Μια νέα startup με έδρα τη Γερμανία,
Semron
αναπτύσσει αυτό που περιγράφει ως τσιπ «3D κλίμακας» για την εκτέλεση μοντέλων AI τοπικά σε smartphone, ακουστικά, ακουστικά VR και άλλες κινητές συσκευές
Δημιουργήθηκαν από κοινού από τους Kai-Uwe Demasius και Aron Kirschen, πτυχιούχους μηχανικών από το Τεχνολογικό
Πανεπιστήμιο
της Δρέσδης, τα τσιπ της Semron χρησιμοποιούν ηλεκτρικά πεδία για να εκτελέσουν υπολογισμούς αντί για ηλεκτρικά ρεύ
ματ
α – το μέσο των συμβατικών επεξεργαστών. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στα τσιπ να επιτύχουν υψηλότερη ενεργειακή απόδοση διατηρώντας παράλληλα το κόστος κατασκευής για την παραγωγή τους χαμηλό, ισχυρίζεται ο Kirschen.
«Λόγω μιας αναμενόμενης
έλλειψη
ς υπολογιστικών πόρων AI, πολλές εταιρείες με επιχειρηματικό μοντέλο που βασίζονται στην πρόσβαση σε τέτοιες δυνατότητες διακινδυνεύουν την ύπαρξή τους – για παράδειγμα, μεγάλες νεοφυείς επιχειρήσεις που εκπαιδεύουν τα δικά τους μοντέλα», είπε ο Kirschen στο TechCrunch σε μια συνέντευξη μέσω
email
. «Τα μοναδικά χαρακτηριστικά της τεχνολογίας μας θα μας επιτρέψουν να φτάσουμε στην τιμή των σημερινών τσιπ για ηλεκτρονικές συσκευές ευρείας κατανάλωσης, παρόλο που τα τσιπ μας είναι ικανά να εκτελούν προηγμένη τεχνητή νοημοσύνη, κάτι που άλλοι δεν είναι».
Τα τσιπ της Semron – για τα οποία ο Demasius και ο Kirschen κατέθεσαν ένα αρχικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 2016, τέσσερα χρόνια πριν ιδρύσουν τη Semron – χρησιμοποιούν ένα κάπως ασυνήθιστο στοιχείο γνωστό ως “memcapacitor” ή έναν πυκνωτή με μνήμη, για να εκτελέσουν υπολογισμούς. Η πλειοψηφία των τσιπ υπολογιστών είναι κατασκευασμένα από τρανζίστορ, τα οποία σε αντίθεση με τους πυκνωτές δεν μπορούν να αποθηκεύσουν ενέργεια. Απλώς λειτουργούν σαν διακόπτες “on/off”, είτε αφήνουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα να περάσει είτε το σταματούν.
Οι memcapacitors της Semron, κατασκευασμένοι από συμβατικά υλικά ημιαγωγών, λειτουργούν αξιοποιώντας μια αρχή γνωστή στη χημεία ως
θωράκιση φορτίου
. Οι memcapacitors ελέγχουν ένα ηλεκτρικό πεδίο ανάμεσα στο επάνω ηλεκτρόδιο και στο κάτω ηλεκτρόδιο μέσω ενός «στρώματος θωράκισης». Το στρώμα θωράκισης, με τη σειρά του, ελέγχεται από τη μνήμη του τσιπ, το οποίο μπορεί να αποθηκεύσει τα διαφορετικά «βάρη» ενός μοντέλου AI. (Τα βάρη λειτουργούν ουσιαστικά σαν πόμολα σε ένα μοντέλο, χειραγωγώντας και προσαρμόζοντας την απόδοσή του καθώς προπονείται και επεξεργάζεται δεδομένα.)
Η προσέγγιση ηλεκτρικού πεδίου ελαχιστοποιεί την κίνηση των ηλεκτρονίων στο επίπεδο του τσιπ, μειώνοντας τη χρήση ενέργειας — και τη θερμότητα. Η Semron στοχεύει να αξιοποιήσει τις ιδιότητες μείωσης της θερμότητας του ηλεκτρικού πεδίου για να τοποθετήσει έως και εκατοντάδες στρώματα memscapacitors σε ένα μόνο τσιπ — αυξάνοντας σημαντικά την υπολογιστική ικανότητα.
