodanie koprocesora dedykowanego pewnym szczególnym obliczeniom w bilansie końcowym zmniejsza zużycie energii przez taki telefon. Tyle że szybko się okazało, że NPU - tak jak niegdyś okazało się przy okazji akceleratorów 3D - to coś więcej, niż tylko wytrych na ograniczenia urządzeń ultramobilnych.

Nic więc dziwnego, że Apple porzucił ówczesną architekturę Maców - niemal identyczną względem IBM PC - decydując się na SoC pierwotnie projektowane z myślą o iPhone’ach i iPadach. NPU stało się w komputerach Mac standardem. I podobnie jak w przypadku GPU, jak tylko do rzeczonej standaryzacji doszło, pojawiły się pierwsze aplikacje ów koprocesor wykorzystujące.

Adobe Photoshop na komputerach Mac korzysta z NPU do przyspieszania operacji na warstwach, filtrach, efektach i innych narzędziach. Premiere Pro wykorzystuje ów koprocesor do przyspieszania renderowania, korekcji kolorów, stabilizacji obrazu i innych funkcji. Autodesk Maya korzysta z NPU do przyspieszania symulacji fizyki, oświetlenia, cieniowania i innych aspektów. Przykłady można mnożyć, a sprowadza się to do jednego:

Komputery Mac, zachowując tradycyjną formę domowego komputera (smukłego laptopa lub zgrabnego desktopa), zapewniły użytkownikom moc obliczeniową do realizacji zadań do tej pory będących w zasięgu dużych, energożernych i drogich stacji roboczych. Przy czym nie do wszystkich zadań - układy Apple’a mają też i swoje słabości. Tym niemniej wystarczy nowy MacBook Air, by montować półprofesjonalne wideo na YouTube’a czy TikToka w wysokiej jakości równie łatwo, co edytować tekst czy arkusz kalkulacyjny. Wystarczy, by zrobić projekt w CAD. Czy nawet do postawienia serwera bazy danych w wirtualnej maszynie - jeśli ktoś ma aż takie kaprysy lub ma projekt na studia do zaliczenia.

Apple nie jest ani jedyny, ani pierwszy w dodawaniu NPU do PC. Uprzedził go Qualcomm, a naśladują go dziś w tym zarówno Intel, jak i AMD. Tym niemniej jako pierwszy rzeczone NPU w swoich ramach ustandaryzował. Każdy nowy Mac (i iPad) jest wyposażony w NPU i zapewniający do niego stosowne API system operacyjny. To oznacza, że twórcy aplikacji mogą śmiało się do tego NPU odwoływać, bo większość użytkowników z pewnością to NPU ma lub mieć będzie. U windowsowo-linuxowej konkurencji NPU pojawiły się może i wcześniej, ale to nadal egzotyka obecna w bardzo nielicznych komputerach.

Brak powszechności oznacza brak aplikacji. Na dziś użytkownicy komputerów z Windowsem i NPU mogą ów koprocesor wykorzystać do dwóch celów. Po pierwsze, mogą go wykorzystać do szkolenia własnych modeli sztucznej inteligencji - czyli coś, co zainteresuje promil użytkowników, głównie dotyczy programistów. Po drugie, mogą go wykorzystać do obsługi kamery internetowej - NPU obrabia w czasie rzeczywistym strumień wideo, poprawiając jego jakość lub nawet dodając cyfrowe efekty specjalne bez obciążania CPU skomplikowanymi związanymi z tym obliczeniami. Na pewno bardziej przydatne od możliwości szkolenia modeli SI offline, ale mimo wszystko to jednak drobiazg. Zwłaszcza w porównaniu do tego, co mają do swojej dyspozycji użytkownicy komputerów Mac.

Windows Central opublikował wczoraj reportaż na temat planowanej na bieżący miesiąc premiery urządzeń Surface. Z lekką frustracją czytając materiał (ta wzięła się z zazdrości - Spider's Web również wiedział o premierze tych urządzeń, ale nie mogliśmy jeszcze o niej informować) możemy się dowiedzieć między innymi o tym, że tablet Surface Pro otrzyma wyświetlacz OLED, zaś Surface Laptop doczeka się smuklejszych ramek, nowego haptycznego gładzika i zmian w rozmieszczeniu portów.

Najważniejsze jest jednak to, że wszystkie nowe urządzenia Microsoftu będą wyposażone w układy scalone zawierające mocne NPU. Zarówno warianty z układem Intel Core Ultra, jak i Snapdragon X Elite. Ostatni z układów to w zasadzie bezpośrednia inspiracja chipem Apple’a.

O Snapdragonie X Elite można było przeczytać na Spider’s Web ostatnio dość często. Udało nam się bowiem w końcu spędzić nieco czasu ze smartbookiem wyposażonym w ten chip i choć ów czas był trzeba przyznać śmiesznie krótki - tak trudno nie być pod wrażeniem. Jak wynika z demonstracji przeprowadzonej przez producenta tego układu, smukły laptop z Windowsem zapewnia przy rosnącej liczbie aplikacji to, co do tej pory możliwe było tylko na dużych i kosztownych stacjach roboczych. Tak jak Mac z układem Apple’a.

