AI CPUとAI MCU

Ryzen AI MAX+ 395搭載ミニPC(出典:GMKtecメール)
Ryzen AI MAX+ 395搭載ミニPC(出典:GMKtecメール)

321日投稿の最新ミニPC記載Ryzen AI 9 HX 370CPU/GPUを強化したRyzen AI Max+ 395搭載のミニPC発売予告をGMKtec社よりメール受信しました。今ならメールアドレス登録とアンケート回答で、$30割引クーポンゲットのチャンスがあります。

Ryzen AI CPU性能

AMD社のAI PC向けCPU製品名がAPUAccelerated Processing Unit)です。NPUGPUSoCで一体化したCPUのことです。弊社はこのAPUを解り易く「AI CPU」と表記します。現在Ryzen AI CPUは、AI 300AI Max2シリーズが発売中です。

321日投稿のAI CPUは、AI 300シリーズのRyzen AI 9 HX 370。発売予告は、より高性能なAI MaxシリーズのRyzen AI Max+ 395です。Ryzen AI CPU性能は、シリーズ名が異なっても最後の数字370395が性能を表すので判り易いです。

Ryzen AI Max+ 395の内蔵NPUは下表のようにRyzen AI 9 HX 370と同じ50TOPSですが、CPUと内蔵GPUを強化しています。このAI CPU搭載ミニPCが、最初の図のGMKtecEVO-X2です。NPU+GPU+CPUのトータルAI性能は、126TOPS70B LLMサポートのミニPCとしては世界初です。

Ryzen AI CPU Cores /
Threads
Boost2 / Base
Frequency
Cache Graphics Model TDP NPU
TOPS

Ryzen AI Max+ 395

16C/32T Up to 5.1 / 3.0 GHz 80MB Radeon 8060S 45-120W 50

Ryzen AI 9 HX 370

12C/24T Up to 5.1 / 2.0 GHz 24MB Radeon 890M 15-54W 50

Ryzen AI Max+ 395搭載EVO-X2

Ryzen AI MaxAI 3002シリーズでNPU性能が同じ理由は、AMD/Intel/Qualcomm 3社のAIアプリ共通実行環境が無いこと、ビジネスAIキラーアプリが無いことだと思います(NPU懸念投稿に詳細記載)。さらに、50TOPSNPUでエッジAI PCに十分かは、前回投稿AI PC NPU役割で示したように不明です。

これらから、トータル126TOPSを持つEVO-X2は、PCゲームよりエッジAIアプリ開発やAI画像処理向きを狙ったのかもしれません。前述アンケートにも用途欄がありました。

そこで、「70B LLMAI PCとは、具体的にどのようなPCですか」とGeminiに問い合わせたところ、Afterword添付の回答を得ました。要するに、ノートPCでは困難なローカルエッジAI単独処理も可能なハイエンドPCで、RAMは最低でも64GB必要という回答をGeminiから得ました。

また、70B LLM大規模モデル全体をNPUのみで処理するのは困難でCPUGPUの役割も必要なことが判る(少し古いと思いますが)良い回答です。AI PC購入検討の方は、参考になると思います。

70B LLM能力は、クラウドAIを使わずAI PC単独のエッジAI処理開発などに必要です。同様に単独でエッジAI処理を行う最新MCUを次に示します。

AI MCUSTM32N6AI処理

エッジAI処理は、MCUへも普及し始めています。2025年発売STマイクロ社の最新MCUSTM32N6Cortex-M55コア、0.6TOPS NPU内蔵、4.2MB RAM)は、従来MCUでは困難であったAI処理を、高性能MPUよりも低コスト、低消費電力で実現します。

STM32N6 Black図
STM32N6 Black図

STM32N6AI処理例は、カメラ付きSTM32N6570-DK Discovery kitを使ったAIデモ動画4:50)で判ります。リアルタイムの複数人体認識(0:30頃)や高速画像処理(0:50頃)など、STM32N6内蔵NPU/GPUCortex-M55 MCU双方の活用により全く新しいMCUアプリが期待できます。

