ハイエンドスマホ向け新型SoC「Snapdragon 8 Elite」にみるAI半導体の進化（4/4 ページ）

[鈴木淳也（Junya Suzuki），ITmedia]

Snapdraonシリーズにおける「AIハードウェア」の実際

　先述の通り、スマホ向けCPU／SoCのNPUでは、大量のMAC演算を高速かつ低消費電力で実行できるかが重要になってくる。個々の計算そのものには依存性はないため、並列処理をいかに効率化できるかが重要となる。

　同様の処理はGPUでも可能で、元々は深層学習と推論の実行はどちらもGPUが得意とする領域だった。それは現在も変わらない。しかし、GPUとNPUを比べると低消費電力時における効率性において、最も大きな違いが出る。

　他方、こうした大量の並列演算はCPUでも「SIMD演算」の形で命令系統に組み込まれている。代表的なものがIntelのCPUにおける「MMX（Multimedia Extensions）」や「SSE（Streaming SIMD Extensions）」だ。場合によっては、CPUがAIにまつわる演算を担うことが考えられる。

　Snapdragonシリーズでも、CPUコアの「Oryon」、GPUコアの「Adreno」、そしてNPUコアのHexagonがAI処理を“分担”している。

　例えば、従来からある「コンピュータビジョン」のような画像認識の世界では、Transformerモデルは利用されず、実行に最適な演算ユニットも異なる。またNPUは精度を犠牲にしてスピードと実行効率を重視する傾向にあるため、ADASのようにユースケースには不向きだ（この場合GPUの利用が好まれる）。この他、AI処理としては軽いものの、レスポンス（応答速度）を最優先するユースケースもある。

　レスポンスと低消費電力を両立したい場合、特定機能を担う簡易的なNPUを用意するいう手もある。昨今のSnapdraonシリーズであれば、カメラの画像処理を担うイメージプロセッサ「Spectra」は補助NPU「Sensing Hub」を使って高速かつ低消費電力で画像に関する処理を行っている。

　レスポンスそのものを優先するAI処理なら、処理系統としては最もレスポンスの良いCPUコアでSIMD演算を実行してAI処理を行うというケースも想定している。

　このようにハードウェア全体でベストな実行形態を模索しているのがSnapdragonといえるだろう。

昨今のSnapdragonシリーズというと、NPUばかり注目されがちだが、必ずしもNPUだけでAI処理を行っているわけでもない

レスポンスという点では、CPUコア（Oryon）に対する命令群が最も高速に処理できるため、軽量なAI処理はCPUコアで実行されることも多い

　ただ、実際のところ、スマホのようなモバイル端末にとって、LLMのような処理はまだまだ“重量級”というのが実情のようだ。

　Snapdragon 8 Eliteを搭載したリファレンスデザイン（QRD）のスマホで「Qwen2.5-14B」（※1）が稼働するデモを見たのだが、度重なるデモと周囲の外気温の暑さでサーマルスロットリングがかかったのか、応答が返って来るまでに数十秒程度待たされた。本来は「数秒」を想定したようだが、それよりも大幅に時間を要していた。

（※1）説明員は「Llama」が動いていると言っていたが、画面にはQwen2.5-14Bが表示されていた

　NPUを活用したとしても、ハイエンドスマホでハイエンドモバイルゲームを高FPSで動かした時と同じくらいに発熱している状況なので、「優秀なAIエージェントを常にスマホでで動作させておく」というのは、もう少し先の未来の話なのかもしれない。

Snapdragon 8 Elite搭載のQRDでQwen2.5 14Bをローカル動作させるデモ。かなりの発熱で処理に遅延が生じていたので、フルパワーで動かす際は熱処理が課題の1つになりそうだ

（取材協力：クアルコムジャパン合同会社）