5 perspektyviausios AI aparatinės įrangos technologijos

Nuo 2022 m. pabaigos dirbtinis intelektas (AI) padarė didelę pažangą. Vis sudėtingesnės dirbtiniu intelektu pagrįstos programinės įrangos taikomosios programos kelia revoliuciją įvairiuose sektoriuose, teikdamos išradingus sprendimus. Nuo vientisų klientų aptarnavimo pokalbių robotų iki nuostabių vaizdo generatorių – dirbtinis intelektas gerina mūsų kasdienę patirtį. Tačiau užkulisiuose AI aparatinė įranga yra labai svarbi kuriant šias išmaniąsias sistemas.

Kas yra AI aparatinė įranga?

DI aparatinė įranga reiškia specializuotą kompiuterio aparatinę įrangą, sukurtą efektyviai atlikti su DI susijusias užduotis. Tai apima specifinius lustus ir integrinius grandynus, kurie siūlo greitesnį apdorojimą ir energijos taupymo galimybes. Be to, jie suteikia reikiamą infrastruktūrą, kad būtų galima efektyviai vykdyti AI algoritmus ir modelius.

AI aparatinės įrangos vaidmuo mašininiame mokyme yra labai svarbus, nes jis padeda vykdyti sudėtingas programas, skirtas gilaus mokymosi modeliams. Be to, lyginant su įprasta kompiuterine įranga, tokia kaip centriniai procesoriai (CPU), AI aparatinė įranga gali pagreitinti daugybę procesų, žymiai sumažinant algoritmų mokymo laiką ir išlaidas egzekucija.

Be to, augant AI populiarumui ir mašininio mokymosi modeliai, išaugo pagreičio sprendimų paklausa. Dėl to tokios kompanijos kaip „Nvidia“, pirmaujanti pasaulyje GPU gamintoja, pastebimai išaugo. 2023 m. birželio mėn. „The Washington Post“ pranešė kad „Nvidia“ rinkos vertė viršijo 1 trilijoną dolerių ir pranoksta „Tesla“ ir „Meta“ vertę. „Nvidia“ sėkmė pabrėžia AI aparatinės įrangos reikšmę šiandienos technologijų aplinkoje.

1. Krašto skaičiavimo lustai

Jei esate susipažinę su kas yra briaunų skaičiavimas, tikriausiai turite šiek tiek supratimo apie krašto skaičiavimo lustus. Šie specializuoti procesoriai yra specialiai sukurti dirbtinio intelekto modeliams paleisti tinklo pakraštyje. Naudodami krašto skaičiavimo lustus, vartotojai gali apdoroti duomenis ir atlikti esmines analitines operacijas tiesiai prie duomenų šaltinio, todėl nereikia perduoti duomenų į centralizuotas sistemas.

Krašto skaičiavimo lustų pritaikymas yra įvairus ir platus. Jie naudingi savarankiškai vairuojamuose automobiliuose, veido atpažinimo sistemose, išmaniuosiuose fotoaparatuose, dronuose, nešiojamuose medicinos prietaisuose ir kituose sprendimų priėmimo realiuoju laiku scenarijuose.

Kraštinių skaičiavimo lustų pranašumai yra reikšmingi. Pirma, jie labai sumažina delsą apdorodami duomenis netoli jų šaltinio, o tai pagerina bendrą AI ekosistemų našumą. Be to, krašto kompiuterija padidina saugumą sumažindama duomenų, kuriuos reikia perduoti į debesį, kiekį.

Štai keletas pirmaujančių AI aparatūros gamintojų kraštinių skaičiavimo lustų srityje:

• Jetson Xavier NX
• AMD EPYC™ Embedded 3000 Series
• Jetsonas Nano
• ARM Cortex-M55
• ARM Ethos-U55

2. Kvantinė aparatūra

Kai kam gali kilti klausimas:Kas yra kvantinė kompiuterija ir ar ji net tikra?"Kvantinė kompiuterija iš tiesų yra tikra ir pažangi skaičiavimo sistema, kuri veikia remiantis kvantinės mechanikos principais. Nors klasikiniai kompiuteriai naudoja bitus, kvantinis skaičiavimas naudoja kvantinius bitus (kubitus) skaičiavimams atlikti. Šie kubitai leidžia kvantinės skaičiavimo sistemoms efektyviau apdoroti didelius duomenų rinkinius, todėl jie labai tinka dirbtiniam intelektui, mašininis mokymasis ir gilus mokymasis modeliai.

Kvantinės aparatinės įrangos taikymas gali pakeisti AI algoritmus. Pavyzdžiui, ieškant vaistų, kvantinė aparatinė įranga gali imituoti molekulių elgesį ir padėti tyrėjams tiksliai identifikuoti naujus vaistus. Panašiai medžiagų mokslo srityje jis gali prisidėti prie klimato kaitos prognozių. Finansų sektorius gali gauti naudos iš kvantinės įrangos, kurdamas kainų prognozavimo įrankius.

Žemiau pateikiami reikšmingi AI kvantinio skaičiavimo pranašumai:

• Greitis: Kvantiniai kompiuteriai yra daug greitesni nei tradiciniai kompiuteriai, galintys išspręsti sudėtingas problemas, kurios užtruktų milijardus metų per kelias sekundes.
• Tikslumas: Kvantinis skaičiavimas leidžia dirbtinio intelekto modelius apmokyti naudojant didelį duomenų kiekį per trumpesnį laiką, todėl prognozės ir analizės yra tikslesnės.
• Inovacijos: Kvantinės skaičiavimo aparatinė įranga atveria galimybes naujiems pokyčiams ir proveržiams rinkoje, atlaisvindama anksčiau nepasiekiamą skaičiavimo galią.

