リード
2017年、AppleはA11 Bionicに人知れず「Neural Engine」を搭載した。その時点では誰も、それが7年後にオンデバイスAIの中心になるとは思っていなかった。
🟢 Neural Engineとは（改めて）
Neural Engine（NE）は、ニューラルネットワークの推論処理に特化した専用プロセッサだ。
機械学習の推論は、数十億回もの行列積算を繰り返す。CPUやGPUでも処理できるが、Neural Engineは同じ処理をはるかに少ない電力で実行できる。
TOPSとは: Tera Operations Per Second（1秒間に兆回の演算処理）の略。数字が大きいほどAI処理が速い。
🔵 7世代の進化を追う
第1世代: A11 Bionic（2017） — 0.6 TOPS
iPhone X搭載。Neural Engine初登場。Face IDのリアルタイム顔認証を実現するために設計された。2コア構成で、当時は「Siriを速くするため」とAppleは説明していた。
第2世代: A12 Bionic（2018） — 5 TOPS
iPhone XSシリーズ搭載。8コア構成に拡張し性能が8倍以上に跳ね上がる。このジャンプはAI活用の意志の表れだった。
第3世代: A13 Bionic（2019） — 6 TOPS
iPhone 11搭載。5nmではなく7nmで設計されながら効率を改善。撮影時のDeep Fusionなど、カメラ機能のAI強化に活用。
第4世代: A14 Bionic（2020） — 11 TOPS
iPhone 12搭載。TSMCの5nmプロセスを業界初採用。Neural Engineも16コアになり11TOPSに到達。M1チップにも同世代のNEが搭載された。
第5世代: A15/M2世代（2021〜2022） — 15.8 TOPS
A15はiPhone 13搭載。M2チップにも同等のNEが搭載された。Neural Engineコアは16コアのまま、効率と速度を改善。
第6世代: A17 Pro / M3世代（2023） — 18 TOPS
iPhone 15 Pro搭載のA17 Proは3nmプロセスでNEを刷新。M3にも同世代のNEが搭載。ハードウェアレイトレーシングなどGPU側の強化と並行して進化。
第7世代: A18 Pro / M4（2024） — 38 TOPS
iPhone 16 ProのA18 Pro、および2024年のM4チップに搭載。前世代比2倍以上という驚異的な跳躍。Apple Intelligenceの要件に応えるための意図的な強化。
🔵 7年間の成長グラフ
| 世代 | チップ | TOPS | 前世代比 |
|---|---|---|---|
| 2017 | A11 | 0.6 | — |
| 2018 | A12 | 5 | ×8.3 |
| 2019 | A13 | 6 | ×1.2 |
| 2020 | A14 | 11 | ×1.8 |
| 2022 | A15/M2 | 15.8 | ×1.4 |
| 2023 | A17/M3 | 18 | ×1.1 |
| 2024 | A18/M4 | 38 | ×2.1 |
2017年から2024年の7年間で、63倍の進化を遂げた。
🟣 なぜ2024年に2倍のジャンプが必要だったのか
Apple Intelligenceが求めるのは、3〜7Bパラメータ規模のLLMをデバイス上でリアルタイム推論することだ。
各パラメータはFP16（16ビット浮動小数点）で保存されると、3BパラメータのモデルはメモリとNEの間に毎秒数百GBのデータを流す必要がある。
Neural Engineのアーキテクチャは行列積算に最適化されているため、この要求に対してGPUより桁違いに効率が高い。18TOPSでは「なんとか動く」レベルで、38TOPSは「快適に動く」レベルを実現する。
まとめ
Neural Engineは「AIブームに乗った後付け機能」ではない。2017年の誕生から一貫してAppleの製品体験を支えてきた、意図的に設計されたシリコンの歴史だ。A18 Pro / M4の38TOPSは、Apple Intelligenceという新しいステージへの準備が7年かけて完成したことを示している。