Новий мозкоподібний чип зробить штучний інтелект ще "розумнішим" і компактнішим

Міжнародна група вчених розробила чип NeuRRAM, який дозволить запускати програми штучного інтелекту на мобільних пристроях. Про такий винахід пише сайт Techxplore.

Структура чипа є нейроморфною, тобто імітує клітини головного мозку, нейрони. За словами розробників, він виконує обчислення безпосередньо в пам'яті і може запускати широкий спектр додатків ШІ, витрачаючи водночас вдвічі менше енергії, якщо порівняти з пристроями-конкурентами, але не поступаючись точністю. Він підтримує безліч різних моделей та архітектур нейронних мереж, тому підходить для реалізації різних проєктів, таких як розпізнавання зображень чи голосу.

"Заведено вважати, що вища ефективність обчислень у пам'яті досягається завдяки універсальності, але наш чип NeuRRAM забезпечує ефективність, не жертвуючи універсальністю", — заявив провідний автор дослідження Веєр Ван.

Звичайні платформи штучного інтелекту набагато більші і зазвичай обмежені використанням великих серверів даних, що працюють у хмарі. Поки вони вимагають великої кількості енергії та обчислювальних ресурсів, тому запуск на периферійних пристроях можливий тільки завдяки переміщенню інформації в хмарні сервіси, де вони обробляються, аналізуються і відправляються назад. Такі обмеження пов'язані насамперед з тим, що гаджети живляться від батареї та мають недостатньо високу потужність для проведення складних обчислень.

NeuRRAM наближає людство до того моменту, коли користувачі запускатимуть системи зі штучним інтелектом на різні периферійні пристрої, незалежні від підключення до хмари або сервера. Електронні "мозки" можуть з'явитися навіть у таких маленьких пристроїв, як смартгодинник, смартфон, навушники або гарнітури віртуальної реальності. Чіп також може захистити дані від витоку, адже їх не доведеться передавати нікуди.

За словами Веєра Вана, переміщення даних є однією з найбільших складнощів, адже воно інколи займає більше часу, ніж обчислення. Для розв'язання цієї проблеми команда використовувала так звану резистивну пам'ять із довільним доступом — тип енергонезалежної пам'яті, який дозволяє виконувати обчислення безпосередньо у пам'яті, а не в окремих обчислювальних блоках.

"Обчислення в пам'яті стали звичайною практикою в нейроморфній інженерії відтоді, як вони були введені понад 30 років тому. Що нового в NeuRRAM, так це те, що виняткова ефективність тепер поєднується з великою гнучкістю для різних програм ШІ майже без втрати точності, якщо порівняти із стандартними цифровими обчислювальними платформами загального призначення", — пояснив Герт Каувенбергс із Каліфорнійського Університету в Сан-Дієго.

Дослідники виміряли енергоефективність чипа за показником, відомим як продукт затримки енергії або EDP — він включає кількість енергії, що споживається для кожної операції, так і кількість часу, необхідне для завершення операції NeuRRAM знижує EDP в 1,6-2,3 раза і підвищує обчислювальну щільність у 7-13 разів у порівнянні з іншими сучасними чипами.

Дослідники виконували різні завдання ШІ на чипі. Він досяг 99% точності завдання розпізнавання рукописних цифр; 85,7% на завданні класифікації зображень; та 84,7% у задачі розпізнавання голосових команд Google. Крім того, чип також на 70% скоротив помилки під час відновлення зображень. Результати відповідають "ненажерливішим" чипам. Надалі вчені планують покращити архітектуру та електронні схеми NeuRRAM, а також освоїти нові програми, такі як імпульсні нейронні мережі.

Раніше вчені з Китаю запустили штучний інтелект, схожий на людський мозок завдяки суперкомп'ютеру Sunway. Система отримала 174 трлн параметрів.