Los primeros ordenadores portátiles con Windows 11 y Copilot+ ya casi están aquí. Acer, ASUS, Dell, HP, Lenovo o Samsung son algunos de los fabricantes de equipos que se han sumado a la propuesta de Microsoft y Qualcomm. Y es que no debemos pasar por alto algo importante: esta receta tiene dos ingredientes fundamentales. El primero de ellos es, cómo no, Copilot+, la inteligencia artificial (IA) implementada por Microsoft en Windows 11. Y el segundo ingrediente son dos SoC de Qualcomm: los chips Snapdragon X Elite y Snapdragon X Plus.
La elección por parte de Microsoft de los chips pertenecientes a la plataforma Snapdragon X Series responde a la incorporación en estos SoC de un componente muy especial: una NPU (Neural Processing Unit o Unidad de Procesamiento Neuronal). Los procesadores Intel Core Ultra con microarquitectura Meteor Lake también tienen una NPU, pero no cumple una condición fundamental que los Snapdragon X Elite y Plus sí satisfacen: estos últimos son capaces de entregar un rendimiento de nada menos que 45 TOPS (teraoperaciones por segundo).
Un vistazo a los SoC Snapdragon X Elite y Plus
Los chips de Qualcomm que vamos a encontrar en el interior de los primeros portátiles con Windows 11 y Copilot+ que van a llegar a las tiendas son implementaciones ARM que se apoyan en una CPU Oryon, una GPU Adreno y una NPU Hexagon. El SoC Snapdragon X Elite es capaz de trabajar a una frecuencia de reloj máxima de 4,3 GHz y puede direccionar un mapa de memoria principal de hasta 64 GB. Además, según Qualcomm nos entrega una autonomía de hasta 22 horas, aunque los usuarios sabemos que lo más prudente es recoger este dato cuando nos lo ofrecen los fabricantes con algo de recelo.
En este artículo el componente de los nuevos SoC de Qualcomm que más nos interesa es la NPU. Y lo es debido a que contiene la lógica que se va a encargar de ejecutar la mayor parte de los procesos vinculados a Copilot+. Microsoft ha impuesto un requisito a los fabricantes de SoC: para lidiar con la nueva IA que han implementado en Windows 11 la NPU de sus chips debe entregar al menos un rendimiento de 40 TOPS. Como acabamos de comprobar, los SoC Snapdragon X Elite y Plus lo cumplen con holgura, así que todo parece estar bien atado hasta aquí.
La NPU está diseñada para lidiar con los algoritmos de IA en general, y con la IA generativa en particular, de la forma más eficiente posible
No obstante, antes de seguir adelante nos interesa repasar con un poco más de precisión cuál es el rol de la NPU. Esta unidad lógica está diseñada expresamente para lidiar con los algoritmos de IA en general, y con la IA generativa en particular, de la forma más eficiente posible. Actualmente Qualcomm, Intel, AMD, Apple, Samsung o Huawei son algunas de las compañías que tienen chips preparados para afrontar una modalidad de procesamiento conocida como computación heterogénea.
Estos chips aglutinan tres tipos diferentes de unidades de procesamiento: la CPU, cuyo propósito es general; la GPU, que ante todo se encarga de lidiar con los procesos que requiere la generación de los gráficos; y, por último, la NPU, que, como hemos visto, está especializada en lidiar con los procesos de IA. La arquitectura heterogénea reparte la responsabilidad de la ejecución de los procesos entre tres tipos diferentes de unidades de procesamiento con el propósito de maximizar el rendimiento y la eficiencia energética.
Este es en definitiva el espíritu de la computación heterogénea en este contexto. No obstante, hay algo muy importante que merece la pena que no pasemos por alto: los procesos de IA pueden ser ejecutados en la CPU, la GPU o la NPU. En cualquiera de ellas. Eso sí, esta elección tiene consecuencias. La GPU es la unidad de procesamiento mejor dotada para la paralelización masiva debido a que esta estrategia es la más eficaz a la hora de abordar el proceso de generación de los gráficos.
