"Работает, как мозг": новый процессор IBM поможет США победить Китай в войне микрочипов

Компания IBM представила уникальный прототип процессора для искусственного интеллекта NorthPole, который может ускорить разработку в сфере ИИ, сегментах машинного зрения и обработки больших объемов данных в режиме реального времени. Об этом сообщается на официальном сайте компании.

Что это за процессор

Хотя процессор создан по 12-нм технологическому процессу и содержит 22 миллиарда транзисторов на площади 800 квадратных миллиметров, он имеет 256 ядер и может выполнять 2048 операций на ядро ​​за цикл с 8-битной точностью, с возможностью удвоить и учетверить количество операций с 4-битной и 2-битной точностью соответственно. "Это целая сеть на чипе", — говорит Дхармендра Модхи, автор проекта, который работал над подобной концепцией 14 лет.

Важно

Представлены чипы Intel 14-го поколения и софт разгона на основе ИИ: что в них нового (видео)

NorthPole значительно более эффективен, чем обычные 12-нм графические процессоры и в 25 раз более энергоэффективен, когда речь идет о количестве интерпретируемых кадров на джоуль требуемой энергии. По словам Модхи, в специальном тесте нейросети ResNet-50 процессор NorthPole превосходит все основные распространенные архитектуры — даже те, которые используют более продвинутые технологические процессы, такие как графический процессор, реализованный по 4-нм техпроцессу.

Как NorthPole поможет военным

По мнению редактора по науке портала Defense One Патрика Такера, процессор NorthPole от IBM может создать более умные, более эффективные и независимые от сети устройства, которые могут даже помочь США выиграть войну микрочипов против Китая. Прототип конструкции процессора пригодится солдатам с гарнитурами дополнительной реальности, которые управляют дронами или наземными роботами.

Процессор поможет воспринимать и интерпретировать окружающий мир, принимать более широкий спектр данных, включая аудио, оптические, инфракрасные, гидролокационные и другие датчики. NorthPole поможет гораздо быстрее выполнять сегментацию (различать людей на изображении) и классифицировать звуки для вас прямо на поле боя и без подключения к интернету.

Это также может произвести революцию в беспилотных автомобилях не только для армии, но и в коммерческом секторе. Кроме того, новый процессор, созданный по образцу человеческого мозга, прокладывает путь для другого типа ИИ, который не будет полагаться на крупные облачные сервисы и компании по обработке данных, такие как Amazon или Google.

В отличие от традиционных чипов, которые отделяют память от цепей обработки, процессор NorthPole сочетает в себе оба — подобно синапсам в мозге, которые хранят и обрабатывают информацию на основе их связи с другими нейронами. В статье в журнале Science исследователи IBM называют это "архитектурой нейронного вывода, которая стирает эту границу, устраняя внекристальную память, переплетая вычисления с памятью на кристалле и внешне выглядя как активная память".

В чем преимущества NorthPole

Сегодняшние компьютеры имеют как минимум две характеристики, которые ограничивают развитие ИИ. Во-первых, им нужно много энергии. Наш мозг, потребляющий всего 12 Вт энергии, может сохранять и извлекать информацию, необходимую для подробного разговора, одновременно поглощая, правильно интерпретируя и принимая решения относительно огромного количества сенсорных данных, необходимых для управления автомобилем.

Но настольному компьютеру требуется 175 Вт только для обработки единиц и нулей в упорядоченной электронной таблице. Это одна из причин, почему компьютерное зрение в автомобилях и дронах поглощает много энергии, из-за чего сильно страдает автономность устройств. Эта энергетическая неэффективность является одной из причин, почему многие из сегодняшних инструментов искусственного интеллекта зависят от огромных корпоративных облачных ферм, которые потребляют достаточно энергии, чтобы обеспечить электроснабжение небольшого города, отмечает Патрик Такер.

Вторая проблема заключается в том, что мы приближаемся к атомному пределу количества транзисторов, которые можно разместить в процессоре без ущерба для его размера, согласно закону Мура. Увеличение количества транзисторов неминуемо увеличит площадь процессора, а технологии нуждаются в маленьких чипах. Прототип процессора NorthPole сможет помочь решить обе проблемы.

Редактор портала Defense One уверен, что процессорами IBM наверняка заинтересуется Пентагон. Тем более, что компания работает над такими нейроморфными чипами уже более десяти лет при финансовой поддержке военных в рамках программы SyNAPSE DARPA. За последние четыре года Министерство обороны инвестировало в процессоры $90 млн.

По словам Мейнарда Холлидея, помощника министра обороны по критическим технологиям США, различные военные лаборатории, в том числе Исследовательская лаборатория ВВС и Национальная лаборатория Сандия, уже изучают возможности использования прототипа чипа. Холлидей сказал, что NorthPole уже конкурирует с самыми передовыми чипами из Азии, и ожидается, что будущие версии будут еще более эффективными.

Ранее Фокус рассказывал, что Canon выпустила особую систему литографии для процессоров. Уже в ближайшем будущем японская корпорация собирается улучшить техпроцесс до 2-нм, к тому же ее установка гораздо проще, чем громоздкие системы от ASML.