デモ動画をよく見ると、NPU/GPU使用時と未使用時の処理差、MCU負荷差も判りとても興味深いです。

STM32N6は、MCU版のAPU、つまり「AI MCU」と言えます。汎用MCUベースのエッジAI MCUは、今後急増すると筆者は予想します。AI PCによりユーザがAIに慣れてくると、組込み機器もAI処理が当たり前になるからです。

※今後AI処理はユーザにAI有無を意識させないように進化すると筆者は考えています。

SummaryAI CPUAI MCU

AI CPURyzen AI Max+ 395搭載のトータルAI性能126TOPS70B LLMサポートのミニPCGMKtec EVO-X2は、415日午前0(太平洋夏時間)先行発売開始です。ローカルエッジAI単独処理可能なハイエンドPCで、AIアプリ開発やAI画像処理開発に好適です。

AI MCUSTM32N6AIデモ動画から、エッジAIアプリ開発やAI画像処理には、AI処理特化のNPUだけでなくGPUCPU/MCUも必要です。

Afterword70B LLMサポートAI PCGemini回答

70B LLM700億パラメータの大規模言語モデル)をサポートするAI PCは、ローカル環境で高度なAI処理、特に大規模言語モデルの推論や微調整を効率的に実行できるように設計された高性能なパーソナルコンピュータです。具体的には、以下の要素を備えていることが求められます。

主要なハードウェア要件:

  • 高性能GPU: 70B LLMの実行には、膨大な計算リソースとメモリ帯域幅が必要です。そのため、以下のようなハイエンドGPUが推奨されます。
    • NVIDIA GeForce RTX 3090RTX 4090: 24GB以上のVRAM(ビデオメモリ)を搭載し、高い並列処理能力を持つことが望ましいです。より大規模なモデルや高負荷な処理には、NVIDIA A100などのプロフェッショナル向けGPUがさらに適している場合があります。
    • AMD Radeon RX 7900 XTX: 高いVRAM容量と処理能力を持ち、NVIDIA GPUの代替となる可能性がありますが、LLMのエコシステムはNVIDIA CUDAへの最適化が進んでいることが多い点に注意が必要です。
  • 高性能CPU: LLMの実行にはGPUが主に使われますが、CPUもデータの前処理、後処理、およびシステム全体の制御において重要な役割を果たします。
    • Intel Core i7/i9 (最新世代): 高いクロック数と多くのコア数を備えたCPUが推奨されます。
    • AMD Ryzen 7/9 (最新世代): 同様に、高性能なRyzenプロセッサも適しています。
  • 大容量メモリ(RAM: LLMのモデル全体または一部をメモリにロードして高速に処理するために、十分なRAMが必要です。
    • 64GB以上: 70B LLMを効率的に扱うためには、最低でも64GB、理想的には128GB以上のRAMが推奨されます。
  • 高速ストレージ(SSD): LLMのモデルファイル(数十GBから数百GBになることがあります)や関連データを高速に読み書きするために、NVMe SSDが必須です。
    • 1TB以上: モデルファイル、データセット、作業用ファイルなどを保存するために、十分な容量のSSDが必要です。2TB以上あるとより安心です。

AI PCとしての特徴:

上記のような高性能なハードウェアに加えて、70B LLMをサポートするAI PCは、以下の特徴を持つことが期待されます。

  • AI処理に特化したハードウェア: 近年のAI PCは、CPUGPUに加えて、NPUNeural Processing Unit)と呼ばれるAI処理に特化したプロセッサを搭載している場合があります。NPUは、特定のAIタスク(例えば、自然言語処理の一部)をCPUGPUよりも低消費電力かつ効率的に実行できますが、70B LLMのような大規模モデル全体をNPUだけで処理することは現状では難しいです。ただし、将来的にNPUの性能が向上すれば、より大きな役割を果たす可能性があります。
  • 最適化されたソフトウェア: AI PCのハードウェアとソフトウェアが連携し、LLMの実行効率を高めるための最適化が行われている場合があります。これには、ドライバの最適化、特定のAIフレームワークとの互換性向上などが含まれます。
  • 高度な冷却システム: 高性能なCPUGPUは発熱量が大きいため、安定した動作を維持するために、強力な冷却システム(高性能な空冷ファンや液体冷却システム)が搭載されていることが重要です。
  • 将来性と拡張性: 今後さらに大規模なモデルが登場する可能性や、追加のハードウェア(GPUなど)を増設する可能性を考慮して、ある程度の拡張性があると望ましいです。

