KI-Prozessoren in Laptops – Das müssen Sie jetzt wissen

KI ist der Mega-Trend 2024. Auch bei den neuen Mobilprozessoren von AMD und Intel dreht sich vieles um Künstliche Intelligenz: AMD Ryzen 8000 und Intel Core Ultra bringen spezielle Hardware mit, die KI-Aufgaben schneller durchführen. Beide Firmen hoffen, dass dies ein wichtiges Argument für den Kauf eines neuen Notebooks ist – vor allem im Hinblick auf ein mögliches Windows 12.

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Vor allem Intels neue Prozessoren mit dem Codenamen „Meteor Lake“ sind technisch interessant: Sie sind modular aufgebaut und aus unterschiedlichen Chips zusammengesetzt, den sogenannten Tiles (Kacheln).

Damit kopiert Intel ein Verfahren, das AMD schon seit 2017 für Server- sowie High-End-CPUs und seit 2019 für Desktop-CPUs einsetzt. Im Gegenzug nutzt AMD bei einigen neuen Modellen aus der Ryzen-8000-Serie „Hawk Point“ eine Hybrid-Technik, wie sie Intel seit der 12. Core-Generation Alder Lake verwendet: Ein Prozessor besteht dabei aus leistungsfähigen und sparsamen Kernen, die abhängig von der benötigten Rechenkraft zum Einsatz kommen.

Die neuen Mobilprozessoren haben AMD und Intel schon Ende letzten Jahres vorgestellt. Doch erst seit Kurzem gibt es in Deutschland Notebooks zu kaufen, die damit ausgestattet sind. Wir erklären, was die neuen Mobil-CPUs bringen, ob sie aus einem Laptop schon einen echten KI-PC machen und wer bei den technischen Neuerungen die Nase vorn hat.

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Neu: KI-Prozessoren von AMD und Intel für Laptops

In den neuen Prozessoren sitzt als zusätzliche Recheneinheit eine sogenannte NPU (Neural Processing Unit). Je nach Anwendung übernimmt sie die KI-Berechnung allein oder arbeitet dafür zusammen mit CPU und GPU, den anderen Prozessorkomponenten.

Die NPUs führen die KI-Funktionen lokal auf dem Rechner aus – Ihre Eingaben und die KI-Antwort laufen also nicht übers Internet, sondern bleiben unter Ihrer Kontrolle.

Damit können bestimmte KI-Aufgaben schneller ablaufen, weil Sie zum Beispiel Wartezeiten bei Tools wie Chat-GPT oder Midjourney umgehen: Denn die lokale KI muss nur Ihre Anfrage verarbeiten und nicht gleichzeitig Millionen weiterer Nutzer bedienen.

Wichtig sind schnelle Antwortzeiten auch bei KI-Anwendungen, die in Echtzeit ablaufen sollen, zum Beispiel Bildoptimierung in Videomeetings oder Übersetzungen bei Telefonaten. Zudem lässt sich die KI auch dann nutzen, wenn Sie keine Internetverbindung haben, was unterwegs mit dem Notebook durchaus vorkommen kann.

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Der größte Vorteil ist aber der Datenschutz: Bei einer Online-KI-Anwendung müssen Sie davon ausgehen, dass sie Ihre Eingaben und Daten zumindest für Trainingszwecke speichert. Das ist nicht wünschenswert, wenn sie dafür auf vertrauliche Unterlagen zugreift, zum Beispiel, wenn sie eine Zusammenfassung privater E-Mails oder eine interne Präsentation aus Finanzdaten Ihres Unternehmens erstellen soll.

Noch wichtiger wird die Privatsphäre, wenn Sie oder Ihr Unternehmen eigene KI-Anwendungen entwickeln, die Sie mit Ihren Daten trainieren, um besonders passende Ergebnisse zu erhalten.

Allerdings ist die Rechenleistung der KI-Prozessoren im Notebook natürlich deutlich geringer als die der KI-Server im Internet, mit denen zum Beispiel Chat-GPT seine Antworten erzeugt. Daher können lokale KI-Tools weniger als eine Online-KI oder brauchen länger, um Aufgaben umzusetzen – zum Beispiel beim Erstellen von Bildern anhand eines Prompts. Außerdem kann lokale KI weniger Daten auswerten.

Deswegen funktionieren die NPUs besonders gut mit KI-Anwendungen, die keine großen Datenmengen für ein gutes Ergebnis benötigen oder bei denen zusätzliche Daten die Genauigkeit der Antwort kaum beeinflussen. Dazu zählen zum Beispiel KI-Tools, die bei Videokonferenzen automatisch die Bild- und Tonqualität verbessern, die Sprachaufnahmen in Texte umwandeln oder den Inhalt von Dokumenten zusammenfassen.

