Brugertilpasset computermaskine til kunstig intelligens-opgaver

Forskere ved Osaka University har bygget en ny computerenhed fra feltprogrammerbare gate-arrays (FPGA), som kan tilpasses af brugeren til maksimal effektivitet i kunstig intelligens-applikationer. Sammenlignet med aktuelt brugt rewireable hardware, systemet øger kredsløbstætheden med en faktor på 12. det forventes at reducere energiforbruget med 80 %. Dette fremskridt kan føre til fleksible kunstig intelligens (AI)-løsninger, der giver forbedret ydeevne, mens de forbruger meget mindre elektricitet.

AI er ved at blive en del af hverdagen for næsten alle forbrugere. Ridesshare smartphone-apps som Uber, Gmails spamfiltre, og smart-home-enheder som Siri og Nest er alle afhængige af kunstig intelligens. Imidlertid, implementering af disse algoritmer kræver ofte en stor mængde computerkraft, hvilket betyder store elregninger, samt store CO2-fodspor. Systemer, der kunne omkobles for at optimere computerkredsløbet til hver opgave, f.eks. den menneskelige hjerne, ville give betydeligt forbedret energieffektivitet.

Normalt, vi tænker på hardware, som omfatter de fysiske logiske porte og transistorer i en computers processor, som fastsat af producenten. Imidlertid, feltprogrammerbare gate-arrays er specialiserede logiske elementer, der kan omkobles i marken af ​​brugeren til brugerdefinerede logiske applikationer. Forskerholdet brugte ikke-flygtige "via-switches", der forbliver forbundet, indtil brugeren besluttede at omkonfigurere dem. Brug af nye nanofremstillingsmetoder, de var i stand til at pakke 12 gange flere elementer ind i et gitterlignende "tværstangs"-layout. Ved at reducere den afstand, som elektroniske signaler skal dirigeres, enhederne endte med at bruge 80 % mindre strøm.

"Vores system baseret på feltprogrammerbare gate-arrays har en meget hurtig designcyklus. Det kan omprogrammeres dagligt, hvis det ønskes for at få mest mulig computerkraft til hver ny AI-applikation, ", siger førsteforfatter Masanori Hashimoto. Brugen af ​​via-switches eliminerer også behovet for det programmerende siliciumområde, som var nødvendigt i tidligere FPGA-enheder.

"Via-switch FPGA er velegnet som en højtydende implementeringsplatform af de nyeste AI-algoritmer, " siger seniorforfatter Jaehoon Yu.

Artiklen, "Via-switch FPGA:65nm CMOS-implementering og arkitekturudvidelse til AI-applikationer, " blev offentliggjort i de tekniske sammendrag af IEEE International Solid-State Circuits Conference 2020.