Аналоговый ИИ? Звучит безумно, но это может быть будущее

Забудьте о цифре. Будущее ИИ за… аналоговым? По крайней мере, так утверждает Mythic , компания по производству чипов для искусственного интеллекта, которая, по ее собственным словам, делает «скачок вперед в производительности и мощности», возвращаясь назад во времени. Вроде.

До того, как ENIAC, первый в мире программируемый электронный цифровой компьютер общего назначения размером с комнату, заработал в 1945 году, вероятно, все компьютеры были аналоговыми — и таковыми были с тех пор, как существуют компьютеры.

Аналоговые компьютеры немного похожи на стереоусилители, использующие переменный диапазон как способ представления желаемых значений. В аналоговом компьютере числа представлены токами или напряжениями, а не нулями и единицами, которые используются в цифровом компьютере. Хотя ENIAC представлял собой начало конца аналоговых компьютеров, на самом деле аналоговые машины в той или иной форме существовали до 1950-х или 1960-х годов, когда победили цифровые транзисторы.

«Цифровой вид пришел на смену аналоговым вычислениям, — сказал Digital Trends Тим Велинг, старший вице-президент по развитию продуктов и бизнеса в Mythic. «Это было дешевле, быстрее, мощнее и так далее. [В результате] аналог на какое-то время исчез».

На самом деле, если изменить известную цитату, которую часто приписывают Марку Твену, можно сказать, что сообщения о смерти аналоговых вычислений были сильно преувеличены. Если триумф цифрового транзистора стал началом конца аналоговых компьютеров, то он мог быть только началом конца начала.

Создание следующего великого процессора ИИ

Однако Mythic не занимается созданием ретро-технологий намеренно. Это не какой-то стартап в стиле стимпанк, работающий в штаб-квартире старинной башни с часами, заполненной катушками Теслы; это хорошо финансируемая технологическая компания, базирующаяся в Редвуд-Сити, штат Калифорния, и Остине, штат Техас, которая создает аналоговые матричные процессоры Mythic (Mythic AMP), которые обещают повышение мощности, производительности и стоимости с использованием уникальной архитектуры аналоговых вычислений, которая значительно отличается от обычных. цифровые архитектуры.

Устройства, подобные анонсированному одночиповому аналоговому вычислительному устройству M1076, призваны открыть эру вычислительной обработки с впечатляюще низким энергопотреблением.

«Определенно существует большой интерес к созданию следующего великолепного процессора для искусственного интеллекта, — сказал Вехлинг. «Конечно, в это пространство вложено много инвестиций и венчурного капитала. В этом нет сомнений».

Аналоговый подход — это не просто маркетинговый трюк. Mythic видит проблемы в будущем для закона Мура , известного наблюдения, сделанного соучредителем Intel Гордоном Муром в 1965 году, утверждающего, что примерно каждые 18 месяцев количество транзисторов, которые можно втиснуть в интегральную схему, удваивается. Это наблюдение помогло начать период устойчивого экспоненциального совершенствования компьютеров за последние 60 лет, помогая поддерживать удивительные успехи, достигнутые исследованиями ИИ за тот же период.

Но закон Мура сталкивается с различными физическими проблемами. Развитие замедлилось из-за физических ограничений, связанных с постоянными попытками уменьшить размеры компонентов. Такие подходы, как оптические и квантовые вычисления , предлагают один из способов обойти это. Между тем, аналоговый подход Mythic направлен на создание элементов вычислений в памяти, которые функционируют как настраиваемые резисторы, подавая входы как напряжения и собирая выходы как токи. При этом идея состоит в том, что чипы компании могут эффективно обрабатывать матричное умножение, необходимое для того, чтобы искусственные нейронные сети функционировали по-новому.

Как поясняет компания : «Мы используем аналоговые вычисления для наших основных матричных операций нейронной сети, где мы умножаем входной вектор на матрицу весов. Аналоговые вычисления обеспечивают несколько ключевых преимуществ. Во-первых, он удивительно эффективен; это устраняет перемещение памяти для весов нейронной сети, поскольку они используются в качестве резисторов. Во-вторых, это высокая производительность; существуют сотни тысяч операций умножения-накопления, происходящих параллельно, когда мы выполняем одну из этих векторных операций».

