消費電力効率（TOPS/W）とは、半導体チップが1ワットの電力あたりに実行できるAI演算量を示す指標で、TOPS（Tera Operations Per Second：毎秒1兆回の演算）をワット数で割って計算します。AIチップの性能評価において、絶対的な演算性能（TOPS）と並んで重要な指標です。
TOPS/Wが重要な理由
エッジデバイスではバッテリー駆動の制約から消費電力が厳しく制限され、TOPS/Wの高さが直接的に製品の実用性を左右します。データセンターでは、数万台のGPUが消費する電力が莫大なコストと環境負荷を生むため、電力効率の改善は経済性と持続可能性の両面から重要です。
チップ種別ごとの電力効率
一般に、特定用途に特化したASICが最も高いTOPS/Wを示し、次いでNPU、FPGAが続きます。汎用GPUは絶対性能は高いものの、TOPS/Wでは専用チップに劣る傾向があります。例えば、Apple Neural Engine（M4）は約38 TOPS/数ワットと高い電力効率を実現し、NVIDIA H100は約4000 TOPS/700Wで約5.7 TOPS/Wです。
電力効率改善のアプローチ
プロセスノードの微細化、低精度演算（INT8/INT4）の活用、スパースコンピューティング、電力制御技術（動的電圧・周波数スケーリング）などにより電力効率を改善できます。AI産業の電力消費は社会的課題となっており、TOPS/Wの継続的な改善がAI技術の持続可能な発展に不可欠です。