補足:

  • 70B LLMをローカルで快適に動作させるためには、上記のハイスペックな構成が必要となり、一般的なノートPCでは難しい場合があります。多くの場合、ハイエンドなデスクトップPCが推奨されます。
  • LLMの実行には、モデルの量子化(パラメータの精度を低くしてメモリ使用量や計算量を削減する技術)や、複数のGPUを連携させる技術(Multi-GPU)が用いられることもあります。
  • AI PCの定義は進化しており、Microsoftなどが提唱するCopilot+ PCのような新しい基準も登場しています。これらの基準には、一定のAI処理性能を持つNPUの搭載などが含まれていますが、現時点では70B LLMの実行に特化した要件とは限りません。

まとめると、70B LLMをサポートするAI PCは、非常に高性能なGPU24GB以上のVRAM)、高性能CPU、大容量メモリ(64GB以上)、高速SSD1TB以上)、そして高度な冷却システムを備えた、主にハイエンドなデスクトップPCを指します。将来的には、より強力なNPUを搭載したPCが登場することで、より効率的なLLMのローカル実行が可能になるかもしれません。


Copilot+ PC CPU 25年1月現状

20251月時点のCopilot+ PC対応ノートPC搭載Intel x AMD x Qualcomm 3社の現状が良く判るPart1Part2Part3記事を見つけました。

図表が多く判り易いのですが、長文なので前投稿Chrome追加Copilotを使って要約し、Intel x AMD x QualcommAI CPU比較表にまとめました。

SummaryIntel x AMD x Qualcomm AI CPU比較表(20251月編)

高性能AMD、中庸Intel32GB SoCメモリ)、低電力+最新AI動作Qualcommが表に現れています。

20246Copilot+ PC発表直後のMicrosoft Surface Pro40万円に比べれば、20万円前後でAI PC製品価格もこなれてきました。

弊社採用予定ミニPCCPUで考えると、AMD優位は変わらずです。Armネイティブ動作の高度AIアプリベンチマークが、Qualcomm圧勝なら再考ですが、251月時点では見極め困難なためです。

251月現在

Intel
Core Ultra 200

AMD
(Ryzen AI 300)

Qualcomm
(Snapdragon Elite)

CPUSoC

Core Ultra 7 258V Ryzen AI 9 HX 375 Snapdragon X Elite X1E-78-100

x86/x64互換

互換 互換 非互換(Armベース)

NPU

47TOPS 55TOPS 45TOPS

製品実装メモリ

32GBオンチップ 32GBオンボード 16GBオンボード

バッテリー維持

20時間(64Wh 21時間(68Wh) 26時間(59Wh
バッテリー駆動時間圧勝

ベンチマーク

シングルスレッド優位
(
ビジネスアプリ互角)
マルチスレッド圧勝
(
ビジネスアプリ互角)
スコアやや低下だが大勢影響小
(Arm
ネイティブアプリ小)

高度AI機能

未動作 未動作 リアルタイム翻訳など動作

CPU特徴

低発熱性に優れる 性能追及ユーザー向け 長時間バッテリー動作に優れる
  • Copilot+ PC要件を満たすHP(ヒューレットパッカード)14インチノート3製品実装AI CPUを比較
  • 製品差別化のためIntel>AMD>Qualcomm価格差あるが同一価格帯PC
  • x86/x64互換Intel/AMDと非互換Qualcommベンチマーク比較は目安。高度AIアプリはQualcommのみ動作中(24年11月アップデートでIntel/AMDも動作とMicrosoft発表あるが未動作)。
  • 202412Arm対応アプリ一覧はコチラ
  • 2025年後半に次期Lunar LakePanther Lake投入をIntel発表

比較表作成手順

Copilotを利用した本稿AI CPU比較表の作成手順が以下です。

Part1からPart3は、PCの製品紹介も兼ねているので図表が多く判り易い資料です。従って、それぞれをPDF A4出力し結合すると、全46ページにもなります。内容が濃いので、一読をお勧めします。

さて、長文のため結合PDF1500字程度要約をCopilotへ依頼しました。Copilotは、僅か数秒で1673文字の要約を出力しました。要約出力は、とても良い出来です(AfterwordCopilot要約添付)。