Nie odpowiadają za to tylko szybkie rdzenie CPU i przyzwoity moduł GPU - a przede wszystkim NPU. Za sprawą wysiłków producenta układu X Elite coraz więcej aplikacji potrafi też wykorzystać to NPU. Są to między innymi aplikacje Adobe, GIMP czy DaVinci Resolve.

Wiele wskazuje wręcz na to, że to Surface Laptopy i Surface Pro z Snapdragonem będą oferowane jako sztandarowe modele, a te z układami Intela z dużo słabszym NPU stanowić będą uzupełnienie oferty - dla tych klientów, którzy potrzebują uruchamiać pewne bardzo konkretne aplikacje, wymagające układu tego nadal dominującego producenta. To bardzo mocna deklaracja, jasno ilustrująca kierunek rozwoju IBM PC, jaki chce nadać Microsoft. NPU ma być w komputerze czymś równie oczywistym, co CPU i GPU.

Przy całym uwielbieniu części redakcji Spider’s Web do urządzeń marki Surface, są to urządzenia bardzo drogie i które nie sprzedają się w dużej liczbie egzemplarzy. Ich wartość zawsze była głównie wizerunkowa, a nawet i ta ostatnio bywa kwestionowana. Tyle że Surface’y nie będą jedynymi tabletami, laptopami i desktopami wydanymi w 2024 r. z mocnym NPU.

Urządzenia z Snapdragonem X Elite i Windowsem na pokładzie mają wprowadzić wszyscy istotni producenci komputerów na rynku, w tym HP czy Asus. Coraz mocniejsze NPU są też dodawane do układów AMD Ryzen i Intel Core Ultra. Surface nie będzie tu osamotniony - wszyscy będą mieć w ofercie PC z NPU. Różnica będzie polegać tylko na tym, że inni producenci zapewne jeszcze przez kilka kwartałów będą też mieć w ofercie PC pozbawione tego koprocesora. Można jednak już mówić o standaryzacji, a to stanowi ważny sygnał dla twórców oprogramowania.

Surface’y i ich późniejsi naśladowcy będą też pierwszymi komputerami, które poza możliwością uruchamiania aplikacji akcelerowanych przez NPU, będą też oferować wbudowane unikalne udogodnienia zapewniane przez sam system Windows. Za sprawą NPU system operacyjny ma oferować możliwość inteligentnego upscalingu grafiki 2D i 3D, możliwość generowania w czasie rzeczywistym napisów do słyszanego głosu z filmu czy wideorozmowy i wiele więcej.

Szczególne wrażenie ma robić jednak Windows Copilot wykorzystujący NPU do pracy offline. Na dziś Copilot działa wyłącznie w chmurze, jednak na takich komputerach będzie na życzenie użytkownika cały czas monitorował i analizował jego aktywność, rejestrując historię działań i zdarzeń, by być zawsze pod ręką jako inteligentny asystent. W jakim celu?

Reportaż na Windows Central podaje za przykład polecenie znajdź mi te restauracje, które podobały się Joasi - Copilot będzie pamiętał niedawną rozmowę z Joasią i ją przywoła. Podobnież weź mi pokaż to tamto o dinozaurach (sic!) sprawi, że Copilot przywoła wszystkie dokumenty i multimedia związane z dinozaurami, które niedawno przeglądał użytkownik. Mechanizm ma działać z każdą aplikacją dla Windows.

Ktoś mógłby się z powyższym nie zgodzić i po raz wtóry przywołać przykłady ARM-owych smartbooków z Windowsem i NPU, na które powstało okrągłe zero cieszących się jakąkolwiek większą popularnością aplikacji. To iPhone’y, iPady (i urządzenia z Androidem) spopularyzowały koncepcję NPU w urządzeniach konsumenckich, a Apple w urządzeniach typu PC. Teraz Microsoft wspólnie z Qualcommem w te pędy nadrabiają zaległości, a kroku nieustępliwie starają się dotrzymać Intel i AMD.

Nie przegap:

To jednak oznacza, że 2024 r. (a dla bardziej ostrożnych finansowo: 2025 r.) będzie bardzo dobrym momentem do rozważenia wymiany komputera na coś nowszego. Apple Mac z Apple Silicon co prawda jest dostępny jako wybór od dawna, ale nie każdego usatysfakcjonuje dostępne na macOS oprogramowanie. IBM PC, zgodne z aplikacjami dla Windowsa i Linuxa, właśnie wkraczają bowiem w erę sztucznej inteligencji - co w praktyce oznacza, że będą w stanie realizować większą liczbę zadań w istotnie krótszym czasie. Za kilka lat komputer bez NPU będzie już archaizmem, tak jak dziś nieużywalnym dla większości będzie PC bez GPU. Steve Jobs w zaświatach musi pękać ze śmiechu.