Производительность систем искусственного интеллекта упирается в ограничения классической электроники. Ученые предлагают радикальное решение — изменить саму структуру чипа.

Компания SkyWater Technology и инженеры из Стэнфордского университета (Stanford University), Университета Карнеги-Меллона (Carnegie Mellon University) и других вузов представили рабочий прототип. Это не плоский чип, а многослойная структура. Блоки памяти и вычислений расположены друг над другом, соединяясь вертикальными каналами.

Такая конструкция борется с так называемой «стеной памяти». Суть проблемы проста: современные процессоры вычисляют быстрее, чем успевают получать данные из памяти. Информации много, а «дорог» для ее быстрой переброски к ядрам — мало. Это и есть «стена». В новом чипе память находится вплотную к вычислительным элементам, что резко сокращает задержки.

Результат уже есть. Аппаратные тесты показывают, что прототип превосходит аналогичные 2D-чипы примерно в четыре раза. Моделирование более сложных многослойных версий предсказывает рост производительности в двенадцать раз для реальных задач ИИ. В долгосрочной перспективе возможен скачок в 100-1000 раз по ключевому показателю энергоэффективности.

Ключевое достижение — чип изготовили на действующем коммерческом заводе SkyWater в Блумингтоне (штат Миннесота, США), а не в лаборатории. Это доказывает технологическую готовность к масштабированию. Как заявил профессор Стэнфорда Субхасиш Митра (Subhasish Mitra), такие прорывы нужны для скачка в производительности, который потребуется будущим системам ИИ.