Windows 11でアプリのNPU割り当てを最適化する方法

Windows 11でNPUの利用率を向上させる方法（手動割り当てなし）

NPU (ニューラル処理ユニット) を実際に動作させるのは、CPU アフィニティや GPU 設定をいじるほど単純ではありません。Windows 11 は NPU をほぼ自動的に管理します。これは、NPU が OS に組み込まれており、通常は Snapdragon X チップや Ryzen AI などのハードウェアの奥深くに埋め込まれているためです。しかし、特にハードウェアアクセラレーションを活用する AI アプリを実行している場合は、システムを正しい方向に微調整する方法があります。すべてのアプリが NPU を認識するように設定されているわけではなく、すべてのデバイスに NPU が搭載されているわけでもないため、かなりの試行錯誤が必要でした。それでも、いくつかのアップデート、設定の微調整、スマートな管理を行うことで、ワークロードで NPU が実際に動作しているのを確認できるようになります。これは、CPU コアを割り当てたり、ドライバーレベルの構成を手動でいじったりすること (面倒で、実際にはサポートされていません) ではなく、システムが実際に準備できており、アプリがハードウェアアクセラレーション用に最適化されていることを確認することです。目標は?パフォーマンスの向上、消費電力の削減、そして適切なハードウェアへのオフロードによるAIタスクの高速化。確認すべき点と試してみるべき点は以下のとおりです。

Windows 11でNPUの使用率を向上させる方法

お使いのデバイスにNPUが搭載されているかどうか確認してください。

まず最初に、お使いのハードウェアに実際にNPUが搭載されているかどうかを確認してください。古いシステムや低価格システムには搭載されていないものもあるため、すべてのヒントに従っても効果がない場合があります。 –タスクマネージャー( Ctrl + Shift + Esc) を開き、[パフォーマンス]タブに移動します。 – [NPU]というラベルのセクションを探します。そこにあれば問題ありません。なければ、お使いのデバイスは AI タスクのハードウェアアクセラレーションをネイティブにサポートしていない可能性があります。 – または、[設定] > [システム] > [情報]でプロセッサを確認します。Qualcomm Snapdragon X シリーズやAI をサポートする Ryzenなどのモデルには、通常、NPU ハードウェアが内蔵されています。NPU が表示されず、お使いのプロセッサがこれらのモデルの 1 つでもない場合は、ほとんどの場合、自分で解決することはできません。新しいデバイスまたは別のハードウェアが必要になる可能性があります。

アプリがNPUアクセラレーションをサポートしていることを確認してください。

世の中にあるすべてのAIアプリがハードウェアアクセラレータを利用するように設計されているわけではありません。ビデオ編集ツール、文字起こしアプリ、ゲームAIなど、ほとんどの特殊なAIソフトウェアは、Windows ML、DirectML、ONNX Runtimeなどのフレームワークを明示的にサポートする必要があります。 – アプリのドキュメントまたは設定で、「ハードウェアアクセラレーションを有効にする」、「ニューラル処理を使用する」、「AIハードウェア向けに最適化する」などのオプションを確認してください。 – 何も見つからない場合は、お使いのPCがどれほど最新であっても、おそらくCPU/GPUに依存しているでしょう。当然のことながら、Windowsは必要以上に難しくしています。アプリがサポートしている場合は、有効にすることで違いが出る可能性があります。

アプリ自体でハードウェアアクセラレーションを有効にする

ここからが少し運任せなところです。 – アプリの設定を開きます。一般的な場所は「環境設定」、「オプション」、「詳細設定」などです。 – ハードウェアアクセラレーション、ニューラル処理、またはAIサポートのチェックボックスを探します。 – これらをオンにします。「ハードウェアアクセラレーションを使用する」、「AI最適化を有効にする」などの名称になっている場合があります。 – アプリの再起動、あるいは再起動によってAI機能が正しく動作するようになる場合もあります。これを有効にしないと、システムがNPUをサポートしていても、明示的に指示されない限りハードウェアサポートを認識できないため、アプリはデフォルトでCPU処理を使用するからです。

Windowsとチップセット/AIドライバーをアップデートしてください。

この手順は非常に重要です。 – [設定] > [Windows Update]に移動して、最新の更新プログラムをすべてインストールしてください。Windows は常にハードウェアスケジューリングを改善しており、更新プログラムによって新しい AI ハードウェア機能のサポートが向上する場合があります。 – また、AMD、Qualcomm、Intel などのメーカーのサイトにアクセスして、最新のチップセットドライバーと、メーカーが提供する AI 専用ドライバーを入手してください。 – ファームウェアの更新も必要な場合があります。特に、カスタムマザーボードを搭載したノートパソコンやデバイスでは必要です。AI のパフォーマンスがよりスムーズになり、バグ修正や新機能が追加される可能性もあります。一部のセットアップでは、ドライバーを更新した後、タスクマネージャーで AI ワークロードを実行すると、NPU の使用率が急上昇することに気づきました。