Bei den neuen Notebooks mit NPU lassen sich bei Videokonferenzen die Windows Studio Effects einsetzen: Sie können sie über die Schnelleinstellungen oder in den Windows-Einstellungen für die Laptop-Kamera aktivieren. Damit sorgt die KI dafür, dass Sie bei Videomeetings immer zentral im Bild bleiben, dass Sie Augenkontakt mit den anderen Teilnehmern halten, auch wenn Sie nicht direkt in die Kamera schauen, dass Nebengeräusche gefiltert werden und dass im Kamerabild der Hintergrund verschwommen erscheint.

Derzeit scheint Microsoft die Funktion aber nur auf Notebooks freizuschalten, deren Kamera und Mikrofone bestimmten Vorgaben entsprechen – auch auf einem aktuellen Laptop mit NPU können also die Windows Studio Effects fehlen.

Allerdings bieten einige Hersteller ähnliche Funktionen auf ihren Notebooks auch in eigenen Tools wie etwa Acer mit Purified-View und Purified-Voice. Auch bestimmte Filtereffekte in Programmen für Bild- und Videobearbeitung wie Adobe Photoshop und Blackmagic Davinci Resolve können über die NPU ablaufen.

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Wie diese Beispiele zeigen, ermöglichen die neuen NPUs in den meisten Fällen keine Funktionen, die es nicht schon gibt. Bislang waren aber CPU oder GPU für diese Aufgaben zuständig, die vor allem eine leistungsfähige Grafikkarte schnell erledigen kann – allerdings auf Kosten eines hohen Stromverbrauchs.

NPUs arbeiten dagegen effizienter, weil ihre Hardware besser auf KI-Berechnungen abgestimmt ist – optimal für den Einsatz im Notebook, wo sie CPU und GPU unterstützen und damit für eine bessere Akkulaufzeit und einen leiseren Betrieb dank geringerer Systemlast sorgen.

Wie gut NPU, CPU und GPU bei der lokalen KI-Berechnung zusammenspielen, hängt von der jeweiligen Anwendung ab. AMD und Intel wollen deshalb Entwickler überzeugen, KI-Programme auf ihre Plattformen abzustimmen, und stellen dafür entsprechende Tools bereit – wie Intel mit der Programmierumgebung Open-Vino oder AMD mit Ryzen AI Software.

Meteor Lake: Die neuen Intel-Prozessoren

Prozessor	Cores: P, E, LPE	Takt P-Cores (std / max)	Takt E-Cores (std / max)	Takt LPE-Cores (std / max)	Leistungsaufnahme Watt (std / max)
Core Ultra 9 185H	6, 8, 2	2,3 / 5,1	1,8 / 3,8	1,0 / 2,5	45 / 115
Core Ultra 7 165H	6, 8, 2	1,4 / 5,0	0,900 / 3,8	0,700 / 2,5	28 / 115
Core Ultra 7 155H	6, 8, 2	1,4 / 4,8	0,900 / 3,8	0,700 / 2,5	28 / 115
Core Ultra 5 135H	4, 8, 2	1,7 / 4,6	1,2 / 3,6	0,700 / 2,5	28 / 115
Core Ultra 5 125H	4, 8, 2	1,2 / 4,5	0,700 / 3,6	0,700 / 2,5	28 / 115
Core Ultra 7 165U	2, 8, 2	1,7 / 4,9	1,2 / 3,8	0,700 / 2,1	15 / 57
Core Ultra 7 164U	2, 8, 2	1,1 / 4,8	0,700 / 3,8	0,400 / 2,1	9 / 30
Core Ultra 7 155U	2, 8, 2	1,7 / 4,8	1,2 / 3,8	0,700 / 2,1	15 / 57
Core Ultra 5 135U	2, 8, 2	1,6 / 4,4	1,1 / 3,6	0,700 / 2,1	15 / 57
Core Ultra 5 134U	2, 8, 2	0,700 / 4,4	0,500 / 3,6	0,400 / 2,1	9 / 30
Core Ultra 5 125U	2, 8, 2	1,3 / 4,3	0,800 / 3,6	0,700 / 2,1	15 / 57

So finden Sie den KI-Prozessor in einem neuen Notebook

Eine Notebook-NPU muss im System aktiviert sein, damit sie KI-Berechnungen durchführen kann. Bei den meisten Laptops finden Sie eine entsprechende Option im Uefi-Bios, mit der sich die NPU auf Wunsch auch abstellen lässt. Üblicherweise hat sie der Hersteller ab Werk aktiviert.

Zudem muss ein passender NPU-Treiber auf dem System installiert sein – auch das sollte der Hersteller erledigt haben. Mit Treiber-Updates kann die NPUs künftig weitere Funktionen unterstützen. Bei AMD sind die NPU-Treiber in den Grafikkartentreibern enthalten, der „AMD Software: Adrenalin Edition“.

