Budúcnosť je pre AI jasná.

Umelá inteligencia (AI) urobila od konca roku 2022 pozoruhodný pokrok. Čoraz sofistikovanejšie softvérové ​​aplikácie založené na AI prinášajú revolúciu do rôznych sektorov tým, že poskytujú inovatívne riešenia. Od bezproblémových chatbotov pre zákaznícke služby až po úžasné vizuálne generátory, AI vylepšuje naše každodenné skúsenosti. V zákulisí je však hardvér AI kľúčový pri podpore týchto inteligentných systémov.

Čo je hardvér AI?

Hardvér AI sa vzťahuje na špecializovaný počítačový hardvér určený na efektívne vykonávanie úloh súvisiacich s AI. To zahŕňa špecifické čipy a integrované obvody, ktoré ponúkajú rýchlejšie spracovanie a možnosti úspory energie. Okrem toho poskytujú potrebnú infraštruktúru na efektívne vykonávanie algoritmov a modelov AI.

Úloha hardvéru AI v strojovom učení je kľúčová, pretože pomáha pri vykonávaní zložitých programov pre modely hlbokého učenia. Okrem toho, v porovnaní s konvenčným počítačovým hardvérom, ako sú centrálne procesorové jednotky (CPU), hardvér AI dokáže urýchliť množstvo procesov, čím sa výrazne zníži čas a náklady potrebné na školenie algoritmov a exekúcie.

instagram viewer

Navyše s rastúcou popularitou AI a modely strojového učenia, bol zvýšený dopyt po riešeniach zrýchlenia. V dôsledku toho spoločnosti ako Nvidia, popredný svetový výrobca GPU, zaznamenali výrazný rast. V júni 2023 Informoval o tom denník The Washington Post že trhová hodnota Nvidie presiahla 1 bilión dolárov, čím prekonala hodnotu Tesly a Meta. Úspech spoločnosti Nvidia zdôrazňuje význam hardvéru AI v dnešnom technologickom prostredí.

1. Edge Computing Chips

Ak ste oboznámení s čo je edge computing, pravdepodobne máte nejaké znalosti o okrajových počítačových čipoch. Tieto špecializované procesory sú navrhnuté špeciálne na spustenie modelov AI na okraji siete. S čipmi edge computingu môžu používatelia spracovávať údaje a vykonávať kľúčové analytické operácie priamo pri zdroji údajov, čím sa eliminuje potreba prenosu údajov do centralizovaných systémov.

Aplikácie pre čipy edge computingu sú rôznorodé a rozsiahle. Využitie nachádzajú v autonómnych autách, systémoch na rozpoznávanie tváre, inteligentných kamerách, dronoch, prenosných lekárskych zariadeniach a iných scenároch rozhodovania v reálnom čase.

Výhody okrajových výpočtových čipov sú významné. Po prvé, výrazne znižujú latenciu spracovaním údajov v blízkosti ich zdroja, čím zlepšujú celkový výkon ekosystémov AI. Edge computing navyše zvyšuje bezpečnosť minimalizovaním množstva údajov, ktoré je potrebné preniesť do cloudu.

Tu sú niektorí z popredných výrobcov hardvéru AI v oblasti okrajových počítačových čipov:

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

2. Kvantový hardvér

Niektorí by sa mohli čudovať, "Čo je to kvantové počítanie a je to vôbec skutočné?„Kvantová výpočtová technika je skutočne skutočným a pokročilým výpočtovým systémom, ktorý funguje na princípoch kvantovej mechaniky. Zatiaľ čo klasické počítače používajú bity, kvantové výpočty využívajú na vykonávanie výpočtov kvantové bity (qubity). Tieto qubity umožňujú kvantovým výpočtovým systémom efektívnejšie spracovávať veľké súbory údajov, vďaka čomu sú veľmi vhodné pre AI, strojové učenie a hlboké učenie modelov.

Aplikácie kvantového hardvéru majú potenciál spôsobiť revolúciu v algoritmoch AI. Napríklad pri objavovaní liekov môže kvantový hardvér simulovať správanie molekúl, čo pomáha výskumníkom presne identifikovať nové lieky. Podobne v materiálovej vede môže prispieť k predpovediam klimatických zmien. Finančný sektor môže profitovať z kvantového hardvéru vývojom nástrojov na predpovedanie cien.

Nižšie sú uvedené významné výhody kvantových výpočtov pre AI:

  • Rýchlosť: Kvantové počítače sú oveľa rýchlejšie ako tradičné počítače a dokážu vyriešiť zložité problémy, ktoré by trvali miliardy rokov v priebehu niekoľkých sekúnd.
  • Presnosť: Kvantové výpočty umožňujú trénovať modely AI s veľkým množstvom údajov za kratší čas, čo vedie k vyššej presnosti predpovedí a analýz.
  • Inovácia: Kvantový výpočtový hardvér otvára možnosti pre nový vývoj a prelomy na trhu a odomyká predtým nedosiahnuteľný výpočtový výkon.

3. Integrované obvody špecifické pre aplikáciu (ASIC)

ASIC (Application Specific Integrated Circuits) sú navrhnuté pre cielené úlohy, ako je spracovanie obrazu a rozpoznávanie reči (aj keď počuli o ASIC prostredníctvom ťažby kryptomien). Ich účelom je urýchliť postupy AI, aby vyhovovali špecifickým potrebám vášho podnikania, a poskytnúť efektívnu infraštruktúru, ktorá zvyšuje celkovú rýchlosť v rámci ekosystému.