アプリ／システムのハイパフォーマンスモードを設定する

回避策として、NPU リソースを直接割り当てる方法はありませんが、全体的な優先度を上げることで解決できます。 – [設定] > [システム] > [電源とバッテリー]で、[最高のパフォーマンス]モードを選択します。 – または、 [設定] > [システム] > [ディスプレイ] > [グラフィックス]でグラフィックス設定を開きます。 – アプリが表示されていない場合は追加し、 [高パフォーマンス]に設定します。この方法により、Windows は可能な限り、AI ハードウェアを含むリソースの割り当てを優先する傾向があります。

不要なバックグラウンドアプリを閉じる

NPUは共有リソースです。バックグラウンドプロセスがCPUやGPUを大量に占有していると、AIタスクに使用できるリソースが制限される可能性があります。 –タスクマネージャー（Ctrl + Shift + Esc）を開き、実行中のアプリとバックグラウンドプロセスを確認してください。 – 不要なアプリ、特にAI関連の処理や重いメディア処理を行うアプリを終了してください。バックグラウンドノイズが少なくなれば、AIアプリが実際にNPUを使用できるスペースが増えます。

Windowsの設定でAI機能を有効にする

Windows Studio エフェクト など、一部の Windows 機能はデフォルトで AI が有効になっています。 -デバイスに応じて、 [設定] > [Bluetooth とデバイス] > [カメラ]または関連するシステムメニューに移動します。 – AI アクセラレーションに依存する背景ぼかし、ノイズ抑制、視線補正などの機能を有効にします。 – これにより、システムが NPU を含む AI ハードウェアをアクティブに使用していることが確認できます。100% の保証ではありませんが、少なくとも Windows が AI ハードウェアを適切に活用するように設定されていることがわかります。

NPUを自動的に認識して活用するフレームワークを使用する

AIソフトウェアの開発や普及に携わっている場合、ONNX RuntimeやDirectMLなどのフレームワークを使用すると、モデルがNPU上で動作するように簡単に設定できます。 – これらのAPIは、NPUなどのハードウェアを検出し、サポートされている場合はワークロードをそこにルーティングするように設計されています。 – 開発者向け：コードが適切なAPIを呼び出し、正しいハードウェア設定がされていることを確認してください。主流のAIアプリケーションのほとんどは、このレベルの調整を必要としませんが、高性能なAIソリューションを構築している場合は、知っておくと良いでしょう。

NPUのアクティビティを監視して、実際に動作しているかどうかを確認します。

これまでの努力が報われているかどうかを再確認したいですか？ –タスクマネージャーを開き、「パフォーマンス」タブに移動します。 – AI アプリの実行中にNPUセクションを探します。 – 使用率が上昇していれば、成功です。AI ワークロードは適切にオフロードされています。使用率がゼロのままの場合は、アプリの設定、ドライバーの更新、ハードウェアサポートを再度確認してください。

電力とパフォーマンスの設定を最適化する

電源プランはハードウェアの使用率に影響を与える可能性があります。- [設定] > [システム] > [電源とバッテリー]で、モードを[最高のパフォーマンス]に設定してください。- これにより、特にノートパソコンで、Windows が電力節約のためにハードウェアの性能を制限するのを防ぎます。通常、電力消費量が多いほど、性能制限が少なくなり、NPU の動作がより安定します。

よくある質問

CPUコアのように、NPUリソースを手動で割り当てることはできますか？

いいえ、Windows 11はNPUコアの手動割り当てをサポートしていません。すべて自動で行われますが、私はそれが良いと思っています。手動で設定しようとすると、かえって問題が発生する可能性があります。

私のアプリはなぜNPUを使用していないのですか？

アプリがハードウェアアクセラレーションに対応していないか、ドライバーが古い可能性があります。システムが最新の状態でない場合、設定でハードウェアアクセラレーションを有効にするだけでは不十分な場合があります。

NPUが実際に動作しているかどうかを確認するにはどうすればよいでしょうか？

タスクマネージャーを開き、NPUセクションを確認して、AIタスクの実行時に使用率が急上昇するかどうかを確認してください。急上昇する場合は、WindowsがNPUを適切に使用しています。そうでない場合は、アプリの設定またはドライバーの更新を見直してください。

すべてのWindows 11搭載PCにNPUが搭載されているのですか？

いや、AIに特化した最新のハードウェアにしか搭載されていないよ。ほとんどの従来型のノートパソコンやデスクトップパソコンには搭載されていないから、無理やり搭載しようとしても無駄だ。

AIにおいて、NPUはGPUよりも優れているのか？

NPUは電力効率の良いAI推論に最適化されていますが、大規模な機械学習においては、GPUが依然として高い演算能力を発揮します。どちらを重視するかは、速度か効率かによって異なります。

まとめ

Windows 11でNPUを動作させるには、コアの割り当てや手動管理ではなく、ハードウェアがNPUをサポートしていること、ソフトウェアがNPUを使用するように設定されていること、そしてドライバーが最新であることを確認することが重要です。ドライバーをアップグレードし、対応アプリでハードウェアアクセラレーションを有効にするのが最善策です。開発者であれば、ハードウェアAPIを直接サポートするフレームワークが最適なツールとなるでしょう。この情報が、AIワークロードの最適化に取り組んでいる方の作業時間を少しでも短縮できれば幸いです。ただし、デバイスにNPUが搭載されていない場合は、どうすることもできないことを覚えておいてください。