Ist der Treiber eingespielt, taucht die NPU als Komponente im Geräte-Manager von Windows auf: Auf einem Notebook mit AMD-Plattform heißt der Eintrag „AMD IPU Device“, bei einem Notebook mit Intel-Prozessor erscheint die NPU in der Kategorie „Neural processors“ als „Intel AI Boost“.

Im Windows-Task-Manager können Sie die Auslastung der NPU unter dem Reiter „Leistung“ in einer eigenen Grafik sehen – wie bei CPU und GPU bekannt. Die NPU-Treiber gibt es übrigens nur für Windows 11, unter Windows 10 können Sie den KI-Prozessor daher nicht nutzen.

Bei einem neuen Notebook dürfen Sie davon ausgehen, dass die NPU eingeschaltet ist und ihren Dienst tut, sofern die installierten KI-Tools sie unterstützen.

Anders ist es bei schon länger erhältlichen Notebooks mit einem Prozessor aus AMDs Ryzen 7040-Serie: Auch sie enthalten eine NPU, die etwas leistungsschwächer ist als der KI-Prozessor der neuen 8040-Familie.

In vielen Laptops ist sie aber nicht aktiviert, weil dazu neben dem Treiber eine neue Uefi-Bios-Version notwendig ist, dessen Programmierung der Hersteller sich spart. Haben Sie einen entsprechenden Laptop, müssen Sie beim Hersteller nachfragen, ob er plant, per Update den KI-Prozessor für dieses Modell freizuschalten.

Neue Namen für die neuen Intel-CPUs

Mit den Notebook-Prozessoren des Jahres 2024 führt Intel nicht nur die NPU ein. Auch die Namensgebung der Modelle ändert sich und vor allem ihr Aufbau.

Nach 14 Jahren und 14 Generationen verzichtet Intel bei Meteor Lake auf das „i“: Die aktuellen Prozessoren heißen Core Ultra 5 und Core Ultra 7. Ihre Modellnummer besteht aus drei Ziffern und einem Buchstaben:

Die erste Ziffer bezeichnet die Prozessorgeneration, die Intel mit Core Ultra startet, weshalb bei allen neuen Modellen eine 1 steht. Die folgenden Ziffern definieren das jeweilige Modell – je höher die Zahl, desto besser seine Leistung.

Bei einem Core Ultra 9 steht hier 85, bei einem Core Ultra 7 65, 64 oder 55, bei einem Core Ultra 5 folgen der 1 die Ziffern 35, 34 oder 25. Der Buchstabe am Ende zeigt wie bisher die vorgesehen Leistungsaufnahme an:

H bedeutet eine „Base Power“ von 45 oder 28 Watt sowie eine maximale Leistungsaufnahme von 115 oder 64 Watt. U steht für 15 oder 9 Watt sowie beim Maximum für 57 oder 30 Watt. Die H-Prozessoren kommen üblicherweise in größeren Notebooks zum Einsatz, die U-Modelle in leichten und flachen Laptops. Die bisherigen Prozessoren mit dem Zusatz „P“ entfallen.

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Das ist aber nur ein grobe Einteilung, denn welche Leistung ein Prozessor im Notebook tatsächlich abrufen kann, entscheidet der Hersteller für jedes Modell abhängig vom Kühlsystem und der gewünschten Lüfterlautstärke.

Übersichtlicher wird das Notebook-Angebot von Intel nicht: Denn die Core-i-Familie lebt weiter, aktuell mit der 14. Generation und den Prozessoren der Familie Raptor-Lake-HX, die dem bekannten Namensschema folgen und zum Beispiel Core i9-14900HX oder Core i7-14700HX heißen.

Die neue Benennung übernimmt dagegen die Modellreihe „Core processors (Serie 1)“ mit Prozessoren wie dem Core 7 150U oder dem Core 5 120U. Trotz dieser Bezeichnung basieren auch diese CPUs auf der bekannten Raptor-Lake-Generation und haben deshalb keine NPU. Wirklich neu sind nur die Core-Ultra-Modelle.

Kachel-Design: Diese Technik steckt in Meteor Lake

Denn für Meteor Lake nutzt Intel einen anderen Aufbau: Der Prozessor besteht aus vier Modulen oder Kacheln (Tiles). Jede Tile erfüllt eine bestimmte Aufgabe – die Compute-Tile enthält die CPU-Kerne, die Graphics-Tile die Grafik-Hardware, auf der SoC-Tile sitzt unter anderem die NPU, die I/O-Tile beherbergt die Controller, die die Systemverbindungen steuern, zum Beispiel Thunderbolt, USB, Netzwerk oder Display. Dank der platzsparenden Foveros-Bauweise lassen sich die Tiles auf einer gemeinsamen Basis (Base-Tile) unterbringen, die sie untereinander verbindet.