La GPU entrega el rendimiento más alto cuando lidia con procesos de IA, pero también es la menos eficiente desde un punto de vista energético
La IA también se beneficia claramente de este enfoque, especialmente si, además, la GPU incorpora unidades específicas para resolver operaciones matriciales que admiten una gran paralelización. En la práctica esta unidad de procesamiento es la que entrega el rendimiento más alto cuando lidia con procesos de IA, pero también es la menos eficiente desde un punto de vista energético.
Como acabamos de ver, la CPU también puede ejecutar procesos de IA, aunque dado que en su arquitectura prevalece el propósito general y no la paralelización masiva su rendimiento habitualmente será inferior al que nos entrega la GPU al procesar el mismo algoritmo de IA. Y presumiblemente también consumirá menos. Por último, la NPU está específicamente diseñada para lidiar con procesos de IA de la manera más eficiente posible desde un punto de vista energético, aunque su rendimiento al ejecutar procesos exigentes será menor que el de la CPU, y, sobre todo, que el que nos entrega la GPU.
Antes de concluir esta sección del artículo merece la pena que echemos por un momento la vista atrás para volver a mirar hacia los SoC Snapdragon X Elite y Plus. En su presentación de ayer Microsoft presumió anticipándonos que estos dos chips de Qualcomm que podemos encontrar en el interior de sus Surface Pro y Surface Laptop entregan un rendimiento hasta un 23% más alto que el SoC M3 de Apple en un escenario de ejecución multihilo.
Si es así no está nada mal, pero no podemos pasar por alto que el chip M3 cuenta con refrigeración pasiva, mientras que los SoC de Qualcomm utilizan refrigeración activa (conviven con un ventilador). Curiosamente, en el minuto 3:15 de este vídeo publicado por The Wall Street Journal, Satya Nadella, el director general de Microsoft, asegura que hasta ahora el ventilador de su Surface Laptop nunca se ha puesto en marcha.
Intel y AMD se preparan para asaltar los nuevos Copilot+ PC
Intel y AMD han reaccionado con más lentitud que otros diseñadores de SoC y APU, pero ambas empresas ya tienen chips que incorporan una NPU. Y en el futuro extenderán esta estrategia a otras líneas de producto. Como hemos visto unos párrafos más arriba, los procesadores Intel Core Ultra con microarquitectura Meteor Lake incorporan una NPU, y los Ryzen 7040 y 8040 de AMD integran una NPU con arquitectura XDNA que está optimizada expresamente para procesar señales e IA. El problema es que ninguno de estos SoC está capacitado para lidiar con Copilot+ bajo Windows 11 porque el rendimiento de su NPU es muy inferior a los 40 TOPS que exige Microsoft.
La NPU de los SoC 'Lunar Lake' entregará más de 40 TOPS, y la GPU superará los 60 TOPS
No obstante, ambas compañías están ultimando sus nuevos SoC capacitados para convivir con Copilot+. Intel lanzará durante el tercer trimestre de este año sus SoC 'Lunar Lake', y, aunque aún no conocemos sus especificaciones con detalle, sabemos algo muy importante: la NPU de estos chips entregará un rendimiento de más de 40 TOPS, y la GPU superará los 60 TOPS. Intel ha confirmado que más de 20 fabricantes de ordenadores portátiles se han interesado en sus SoC 'Lunar Lake', por lo que a partir del tercer trimestre de 2024 llegarán poco a poco a las tiendas más de 80 ordenadores portátiles con Windows 11 y Copilot+ equipados con un SoC de Intel.
También sabemos que AMD está trabajando en sus nuevos SoC 'Strix Point' que, al igual que los 'Lunar Lake' de Intel, incorporarán una NPU XDNA2 con un rendimiento igual o superior a los 40 TOPS para poder lidiar con Copilot+. AMD apenas ha hecho pública información oficial acerca de estos chips, pero se han filtrado algunos datos interesantes.
Presumiblemente los chips 'Strix Point' implementarán una GPU RDNA 3+ muy avanzada capaz de lidiar con las GPU dedicadas de gama alta que tienen ahora mismo NVIDIA y AMD en las tiendas, así como una CPU Zen 5. Si esto se confirma será un bombazo. Los de Sunnyvale no han desvelado con precisión cuándo tendrán listos estos chips, pero Lisa Su adelantó en un evento celebrado en China a finales de marzo que llegarán antes de que concluya 2024. Podemos ir frotándonos las manos.
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