ИИ становится частью повседневной жизни почти всех потребителей. Приложения для смартфонов, такие как Uber, фильтры спама Gmail и устройства для умного дома, такие как Siri и Nest, полагаются на ИИ. Однако для реализации этих алгоритмов часто требуются большие вычислительные мощности, что означает большие счета за электроэнергию, а также большие углеродные следы.
Системы, которые можно было бы – как человеческий мозг – перестроить для оптимизации компьютерных схем для каждой задачи, обеспечили бы значительно повышенную энергоэффективность.
Обычно мы думаем об оборудовании, которое включает в себя физические логические вентили и транзисторы процессора компьютера, как это установлено производителем.
Однако программируемые пользователем вентильные матрицы представляют собой специализированные логические элементы, которые могут быть перемонтированы «в полевых условиях» пользователем для пользовательских логических приложений. Исследовательская группа использовала энергонезависимые «промежуточные коммутаторы», которые остаются подключенными до тех пор, пока пользователь не решит их перенастроить. Используя новые методы нанопроизводства, они смогли упаковать в двенадцать раз больше элементов в сетчатую «перекладину».
За счет уменьшения расстояния, на которое необходимо маршрутизировать электронные сигналы, устройствам требуется на 80% меньше энергии.
«Наша система на основе программируемых вентильных матриц имеет очень быстрый цикл проектирования. При желании его можно ежедневно перепрограммировать, чтобы получить максимальную вычислительную мощность для каждого нового приложения ИИ », – говорит первый автор Масанори Хашимото.
Использование переходных переключателей также устраняет необходимость в программной области кремния, которая была необходима в предыдущих устройствах FPGA.
«ПЛИС с промежуточным переключателем подходит в качестве высокопроизводительной платформы для реализации новейших алгоритмов искусственного интеллекта», – говорит старший автор Джэхун Ю.