"Працює, як мозок": новий процесор IBM допоможе США перемогти Китай у війні мікрочипів

Компанія IBM представила унікальний прототип процесора для штучного інтелекту NorthPole, який може прискорити розроблення у сфері ШІ, сегментах машинного зору та оброблення великих обсягів даних у режимі реального часу. Про це повідомляють на офіційному сайті компанії.

Що це за процесор

Хоча процесор створений за 12-нм технологічним процесом і містить 22 мільярди транзисторів на площі 800 квадратних міліметрів, він має 256 ядер і може виконувати 2048 операцій на ядро за цикл з 8-бітною точністю, з можливістю подвоїти й удвічі потроїти кількість операцій з 4-бітною та 2-бітною точністю відповідно. "Це ціла мережа на чипі", — каже Дхармендра Модхі, автор проєкту, який працював над подібною концепцією 14 років.

Важливо

Представлено чипи Intel 14-го покоління і софт розгону на основі ШІ: що в них нового (відео)

NorthPole значно ефективніший, ніж звичайні 12-нм графічні процесори, і у 25 разів енергоефективніший, коли йдеться про кількість інтерпретованих кадрів на джоуль необхідної енергії. За словами Модхі, у спеціальному тесті нейромережі ResNet-50 процесор NorthPole перевершує всі основні поширені архітектури — навіть ті, що використовують більш просунуті технологічні процеси, як-от графічний процесор, реалізований за 4-нм техпроцесом.

Як NorthPole допоможе військовим

На думку редактора з науки порталу Defense One Патріка Такера, процесор NorthPole від IBM може створити більш розумні, більш ефективні та незалежні від мережі пристрої, які можуть навіть допомогти США виграти війну мікрочипів проти Китаю. Прототип конструкції процесора стане в пригоді солдатам із гарнітурами додаткової реальності, які керують дронами або наземними роботами.

Процесор допоможе сприймати й інтерпретувати навколишній світ, приймати ширший спектр даних, включно з аудіо, оптичними, інфрачервоними, інфрачервоними, гідролокаційними та іншими датчиками. NorthPole допоможе набагато швидше виконувати сегментацію (розрізняти людей на зображенні) і класифікувати звуки для вас прямо на полі бою і без підключення до інтернету.

Це також може зробити революцію в безпілотних автомобілях не тільки для армії, а й у комерційному секторі. Крім того, новий процесор, створений за зразком людського мозку, прокладає шлях для іншого типу ШІ, який не покладатиметься на великі хмарні сервіси й компанії з оброблення даних, як-от Amazon або Google.

На відміну від традиційних чипів, які відокремлюють пам'ять від ланцюгів обробки, процесор NorthPole поєднує в собі обидва — подібно до синапсів у мозку, які зберігають і обробляють інформацію на основі їхнього зв'язку з іншими нейронами. У статті в журналі Science дослідники IBM називають це "архітектурою нейронного виводу, яка стирає цю межу, усуваючи позакришталеву пам'ять, переплітаючи обчислення з пам'яттю на кристалі, що має зовні вигляд активної пам'яті".

У чому переваги NorthPole

Нинішні комп'ютери мають щонайменше дві характеристики, які обмежують розвиток ШІ. По-перше, їм потрібно багато енергії. Наш мозок, який споживає всього 12 Вт енергії, може зберігати та витягувати інформацію, необхідну для докладної розмови, одночасно поглинаючи, правильно інтерпретуючи й ухвалюючи рішення щодо величезної кількості сенсорних даних, необхідних для керування автомобілем.

Але настільному комп'ютеру потрібно 175 Вт тільки для обробки одиниць і нулів у впорядкованій електронній таблиці. Це одна з причин, чому комп'ютерний зір в автомобілях і дронах поглинає багато енергії, через що сильно страждає автономність пристроїв. Ця енергетична неефективність є однією з причин, чому багато хто з нинішніх інструментів штучного інтелекту залежать від величезних корпоративних хмарних ферм, які споживають достатньо енергії, щоб забезпечити електропостачання невеликого міста, зазначає Патрік Такер.

Друга проблема полягає в тому, що ми наближаємося до атомної межі кількості транзисторів, які можна розмістити в процесорі без шкоди для його розміру, відповідно до закону Мура. Збільшення кількості транзисторів неминуче збільшить площу процесора, а технології потребують маленьких чипів. Прототип процесора NorthPole зможе допомогти вирішити обидві проблеми.

Редактор порталу Defense One впевнений, що процесорами IBM напевно зацікавиться Пентагон. Тим паче, що компанія працює над такими нейроморфними чипами вже понад десять років за фінансової підтримки військових у межах програми SyNAPSE DARPA. За останні чотири роки Міністерство оборони інвестувало в процесори $90 млн.

За словами Мейнарда Холлідея, помічника міністра оборони з критичних технологій США, різні військові лабораторії, зокрема Дослідницька лабораторія ВПС і Національна лабораторія Сандія, вже вивчають можливості використання прототипу чипа. Холлідей сказав, що NorthPole вже конкурує з найпередовішими чипами з Азії, і очікується, що майбутні версії будуть ще більш ефективними.

Раніше Фокус розповідав, що Canon випустила особливу систему літографії для процесорів. Уже в найближчому майбутньому японська корпорація збирається поліпшити техпроцес до 2-нм, до того ж її установка набагато простіша, ніж громіздкі системи від ASML.