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第1章:はじめに — AI半導体の重要性と全体像

1.1 なぜ今、AI時代の半導体が注目されているのか

近年、生成AIや大規模言語モデル(LLM)に代表されるAI技術が飛躍的に進化し、
これらを支える 計算インフラとしての半導体 に注目が集まっています。

従来の汎用CPUでは処理しきれないような、
極めて大規模かつ高密度な計算処理 が求められるため、
AI用途に特化した新たなアーキテクチャの半導体が次々に登場しています。

🔍 AI計算の特徴と要件

🧩 半導体技術とのシナジー

AIの要求特性と半導体設計の進化は表裏一体であり、両者は相互に進化を促し合う関係にある。


1.2 AIと半導体の相互関係:アーキテクチャの多様化

AIの計算処理は、「アルゴリズム」と「ハードウェア」の二重奏によって成立します。
その中でもハードウェアの選択は、用途や性能要件に応じて多様化が進んでいます。

チップ種別 主な用途 特徴
GPU 汎用的なAI学習・推論 高度な並列処理(SIMD)、柔軟性と普及性が高い
TPU Google製AI推論用 Systolic Array による特化設計、高効率な推論性能
NPU エッジデバイス(スマホ等) MAC演算に特化、省電力・小型化を重視
ASIC 特定用途のAI処理 カスタム設計による最適化、高い性能と効率性

これらの アーキテクチャの多様性 は、クラウドからエッジ、トレーニングから推論まで、
さまざまなAI活用シーン を支える基盤となっています。


✅ 本章のまとめ