Windows 11 查看 AI 核心能效数据方法

想要全面掌握Windows 11中AI核心（NPU）的实际运行状态吗？例如每个计算单元的实时利用率、执行AI任务时的能耗效率、专用内存带宽的占用情况，以及引擎频率的即时响应？Windows 11自带的任务管理器功能有限，并未提供独立的“进阶任务管理器”。但无需担心，通过结合系统内置功能与第三方工具，完全可以构建一套专业的监控方案，获取这些详细的能效数据。

具体而言，有五种方法可以实现：启用任务管理器的隐藏监控列、配置性能监视器的深度日志、通过PowerShell脚本查询、利用HWiNFO64直接读取硬件寄存器，以及在BIOS中开启相关报告功能。下面将逐一详细介绍。

一、启用任务管理器“NPU 能效监控列”并排序分析

自Windows 11 Build 26300.8142版本起，任务管理器的“进程”和“详细信息”页面隐藏了一些关于NPU能效的监控字段。这些字段，如专用内存带宽、共享内存延迟、引擎活跃周期占比等，能直接反映AI计算单元的资源调度效率，且无需额外驱动即可启用。

操作步骤如下：

1. 按下Ctrl + Shift + Esc打开任务管理器，点击左下角的“更多详细信息”切换到完整视图。

2. 转到“进程”选项卡，在任意列标题（如“名称”或“CPU”）上右键单击。

3. 在弹出的菜单中，找到并勾选NPU 使用率、NPU 引擎、NPU 专用内存和NPU 共享内存这四项。

4. 再切换到“详细信息”选项卡，同样右键列标题，再次勾选上述四列，并额外勾选NPU 引擎类型和NPU 隔离状态（此选项有助于识别安全AI进程是否启用了硬件隔离）。

5. 数据出现后，即可进行分析。点击“NPU 专用内存”列标题进行降序排列，可快速定位大量占用AI内存带宽的进程；再点击“NPU 使用率”列，交叉比对它们的引擎类型和隔离状态，便能轻松识别出调度低效或未启用NPU加速的AI应用。

二、通过性能监视器启用 NPU 能效计数器日志

若需要进行长期的能效趋势分析或功耗建模，Windows自带的性能监视器（PerfMon）是更强大的工具。它支持以毫秒级采样间隔，记录NPU的深层能效指标，例如每瓦特推理吞吐量（TOPS/W）、专用内存能效比（GB/s per Watt）、引擎空闲周期占比等。

具体设置步骤如下：

1. 按下Win + R，输入perfmon /rel并回车，启动性能监视器。

2. 在左侧导航栏，依次展开“性能监视器”，然后右键点击“数据收集器集”下的“用户定义”，选择“新建” -> “数据收集器集”。

3. 为此收集器命名，例如“NPU_Energy_Efficiency”，选择“创建手动（高级）”，点击“下一步”。

4. 点击“添加”按钮，在“性能计数器”列表中，依次展开“NPU Device”，然后勾选这几个关键项目：Energy Efficiency Ratio、Memory Bandwidth per Watt、Engine Idle Cycles %、Inference Throughput (TOPS)。

5. 将采样间隔设置为2000毫秒，把保存路径指定到本地非系统盘。完成创建后，右键启动此数据收集器集。

6. 随后，运行你的AI工作负载，例如Stable Diffusion WebUI或Copilot+的视频生成功能。运行约5分钟后，停止数据收集，双击生成的.blg日志文件，即可查看清晰的能效曲线叠加图。

三、使用 PowerShell 调用 WMI 获取 NPU 实时能效快照

对于偏好自动化或需要脚本集成监控的场景，PowerShell是绝佳选择。它可以直接调用WMI类中的能效属性，输出结构化的瞬时数据，有效弥补图形界面刷新延迟的不足，非常适合用于脚本化采集和设置阈值告警。

操作方法如下：

1. 以管理员身份运行Windows Terminal或PowerShell。

2. 执行此命令：Get-CimInstance -ClassName Win32_PerfFormattedData_NpuDriver_NpuDevice | Select-Object Name, PercentUtilization, EnergyEfficiencyRatio, MemoryBandwidthPerWatt, InferenceThroughputTOPS。

3. 若命令返回了非空结果，且EnergyEfficiencyRatio字段的值大于0，则表明NPU驱动已正确暴露能效接口。若报错提示“属性不存在”，则很可能需要将NPU驱动更新至最新WHQL版本（例如AMD RAI 1.2.20240729或Intel NPU Driver 320.12.26.0）。

4. 还可将此命令封装成循环脚本，实现实时监控：while($true){$data = Get-CimInstance -ClassName Win32_PerfFormattedData_NpuDriver_NpuDevice; Write-Host "$(Get-Date): $($data.EnergyEfficiencyRatio) TOPS/W"; Start-Sleep -Milliseconds 1500}。这样，屏幕上将持续滚动显示当前的能效比数据。

四、使用 HWiNFO64 直读 NPU 能效寄存器原始值

当需要最底层、最精确的数据时，可使用硬件检测工具HWiNFO64。自7.72版本起，它已支持直接读取高通Hexagon v2、英特尔Xe Matrix Extension（XMX）以及AMD XDNA 2架构NPU的能效寄存器。这意味着可获取芯片级的瞬时电压、温度、微瓦级（μW）功耗、每周期指令数（IPC）以及能效热节流状态，精度直达硬件原生级别。

使用步骤：

1. 访问官网 https://www.hwinfo.com 下载HWiNFO64 v7.72或更高版本的便携版。

2. 解压后，以管理员身份运行HWiNFO64.exe。

3. 在启动界面，选择“Sensors-only”（仅传感器）模式，然后点击“Run”。

4. 在主窗口中，找到并展开“NPU”节点（若未看到，点击右上角的“Setup” -> 勾选“Show Hidden Sensors” -> 然后刷新）。

5. 在列表中查找包含以下关键词的条目：Energy Efficiency IPC（能效指令吞吐）、Power Consumption (μW)（微瓦级功耗）、Thermal Throttling Status（热节流标识）、Voltage (mV)（核心供电电压）。

6. 在任意关心的能效字段上右键，选择“Add to Fa vorites”（添加到收藏夹），即可在顶部的“Fa vorites”面板集中监控关键参数，数据也支持导出为CSV格式，便于后续进行能效建模分析。

五、验证并启用 NPU 硬件能效报告 BIOS/UEFI 设置

最后一步非常关键，但常被忽略。对于一些OEM设备（如Surface Laptop Studio 2、联想Yoga Slim 7x AI版、华硕ROG Zephyrus G16 AI Edition），需要在固件层面启用NPU能效报告功能。若此开关未打开，Windows将无法获取底层能效寄存器数据，导致前述所有软件层面的监控缺失关键字段。

验证和启用方法如下：

1. 重启电脑，在启动过程中连续按F2（也可能是Del、F10，具体按键因厂商而异）进入BIOS/UEFI设置界面。

2. 导航至“Advanced” -> “AI Accelerator Configuration” 或 “Chipset” -> “NPU Power Management”等相关菜单下。

3. 确认以下三个选项已处于启用（Enabled）状态：NPU Energy Reporting、Fine-grained Power Sensor Access、Hardware-based Efficiency Logging。

4. 若看到“NPU Deep Sleep Mode”选项，建议将其设为“Disabled”（禁用），以确保能效传感器在低功耗场景下也保持激活；若其为“Enabled”状态，则在NPU深度睡眠时，能效数据可能无法被读取。

5. 按F10保存设置并退出。系统重启后，再次运行HWiNFO64或执行前面的PowerShell命令，验证关键能效字段是否已完整出现。