3. Specifiniai integriniai grandynai (ASIC)

Specifiniai integriniai grandynai (ASIC) yra skirti tikslinėms užduotims, tokioms kaip vaizdo apdorojimas ir kalbos atpažinimas (nors galite išgirdo apie ASIC per kriptovaliutų kasimą). Jų tikslas – paspartinti dirbtinio intelekto procedūras, kad jos atitiktų konkrečius jūsų verslo poreikius, sukuriant veiksmingą infrastruktūrą, kuri padidina bendrą ekosistemos greitį.

ASIC yra ekonomiškai efektyvūs, palyginti su tradiciniais centriniais procesoriais (CPU) arba grafikos apdorojimo įrenginiais (GPU). Taip yra dėl jų energijos vartojimo efektyvumo ir puikaus užduočių atlikimo, pranokstančio CPU ir GPU. Dėl to ASIC palengvina AI algoritmus įvairiose programose.

Šios integrinės grandinės gali apdoroti didelius duomenų kiekius, todėl jos yra naudingos mokant dirbtinio intelekto modelius. Jų taikymas apima įvairias sritis, įskaitant tekstų ir kalbos duomenų apdorojimą natūralia kalba. Be to, jie supaprastina sudėtingų mašininio mokymosi mechanizmų diegimą.

4. Neuromorfinė aparatūra

Neuromorfinė aparatinė įranga yra reikšmingas kompiuterių aparatinės įrangos technologijų pažanga, kuria siekiama imituoti žmogaus smegenų veiklą. Ši naujoviška aparatinė įranga imituoja žmogaus nervų sistemą ir priima a neuroninių tinklų infrastruktūra, veikiantis metodu „iš apačios į viršų“. Tinklas susideda iš tarpusavyje sujungtų procesorių, vadinamų neuronais.

Skirtingai nuo tradicinės skaičiavimo įrangos, kuri duomenis apdoroja nuosekliai, neuromorfinė aparatinė įranga pasižymi lygiagrečiu apdorojimu. Ši lygiagretaus apdorojimo galimybė leidžia tinklui vienu metu atlikti kelias užduotis, o tai pagerina greitį ir energijos vartojimo efektyvumą.

Be to, neuromorfinė aparatinė įranga turi keletą kitų įtikinamų pranašumų. Jis gali būti apmokytas naudojant didelius duomenų rinkinius, todėl tinka įvairioms programoms, įskaitant vaizdo aptikimą, kalbos atpažinimą ir natūralios kalbos apdorojimą. Be to, neuromorfinės aparatinės įrangos tikslumas yra puikus, nes ji greitai mokosi iš daugybės duomenų.

Štai keletas žymiausių neuromorfinių skaičiavimo programų:

• Savarankiškai važiuojančios transporto priemonės gali panaudoti neuromorfinę kompiuterinę įrangą, kad pagerintų jų gebėjimą suvokti ir interpretuoti aplinką.
• Medicininėje diagnostikoje neuromorfinė aparatinė įranga gali prisidėti prie vaizdo aptikimo funkcijų, padedančių nustatyti ligas.
• Įvairūs daiktų interneto (Internet of Things) įrenginiai gali naudoti neuromorfinę aparatinę įrangą duomenims rinkti ir analizuoti, kad būtų galima efektyviai apdoroti duomenis ir priimti sprendimus.

5. Lauko programuojamų vartų masyvas (FPGA)

Lauko programuojamų vartų masyvas (FPGA) yra pažangi integruota grandinė, teikianti vertingos naudos diegiant AI programinę įrangą. Šiuos specializuotus lustus galima pritaikyti ir užprogramuoti taip, kad jie atitiktų specifinius AI ekosistemos reikalavimus, todėl jie vadinami „programuojami lauke“.

FPGA susideda iš konfigūruojamų loginių blokų (CLB), kurie yra tarpusavyje sujungti ir programuojami. Šis būdingas lankstumas leidžia pritaikyti įvairias AI srityje. Be to, šie lustai gali būti užprogramuoti atlikti įvairaus sudėtingumo operacijas, prisitaikant prie konkrečių sistemos poreikių.

FPGA veikia kaip tik skaitymo atminties lustas, bet turi didesnę vartų talpą, todėl suteikia perprogramavimo pranašumą. Tai reiškia, kad juos galima programuoti kelis kartus, todėl galima koreguoti ir keisti mastelį pagal besikeičiančius reikalavimus. Be to, FPGA yra efektyvesnės nei tradicinė skaičiavimo aparatinė įranga, siūlanti tvirtą ir ekonomišką AI taikomųjų programų architektūrą.

Be pritaikymo ir našumo pranašumų, FPGA taip pat suteikia patobulintas saugos priemones. Visa jų architektūra užtikrina tvirtą apsaugą, todėl jie yra patikimi saugiam AI diegimui.

Kokia yra AI aparatinės įrangos ateitis?

Dirbtinio intelekto aparatinė įranga yra transformacinės pažangos viršūnėje. Besivystančios AI programos reikalauja specializuotų sistemų, kurios patenkintų skaičiavimo poreikius. Procesorių, greitintuvų ir neuromorfinių lustų naujovės teikia pirmenybę efektyvumui, greičiui, energijos taupymui ir lygiagrečiam skaičiavimui. AI aparatinės įrangos integravimas į krašto ir daiktų interneto įrenginius leidžia apdoroti įrenginiuose, sumažinti delsą ir padidinti privatumą. Konvergencija su kvantiniu skaičiavimu ir neuromorfine inžinerija atveria eksponentinės galios ir į žmogų panašaus mokymosi potencialą.

DI aparatinės įrangos ateitis žada galingas, efektyvias ir specializuotas skaičiavimo sistemas, kurios pakeis pramonės šakas ir pakeis mūsų sąveiką su pažangiosiomis technologijomis.