«Существует множество способов решения проблемы вычислений ИИ», — сказал Вехлинг, имея в виду различные подходы, изучаемые различными производителями аппаратного обеспечения. «Нет неправильного пути. Но мы в корне верим, что подход, основанный на постоянном добавлении транзисторов и уменьшении размеров узлов процесса, основанный на законе Мура, больше нежизнеспособен. Это уже начинает доказываться. Так что независимо от того, производите вы аналоговые компьютеры или нет, компаниям придется найти другой подход к созданию продуктов следующего поколения, которые требуют больших вычислительных мощностей, малой мощности и так далее».

Будущее ИИ

Если эту проблему не решить, это окажет большое влияние на дальнейшее развитие ИИ, особенно когда это выполняется локально на устройствах. Прямо сейчас некоторые из ИИ, на которые мы ежедневно полагаемся, сочетают обработку на устройстве и облако. Думайте об этом как о сотруднике, который может принимать решения до определенного уровня, но затем должен позвонить своему боссу, чтобы спросить совета.

Это модель, используемая, например, умными динамиками, которые выполняют такие задачи, как поиск ключевых слов («ОК, Google») локально, но затем передают фактические голосовые запросы в облако, тем самым позволяя бытовым устройствам использовать мощь суперкомпьютеров. хранятся в огромных центрах обработки данных за тысячи километров.

Это все хорошо, хотя некоторые задачи требуют мгновенных ответов. И по мере того, как ИИ становится умнее, мы будем ожидать от него все большего и большего. «Мы видим много того, что мы называем Edge AI, который не зависит от облака, когда речь идет о промышленных приложениях, приложениях машинного зрения, дронах и видеонаблюдении», — сказал Вехлинг. «[Например], вы можете захотеть, чтобы камера пыталась идентифицировать кого-то и немедленно принять меры. Есть много приложений, которые требуют немедленного применения по результату».

Чипы ИИ должны идти в ногу с другими прорывами в аппаратном обеспечении. Камеры, например, постоянно совершенствуются. За последние десятилетия разрешение изображения резко увеличилось, а это означает, что модели глубокого ИИ для распознавания изображений должны анализировать постоянно растущие объемы данных о разрешении для проведения аналитики.

Добавьте к этому растущие ожидания относительно того, что, по мнению людей, должно быть извлечено из изображения — будь то сопоставление объектов в реальном времени, одновременная идентификация нескольких объектов, определение трехмерного контекста сцены — и вы поймете огромную проблему, которая Лицо систем ИИ.

Будь то обеспечение большей вычислительной мощности при сохранении небольших размеров устройств или требования конфиденциальности, требующие локальной обработки вместо аутсорсинга, Mythic считает, что ее компактные чипы могут многое предложить.

Развертывание

«Мы [в настоящее время] находимся на ранних стадиях коммерциализации», — сказал Велинг. «Мы анонсировали несколько продуктов. На данный момент у нас есть несколько клиентов, которые оценивают [нашу технологию] для использования в своих продуктах… Надеюсь, к концу этого года, началу следующего года мы увидим компании, использующие нашу технологию в своих продуктах».

Первоначально, по его словам, это, вероятно, будет использоваться в корпоративных и промышленных приложениях, таких как видеонаблюдение, производители высококлассных дронов, компании по автоматизации и многое другое. Однако не ожидайте, что потребительские приложения будут слишком сильно отставать.

«После 2022 года — [2023] в 24-м — мы также начнем видеть, как потребительские технологические компании [перенимают наши технологии]», — сказал он.

Если аналоговые вычисления окажутся инновацией, обеспечивающей дополненную и виртуальную реальность, необходимую для функционирования метавселенной… что ж, разве это не самое идеальное место встречи стимпанка и киберпанка, на которое вы только могли надеяться?

Будем надеяться, что чипы Mythic окажутся менее воображаемыми и нереальными, чем можно было бы предположить из-за выбранного названия компании.