Umělá inteligence (AI) se stala hnací silou v technologickém pokroku, ale s sebou nese značnou potřebu počítačového výkonu. Tento požadavek nejen spotřebovává velké množství elektrické energie, ale také generuje nadměrné množství tepla. Tento problém lze řešit v klimatizovaných datových centrech, ale stává se ještě složitějším na „taktickém okraji“ – v náročných prostředích jako jsou ukrajinská bláto, arktický sníh nebo pouštní písky.
Pro vyřešení tohoto problému spustila Agentura pro pokročilý výzkum obranných projektů (DARPA) program OPTIMA v prosinci. OPTIMA, což znamená „Optimum Processing Technology Inside Memory Arrays,“ si klade za cíl vyvinout kompaktní technologii AI tím, že obejde omezení týkající se velikosti, hmotnosti, výkonu a chlazení. DARPA udělila smlouvy IBM, Infineon a třem americkým univerzitám, s potenciální celkovou hodnotou 78 milionů dolarů po dobu čtyř a půl roku.
Manažer programu OPTIMA v DARPA, Jason Woo, uvedl, že každý příjemce má svůj jedinečný a inovativní přístup k řešení tohoto problému. Nicméně rozhovory a komunikace se stipendisty odhalily některé společné prvky a důležité rozdíly v jejich strategiích.
Centrální problém, který program OPTIMA řeší, souvisí s pohybem dat mezi pamětí a procesorem v tradičních čipech. Vzhledem k tomu, že AI spoléhá na složité výpočty provedené na obrovském množství dat, tyto neustálé transfery vytváří závažnou překážku. Inženýři proto zkoumají výpočetní paradigma In-Memory Computing (IMC), které spočívá v integraci procesoru do paměti, aby se eliminovaly časté přenosy dat.
Program OPTIMA byl svědkem průlomů v technikách IMC. Tým Princetonské univerzity vedený profesorem Naveemem Varmou vyvinul jedinečné řešení, které využívá kondenzátory namísto polovodičů k přenosu analogových signálů. Vzdálenost mezi těmito kovovými dráty určuje elektrický náboj, což nabízí větší energetickou účinnost. Zásadně se Varmův přístup nevyžaduje exotické nástroje, což ho činí velmi přístupným, protože výrobci čipů již podobné techniky masově využívají.
Další příjemci programu OPTIMA, jako například UCLA a Georgia Tech, také využívají analogové techniky k miniaturizaci čipů AI. UCLA využívá široce dostupný tranzistor nazvaný 22FDX. Tým pečlivě kontroluje variace v jeho prahovém náboji, aby mohl kódovat data mnohem kompaktněji než alternativní postupy. Pomocí kalibrační techniky nazvané „write-verify-write“ eliminují riziko napěťových problémů, což zajišťuje spolehlivost dat. Podobně Georgia Tech využívá tranzistory k integrování klíčových výpočtů do svých miniaturizovaných čipů AI.
Tyto průlomové pokroky v miniaturizaci čipů AI nabízí pohled do budoucnosti AI technologie. Optimalizací výpočetního výkonu v kompaktním provedení tyto inovace přinesou schopnosti AI na taktický okraj a revoluční různá odvětví.
**Časté otázky:**
**Co je program OPTIMA?**
Program OPTIMA, spuštěný DARPA, si klade za cíl vyvinout kompaktní technologii AI tím, že integruje procesor do paměti a eliminuje potřebu častých přenosů dat.
**Co je In-Memory Computing (IMC)?**
In-Memory Computing (IMC) spočívá v umístění procesoru do pamětí, což umožňuje, aby data „šla do práce“ a vyhnula se bottlenecku způsobenému neustálými přenosy dat.
**Jaké jsou výzvy při miniaturizaci čipů AI?**
Hlavní výzvy při miniaturizaci čipů AI zahrnují omezení týkající se velikosti, hmotnosti, výkonu a chlazení. Důležitými aspekty, které je třeba řešit, jsou také zajištění spolehlivosti dat a snížení spotřeby energie.
**Jaké jsou některé inovativní řešení pro miniaturizaci čipů AI?**
Výzkumníci a inženýři zkoumají různé analogové techniky, jako je využití kondenzátorů nebo tranzistorů, pro efektivnější a kompaktnější přenos signálů. Tato řešení nabízejí větší energetickou účinnost a zlepšenou spolehlivost dat.
**Jak miniaturizované čipy AI revolutionizují průmysl?**
Optimalizací výpočetního výkonu v kompaktním provedení budou miniaturizované čipy AI rozšiřovat schopnosti AI do náročných prostředí a revolucionizovat průmysly jako jsou vojenské operace, zdravotnictví, autonomní vozidla a další.
Informace k tématu lze získat na webu Advanced Computing Systems Association (ACM) na adrese www.acm.org.
The source of the article is from the blog portaldoriograndense.com