Bislang waren Funktionseinheiten des Prozessors wie CPU, GPU und Controller in einem gemeinsamen Chip (Die) untergebracht – ein sogenanntes monolithisches Design. Es erleichtert prinzipiell die Herstellung und ermöglicht eine hohe Leistung, weil die Chipteile über kurze Wege verbunden sind.

Der modulare Aufbau macht Prozessoren aber effizienter, weil sich zum Beispiel Tiles abschalten lassen, die nichts zu tun haben. Außerdem wird die Produktion günstiger und flexibler, weil sich Tiles aus unterschiedlichen Fertigungsverfahren kombinieren lassen.

Einige nutzen erprobte Verfahren mit geringem Ausschuss. Außerdem können die Tiles von unterschiedlichen Chip-Fertigern gebaut werden, was die Verfügbarkeit verbessert. Bei Meteor Lake baut Intel zum Beispiel die Compute-Tile im Verfahren Intel 4 in Irland, während die SoC-Tile und die Graphics-Tile von TSMC in den Bauweisen N6 und N5 kommen.

Fortschritte bei der Fertigung können für einzelne Tiles schnell umgesetzt werden, ohne den Prozessoraufbau ändern zu müssen. Nicht zuletzt lassen sich Prozessoren gezielter nach Preis und Einsatzzweck zusammenstellen, indem Intel Tiles mit unterschiedlichen Funktionen kombiniert.

Mehr Rechenleistung und Akkulaufzeit sollen bei den Meteor-Lake-Prozessoren vor allem die Compute-Tile und die SoC-Tile bringen: In der Compute-Tile sitzen bis zu sechs schnelle P- und acht sparsame E-Cores – Intel nutzt auch bei den neuen Prozessoren die Hybrid-Architektur, die seit der 12. Core-Generation Alder Lake im Einsatz ist.

Die CPU-Kerne von Meteor Lake basieren auf den verbesserten Mikroarchitekturen Redwood Cove beziehungsweise Crestmont.

Zwei weitere E-Kerne sitzen im SoC-Tile, Intel nennt sie LPE-Cores (Low Power Islands E-Cores): Sie übernehmen grundlegende Rechenaufgaben und Hintergrundprozesse, sodass der Prozessor bei bestimmten Aufgaben die Compute-Tile komplett abschalten kann, um Strom zu sparen und die Akkulaufzeit zu verlängern. Die Leistung der LPE-Cores soll zum Beispiel fürs Videostreaming genügen.

Meteor Lake bringt auch ein Update für den Intel Thread Director: Diese Hardware analysiert die Systemlast und gibt Windows Hinweise, damit sie das Betriebssystem optimal auf die unterschiedlichen Kerne verteilt. Anders als bisher kommen dabei zuerst die sparsamen Kerne LPE- und E-Cores zum Einsatz, erst bei höheren Leistungsanforderungen die P-Cores. Das soll die Recheneffizienz der Notebook-Prozessoren verbessern.

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Hawk Point: Die neuen Notebook-Prozessoren von AMD

Weniger Neuigkeiten bieten die aktuellen Laptop-Prozessoren von AMD. Die Hawk-Point-Serie mit den Modellreihen Ryzen 8040HS und 8040U ist eine verbesserte Neuauflage der Phoenix-Prozessoren Ryzen 7040 von 2023. Wie diese nutzen sie die Kernarchitektur Zen 4, die Prozessoren baut TSMC im 4-Nanometer-Verfahren.

Wie bei Meteor Lake eignen sich die neuen Modelle mit einer Leistungsaufnahme von 35 bis 54 Watt (HS) und 15 bis 28 Watt (U) für Mittelklasse- und ultramobile Notebooks. Gegenüber der 7040-Serie will AMD vor allem die Leistung der NPU um bis zu 60 Prozent verbessert haben.

Während alle HS-Modelle den KI-Prozessor enthalten, fehlt er in der U-Serie den günstigsten Prozessoren Ryzen 5 8540U und Ryzen 3 8440U.

Hawk Point: Die neuen AMD Prozessoren

Prozessor	Kerne / Threads	Takt (std / max)	Leistungsaufnahme Watt (std)
Ryzen 9 8945HS	8 / 16	4,0 / 5,2	45
Ryzen 7 8845HS	8 / 16	3,8 / 5,1	45
Ryzen 7 8840HS	8 / 16	3,3 / 5,1	28
Ryzen 7 8840U	8 / 16	3,3 / 5,1	28
Ryzen 5 8645HS	6 / 12	4,3 / 5,0	45
Ryzen 5 8640HS	6 / 12	3,5 / 4,9	28
Ryzen 5 8640U	6 / 12	3,5 / 4,9	28
Ryzen 5 8540U	6 / 12	3,2 / 4,9	28
Ryzen 3 8440U	4 / 8	3,0 / 4,7	28