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NPUとは?CPU・GPUとの違いと、業務で役立つ場面

新しい法人向けPCのカタログには、CPU やメモリと並んで「NPU」や「TOPS」という言葉が書かれるようになりました。AIの処理に使う部品だということはわかっても、何がどう違うのか、自社の業務に関係があるのかは判断しにくいところです。

この記事では、Microsoft と半導体メーカー各社の公表資料をもとに、NPU の役割と性能の見方、業務で役立つ場面を整理します。

NPU とは

NPU(ニューラル プロセッシング ユニット)は、AIの計算を専門に受け持つプロセッサです。最近のPCでは、CPU や GPU と同じチップの中に組み込まれています。

Microsoft は、NPU は CPU や GPU よりも少ない電力で、AIの処理を効率よくこなせると説明しています。AIの処理を NPU に任せることで、CPU と GPU をほかの作業に使えるようになります。

CPU・GPU・NPU の役割の違い

CPU・GPU・NPU の得意なこと(Intel・Qualcomm の説明をもとに整理)
プロセッサ得意なことAIでの役割の例
CPUOSやアプリを動かす汎用の頭脳。処理を順番に制御する処理の流れの制御や、すぐに応答が必要な処理
GPU同じような計算を大量に並べて、同時に処理する画像・動画のように、大量のデータを並列に処理するAIの計算
NPUAIの計算(ニューラルネットワーク)に特化し、少ない電力で処理するWeb会議の映像・音声の補正など、長く続くAIの処理

3つのプロセッサは、どれか1つがAIを担当するのではなく、得意なところを分担します。Microsoft は、Windows 11 が処理をもっとも適した場所に割り振ると説明しています。AMD も、NPU・CPU・GPU のそれぞれにAIの処理を受け持たせる構成を紹介しています。

性能の目安「TOPS」の意味と限界

TOPS(トップス)は、1秒間に何兆回の演算ができるかを表す数値です。Microsoft は、Copilot+ PC の条件を「40 TOPS 以上の NPU」としています(要件はAI PC(Copilot+ PC)とは?で解説しています)。

ただし、TOPS が大きければ実際の作業が必ず速くなる、というわけではありません。資料からは、次のような点が読み取れます。

  • ソフトウェアが対応して初めて使われる:Microsoft は、NPU もほかの部品と同じく、ソフトウェアが NPU を使うように作られている必要があるとしています。多くの NPU は整数の計算に向いているため、AIモデルを NPU 用に変換することも必要です。
  • TOPS はハードウェアの潜在能力の目安:Qualcomm は、TOPS はハードウェアの潜在的な能力を示すもので、実際の性能は、実際のアプリでピーク性能・持続性能・電力あたりの性能を測って判断するのがよいとしています。
  • メモリも関係する:Qualcomm は、大規模言語モデル(LLM)が文章を生成するときは、計算の速さよりメモリの帯域(データを読み書きする速さ)が制約になると説明しています。

メモリやストレージを含めたPC全体の選び方は、AI時代の法人PCスペックの選び方で整理しています。

業務で役立つ場面

各社の資料では、次のような場面が NPU の使いどころとして挙げられています。どれも、使うアプリや Windows の機能が NPU に対応していることが前提です。

NPU が関係する業務の場面の例
場面例
Web会議Windows スタジオ エフェクトの背景ぼかし、音声フォーカス、アイ コンタクト、自動フレーミング。Microsoft は、これらの基本の効果は NPU が10 TOPS以上の Windows 11 のPCで動くとしています
字幕・翻訳音声や動画に字幕をつけ、翻訳するライブ キャプション(Copilot+ PC)。Qualcomm も、音声認識やリアルタイム翻訳を、長く続くAIの処理の例に挙げています
文字の読み取り画像やスキャンした書類の文字を、PCの中で読み取って編集・検索できるデータにする(Windows の文字認識の API。Copilot+ PC の NPU で動き、対応したアプリから使います)
探す・振り返る過去に画面で見た内容を言葉で探すリコール(Copilot+ PC。会社が管理するPCでは既定で無効)
要約・文章作成Qualcomm は、PCで会議の要約を作るような使い方を例に挙げています。対応するアプリが必要です

電池の持ちとプライバシーについて

電池の持ち:Microsoft は、NPU 向けに作られたAIの処理は、電池の持ちと処理の速さが改善するとしています。Intel も、NPU があればノートPCの電池を大きく減らさずにAIの処理ができると説明しています。ただし、実際の駆動時間は、機種・設定・使い方によって大きく変わります。

プライバシー:NPU を使う機能の中には、PCの中だけで処理するものがあります。たとえば Microsoft は、リコールのスナップショットの保存と解析はPCの中で行い、Microsoft には送らないと説明しています。一方で、Copilot+ PC の機能でも、画像の生成などはクラウドのサービスを使います。NPU があるから情報が外に出ない、とは言えないため、機能ごとに処理する場所を確かめることが大切です。

PCの中で動くAIとクラウドのAIの違いは、PCの中で動くAIとクラウドのAI、何が違う?で解説しています。

自社のPCに NPU があるか確認する

  • タスク マネージャー:Microsoft によると、NPU を搭載したPCでは、タスク マネージャーの「パフォーマンス」で NPU の使用状況を見られます。
  • 機種の仕様書:プロセッサの型番と、NPU の性能(TOPS)が書かれているかを確認します。
  • IT資産の台帳:入替の計画を立てるときは、PCごとに NPU の有無も記録しておくと、AIの機能を使う部署への割り当てを考えやすくなります。

REER JAPAN にご相談いただけること

NPU を搭載したPCへの入替を進めるときは、古いPCをどうするかもあわせて決めておくと、作業がスムーズです。

  • 買取:法人のPC・サーバー・ネットワーク機器を1台から買い取ります。古い機器や故障品もまとめて査定します(法人PC買取)。
  • データ消去:機器リストをご承認いただいてから消去を始め、1台ずつ記録します。買取する機器のデータ消去は無料、消去証明書(PDF)の発行は有料です(法人向けPCデータ消去)。
  • 入替の作業:キッティングや入替、PCの修理・保守もお受けしています(PC修理・保守)。

関東圏はご指定の場所へ訪問回収、関東圏以外は事前のお見積りのうえ宅配便で受け付けます(対応エリア)。無料お見積りからお気軽にご相談ください。

文:株式会社REER JAPAN

参考

LAP 認証マーク ISO/IEC 27001:2022(ANAB 認定)

ISMS(ISO/IEC 27001:2022)認証取得(データ消去部)

株式会社REER JAPAN データ消去部の情報セキュリティマネジメントシステムは、LAPにてISO/IEC 27001:2022の認証を受けています(適用範囲:電子機器の回収、データ消去の業務)。

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