Ένα σχηματικό που δείχνει τον σχεδιασμό τσιπ 3D AI της Semron.
«Χρησιμοποιούμε αυτήν την ιδιότητα ως μέσο για την ανάπτυξη πολλών εκατοντάδων υπολογιστικών πόρων σε μια σταθερή περιοχή πυριτίου», πρόσθεσε ο Kirschen. “Σκεφτείτε το σαν εκατοντάδες μάρκες σε ένα πακέτο.”
Το 2021
μελέτη
δημοσιεύεται στο περιοδικό
Nature Electronics,
Οι ερευνητές του Semron και του Max Planck Institute of Microstructure Physics εκπαίδευσαν επιτυχώς ένα μοντέλο υπολογιστικής όρασης με ενεργειακή απόδοση άνω των 3.500 TOPS/W — 35 έως 300 φορές υψηλότερη από τις υπάρχουσες τεχνικές. Το TOPS/W είναι λίγο α
ασαφής μετρική
αλλά το βασικό είναι ότι οι memcapacitors μπορούν να οδηγήσουν σε δραματικές μειώσεις της κατανάλωσης ενέργειας κατά την εκπαίδευση μοντέλων AI.
Τώρα, είναι νωρίς για τη Semron, η οποία λέει ότι η Kirschen βρίσκεται στο στάδιο του «προϊόντος» και έχει «αμελητέα» έσοδα να επιδείξει. Συχνά, το πιο δύσκολο κομμάτι της αύξησης μιας εκκίνησης τσιπ είναι η μαζική παραγωγή και η επίτευξη μιας ουσιαστικής πελατειακής βάσης — αν και όχι απαραίτητα με αυτή τη σειρά.
Δυσκολεύει τα πράγματα για τη Semron το γεγονός ότι έχει σκληρό ανταγωνισμό σε εγχειρήματα προσαρμοσμένων τσιπ όπως το Kneron, το EnCharge και το Tenstorrent, τα οποία έχουν συγκεντρώσει συλλογικά δεκάδες εκατομμύρια δολάρια σε επιχειρηματικά κεφάλαια. Το EnCharge, όπως και η Semron, σχεδιάζει τσιπ υπολογιστών που χρησιμοποιούν πυκνωτές αντί για τρανζίστορ, αλλά χρησιμοποιώντας διαφορετική αρχιτεκτονική υποστρώματος.
Ωστόσο, η Semron – η οποία έχει εργατικό δυναμικό 11 ατόμων που σχεδιάζει να αυξηθεί κατά περίπου 25 άτομα μέχρι το τέλος του έτους – κατάφερε να προσελκύσει χρηματοδότηση από επενδυτές, συμπεριλαμβανομένων των Join Capital, SquareOne, OTB Ventures και Onsight Ventures. Μέχρι σήμερα, η startup έχει συγκεντρώσει 10 εκατομμύρια ευρώ (~10,81 εκατομμύρια δολάρια).
Ο συνεργάτης της SquareOne, Georg Stockinger, είπε μέσω email:
«Οι υπολογιστικοί πόροι θα γίνουν το «πετρέλαιο» του 21ου αιώνα. Με τα μοντέλα μεγάλων γλωσσών που διψούν για υποδομές να κατακτούν τον κόσμο και τον νόμο του Μουρ να αγγίζει τα όρια της φυσικής, μια τεράστια συμφόρηση στους υπολογιστικούς πόρους θα διαμορφώσει τα επόμενα χρόνια. Η αν
επα
ρκής πρόσβαση στην υπολογιστική υποδομή θα επιβραδύνει σημαντικά την παραγωγικότητα και την ανταγωνιστικότητα τόσο των εταιρειών όσο και ολόκληρων κρατών-εθνικών. Η Semron θα αποτελέσει βασικό στοιχείο για την επίλυση αυτού του προβλήματος παρέχοντας ένα επαναστατικό νέο τσιπ που εξειδικεύεται εγγενώς στον υπολογισμό μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης. Συμβαίνει με το παραδοσιακό υπολογιστικό παράδειγμα που βασίζεται σε τρανζίστορ και μειώνει το κόστος και την κατανάλωση ενέργειας για μια δεδομένη εργασία υπολογιστών κατά τουλάχιστον 20 φορές.
VIA:
techcrunch.com
