China construiește primul cip dedicat inteligenței artificiale cu „nanotuburi de carbon”

China produce primul cip dedicat inteligenței artificiale cu „nanotuburi de carbon” (foto 1)

Spre deosebire de TPU-ul convențional, cipul roșu este primul care folosește nanotuburi de carbon – structuri cilindrice minuscule formate din atomi de carbon aranjați în hexagoane – în loc de materiale semiconductoare tradiționale, cum ar fi siliciul. (Imagine: Sankai)

Modelele de inteligență artificială consumă multe date și necesită o putere de calcul mare pentru a funcționa. Acest lucru reprezintă un obstacol semnificativ în calea antrenării și scalării modelelor de învățare automată, mai ales pe măsură ce cererea de aplicații de inteligență artificială crește. Acesta este motivul pentru care oamenii de știință lucrează la crearea de noi componente, de la procesoare la memoria computerelor, care sunt concepute să consume mai puțină energie în timp ce execută calculele necesare.

Oamenii de știință de la Google au creat TPU-uri în 2015 pentru a aborda această provocare. Aceste cipuri specializate acționează ca acceleratoare hardware dedicate pentru operațiile tensoriale - calculele matematice complexe utilizate pentru antrenarea și rularea modelelor de inteligență artificială. Prin mutarea acestor sarcini de la unitatea centrală de procesare (CPU) și unitatea de procesare grafică (GPU), TPU-urile permit antrenarea modelelor de inteligență artificială mai rapid și mai eficient.

Spre deosebire de TPU-urile convenționale, însă, acest nou cip este primul care folosește nanotuburi de carbon - structuri cilindrice minuscule, realizate din atomi de carbon aranjați într-un model hexagonal, în loc de materiale semiconductoare tradiționale, cum ar fi siliciul. Această structură permite electronilor (particulelor încărcate) să curgă prin ele cu o rezistență minimă, ceea ce face ca nanotuburile de carbon să fie conductoare excelente de electricitate.

Potrivit oamenilor de știință chinezi, TPU-ul lor consumă doar 295 microwați (μW) de energie (unde 1 W este egal cu 1.000.000 μW) și poate furniza 1 trilion de calcule pe watt - o unitate de eficiență energetică. Acest lucru face ca TPU-ul pe bază de carbon din China să fie de aproape 1.700 de ori mai eficient din punct de vedere energetic decât cipul Google.

„De la ChatGPT la Sora, inteligența artificială inaugurează o nouă revoluție, însă tehnologia tradițională a semiconductorilor pe bază de siliciu este din ce în ce mai incapabilă să satisfacă cerințele de procesare a unor cantități masive de date. Am găsit o soluție la această provocare globală”, a declarat Zhiyong Zhang, coautor al lucrării și profesor de electronică la Universitatea din Beijing.

Noul TPU include 3.000 de tranzistoare din nanotuburi de carbon și este construit folosind o arhitectură de tip matrice sistolică - o rețea de procesoare aranjate într-o grilă. Acest lucru permite TPU să efectueze mai multe calcule simultan, coordonând fluxul de date și asigurându-se că fiecare procesor îndeplinește o mică parte a sarcinii în același timp.

Această procesare paralelă permite efectuarea calculelor mult mai rapid, ceea ce este important pentru modelele de inteligență artificială care procesează cantități mari de date. De asemenea, reduce frecvența cu care memoria - în special un tip numit memorie statică cu acces aleatoriu (SRAM) - trebuie să citească și să scrie date, a spus Zhang. Prin minimizarea acestor operațiuni, noul TPU poate efectua calcule mai rapid, utilizând mult mai puțină energie.

Cercetătorii spun că o tehnologie similară bazată pe nanotuburi de carbon ar putea oferi o alternativă mai eficientă din punct de vedere energetic la cipurile pe bază de siliciu în viitor. Aceștia intenționează să continue rafinarea cipului pentru a îmbunătăți performanța și a-l face mai scalabil, inclusiv explorând modalități de integrare a TPU în procesoarele de siliciu, au spus ei.

Comentariu (0)