ASIC sú nákladovo efektívne v porovnaní s tradičnými centrálnymi procesorovými jednotkami (CPU) alebo grafickými procesorovými jednotkami (GPU). Je to kvôli ich energetickej účinnosti a vynikajúcemu výkonu úloh, ktorý prekonáva CPU a GPU. Výsledkom je, že ASIC uľahčujú algoritmy AI v rôznych aplikáciách.

Tieto integrované obvody dokážu spracovať značné objemy údajov, čo z nich robí nástroj na trénovanie modelov umelej inteligencie. Ich aplikácie siahajú do rôznych oblastí vrátane spracovania textov a rečových dát v prirodzenom jazyku. Okrem toho zjednodušujú nasadenie zložitých mechanizmov strojového učenia.

4. Neuromorfný hardvér

Poďakovanie za obrázok: Freepik

Neuromorfný hardvér predstavuje významný pokrok v technológii počítačového hardvéru, ktorého cieľom je napodobniť fungovanie ľudského mozgu. Tento inovatívny hardvér emuluje ľudský nervový systém a využíva a infraštruktúra neurónových sietí, fungujúce prístupom zdola nahor. Sieť obsahuje vzájomne prepojené procesory, ktoré sa označujú ako neuróny.

Na rozdiel od tradičného výpočtového hardvéru, ktorý spracováva dáta sekvenčne, neuromorfný hardvér vyniká v paralelnom spracovaní. Táto schopnosť paralelného spracovania umožňuje sieti súčasne vykonávať viacero úloh, čo vedie k vyššej rýchlosti a energetickej účinnosti.

Okrem toho neuromorfný hardvér ponúka niekoľko ďalších presvedčivých výhod. Dá sa trénovať s rozsiahlymi súbormi údajov, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií vrátane detekcie obrazu, rozpoznávania reči a spracovania prirodzeného jazyka. Navyše presnosť neuromorfného hardvéru je pozoruhodná, pretože sa rýchlo učí z obrovského množstva údajov.

Tu sú niektoré z najvýznamnejších aplikácií neuromorfných výpočtov:

  • Samoriadiace vozidlá môžu využiť neuromorfný výpočtový hardvér na zlepšenie ich schopnosti vnímať a interpretovať svoje okolie.
  • V lekárskej diagnostike môže neuromorfný hardvér prispieť k funkciám detekcie obrazu, čo pomáha pri identifikácii chorôb.
  • Rôzne zariadenia internetu vecí (Internet of Things) môžu využívať neuromorfný hardvér na zhromažďovanie a analýzu údajov, čo umožňuje efektívne spracovanie údajov a rozhodovanie.

5. Field Programmable Gate Array (FPGA)

Field Programmable Gate Array (FPGA) je pokročilý integrovaný obvod, ktorý ponúka cenné výhody pri implementácii softvéru AI. Tieto špecializované čipy je možné prispôsobiť a naprogramovať tak, aby spĺňali špecifické požiadavky ekosystému AI, čím si vyslúžili názov „programovateľné v teréne“.

FPGA pozostávajú z konfigurovateľných logických blokov (CLB), ktoré sú vzájomne prepojené a programovateľné. Táto inherentná flexibilita umožňuje širokú škálu aplikácií v oblasti AI. Okrem toho môžu byť tieto čipy naprogramované tak, aby zvládali operácie s rôznou úrovňou zložitosti, a to prispôsobovaním špecifickým potrebám systému.

FPGA fungujú ako pamäťový čip len na čítanie, ale s vyššou kapacitou brány, ponúkajú výhodu preprogramovateľnosti. To znamená, že môžu byť naprogramované viackrát, čo umožňuje úpravy a škálovateľnosť podľa vyvíjajúcich sa požiadaviek. Okrem toho sú FPGA efektívnejšie ako tradičný výpočtový hardvér a ponúkajú robustnú a nákladovo efektívnu architektúru pre aplikácie AI.

Okrem výhod prispôsobenia a výkonu poskytujú FPGA aj vylepšené bezpečnostné opatrenia. Ich kompletná architektúra zaisťuje robustnú ochranu, vďaka čomu sú spoľahlivé pre bezpečné implementácie AI.

Aká je budúcnosť hardvéru AI?

Hardvér AI je na vrchole transformačného pokroku. Vyvíjajúce sa aplikácie AI si vyžadujú špecializované systémy na splnenie výpočtových potrieb. Inovácie v procesoroch, akcelerátoroch a neuromorfných čipoch uprednostňujú efektivitu, rýchlosť, úsporu energie a paralelné výpočty. Integrácia hardvéru AI do zariadení edge a IoT umožňuje spracovanie na zariadení, zníženú latenciu a lepšie súkromie. Konvergencia s kvantovým výpočtom a neuromorfným inžinierstvom odomyká potenciál pre exponenciálnu silu a ľudské učenie.

Budúcnosť hardvéru AI je prísľubom výkonných, efektívnych a špecializovaných výpočtových systémov, ktoré prinesú revolúciu v priemysle a pretvoria naše interakcie s inteligentnými technológiami.