Copilot利用AI CPU比較作成手順
Copilot利用AI CPU比較作成手順

筆者がこのCopilot要約を使って結合PDFを再読し、Intel x AMD x QualcommAI CPU性能比較のためにピックアップしたのが、最初の表です。

※「製品ではなくCPU比較表にまとめて」とCopilotへ要求すれば、もっと簡単に答えが得られたかもしれません。しかし、そこまでAI任せにせず、筆者自身が要約を元に最新AI CPU状況を把握した結果を表化しました。

AfterwordCopilot生成要約

このPDFは、IntelAMDQualcomm3つのプラットフォームを搭載した14AI PCの比較を行っています。以下はその要約です。

### 概要

2024年の大きなトピックである「AI PC」に焦点を当て、Microsoftが定義する「Copilot+ PC」の要件を満たす3つのプラットフォーム(IntelAMDQualcomm)を比較しています。これらのPCは、Windows 11で新たに追加された機能を利用可能です。

### 比較対象のモデル

  • **Intel**: HP OmniBook Ultra Flip 14-fh(Core Ultra 7 258V搭載)
  • **AMD**: HP OmniBook Ultra 14-fd(Ryzen AI 9 HX 375搭載)
  • **Qualcomm**: HP OmniBook X 14-fe(Snapdragon X Elite X1E-78-100搭載)

### スペックと特徴

  • **Intelモデル**: 14型有機ELディスプレイ(2880×1800ピクセル)、最大400ニトの高輝度、タッチ操作とペン対応、Thunderbolt 4対応のUSB Type-C端子3基、約900万画素のWebカメラ、クアッドスピーカー、重量約1.34kg。
  • **AMDモデル**: 14型液晶ディスプレイ(2240×1400ピクセル)、最大300ニトの輝度、タッチ操作対応、Thunderbolt 4対応のUSB Type-C端子2基、USB Standard-A端子1基、約900万画素のWebカメラ、クアッドスピーカー、重量約1.57kg。
  • **Qualcommモデル**: 14型液晶ディスプレイ(2240×1400ピクセル)、最大300ニトの輝度、タッチ操作対応、USB4対応のUSB Type-C端子1基、USB 3.2 Gen 2対応のUSB Type-C端子1基、USB Standard-A端子1基、約500万画素のWebカメラ、デュアルスピーカー、重量約1.34kg。

### ベンチマークテスト結果

  • **CINEBENCH 2024**: マルチスレッド性能ではAMDモデルが突出したスコアを記録。シングルスレッド性能ではIntelモデルが優位。
  • **Geekbench 6**: CPUテストではAMDモデルが強く、GPUテストでも優位。
  • **CrystalDiskMark 8.0.6**: ストレージ性能はQualcommモデルがやや劣るが、他の2モデルは公称パフォーマンスを発揮。
  • **3DMark**: IntelモデルとAMDモデルがほぼ互角だが、若干Intelモデルが優勢。
  • **PCMark 10**: 総合的な性能ではAMDモデルが強く、特にクリエイティブ系のテストで優位。

### バッテリー駆動時間と動作音

  • **バッテリー駆動時間**: Qualcommモデルが最も長く、次いでAMDモデル、Intelモデルの順。
  • **動作音**: 高負荷時にはIntelモデルが最も静音で、QualcommモデルとAMDモデルは動作音が大きい。

### 発熱と放熱性能

  • **発熱**: IntelモデルとAMDモデルはヒンジ部からキーボード中央部にかけて熱を帯びるが、パームレスト部までは伝わらない。Qualcommモデルはボディー左奥が中心に発熱。

### AI体験

  • **Qualcommモデル**: Arm版Windows 11が先行しており、イメージスケッチやリアルタイム翻訳字幕などの高度なAI機能を提供。
  • **IntelモデルとAMDモデル**: 近日中に同様のAI機能が実装予定。

### 結論

それぞれのモデルは異なる特徴を持ち、用途に応じて選択が可能です。Intelモデルは省スペース性と低発熱性に優れ、AMDモデルは高性能を求めるユーザーに適しており、Qualcommモデルは長時間駆動とコストパフォーマンスに優れています。