Нейропроцессоры для систем искусственного интеллекта

Аппаратные системы поддержки искусственного интеллекта стремительно развиваются во всем мире. От правильного выбора эффективной вычислительной платформы зависит успех любого проекта в области ИИ.

Современные системы ИИ реализуются, главным образом, на архитектурах типа графических ускорителей, так как основная операция в нейросетевых вычислениях, которые являются сегодня ключевым инструментом реализации ИИ в целом, – это векторно-матричное умножение. Именно на этой операции специализируются графические процессоры, разработанные для обработки графики. Следующий логический шаг развития нейроускорителей – тензорный процессор, который может умножать трехмерные массивы чисел – тензоры. В результате основу существующего на рынке разнообразия нейропроцессоров первого поколения составляют графические и тензорные ядра, совмещенные с традиционными процессорами общего назначения.

Российские разработчики успешно конкурируют с зарубежными коллегами, предлагая собственные решения в области создания специализированных архитектур и способов реализации нейросетевых вычислений.

Так, недавно новый серверный нейроускоритель NM Quad – высокопроизводительный вычислительный модуль, предназначенный для реализации нейронных сетей, цифровой обработки сигналов и изображений, – представил НТЦ «Модуль». Изделие актуально для применения в составе специализированных высокопроизводительных вычислительных комплексов, суперкомпьютеров, серверов, центров обработки данных, в системах машинного зрения, цифровой обработки сигналов и изображений.

В основе устройства – четыре многоядерных DSP-процессора К1879ВМ8Я на базе архитектуры NeuroMatrix Core 4. Благодаря своей высокой производительности изделие может обрабатывать большие массивы данных в режиме реального времени.

Как отметил Халиль Эль Хажж, руководитель отдела маркетинга НТЦ «Модуль», сегодня на отечественном рынке нейроускорителей отсутствуют аналоги NM Quad: модуль построен на базе сразу четырех нейропроцессоров К1879ВМ8Я и обеспечивает производительность на уровне 2 TFLOPS для данных в формате fp32 и 0.5 TFLOPS – для fp64.

Важное преимущество нового нейроускорителя – гибкая настройка под задачи пользователя. Каждый из четырех процессоров К1879ВМ8Я содержит четыре независимых вычислительных кластера с четырьмя ядрами NMC4 в каждом. В рамках процессора пользователь имеет возможность самостоятельно выбрать режим работы устройства – обрабатывать данные всеми четырьмя кластерами сразу, либо дать каждому кластеру свою задачу. Такой подход масштабируется на четыре процессора К1879ВМ8Я. Таким образом, в распоряжении пользователя оказываются сразу 16 вычислительных кластеров, каждый из которых может быть настроен на индивидуальную независимую задачу, либо задействован в нужном пользователю количестве для параллельной обработки данных.

Вопросы развития технологий нейросетевых вычислений и реализации специализированных аппаратных платформ для систем на базе искусственного интеллекта можно будет обсудить на заседаниях секции №10 «Нейроморфные вычисления. Искусственный интеллект» Научной конференции «ЭКБ и микроэлектронные модули». Ключевое внимание будет уделено проблемам внедрения решений в этой области в различных областях промышленности, в том числе в робототехнике, коммуникационных системах, фундаментальной и прикладной науке, криптоанализе, промышленной автоматике, автоматике для спецприменений и т.п.

Сомодератор секции №10 к.т.н. Олег Тельминов рассказал: «Подавляющее большинство коммерчески успешных современных нейроускорителей построены на базе архитектуры фон Неймана. Так, упомянутый процессор NM6408 с 2019 года активно применяется в различных прикладных областях, о чем представители компании-разработчика НТЦ «Модуль» ежегодно докладывают на нашей секции. В этой же сфере действуют и другие разработчики нейроускорителей, в частности НПЦ «ЭЛВИС» и «Ива Технолоджис». Наша секция уделяет большое внимание параллельной ветви — нейроморфным вычислениям, использующим спайковую (импульсную) модель нейрона. Ожидаем новостей о применении нейроморфного процессора «Алтай» фирмы «Мотив НТ». Отметим, что если для классических нейроускорителей программные среды работы с нейросетями (фреймворки) имеют многолетнюю апробацию, то нейроморфные фреймворки находятся в стадии активного становления. Именно им мы и посвятим часть круглого стола нашей секции. Наблюдается активное развитие отечественных нейроморфных вычислителей на мемристивных матрицах и самой элементной базы — мемристоров. Соответствующие научные достижения услышим и обсудим на секции. Часть докладов будет посвящена нейросетям как составной части ИИ применительно к радиолокации, аэросъемке, разработке новой элементной базы и многим другим актуальным направлениям».

Конференция состоится в рамках ключевого информационного события года в мире электронных технологий ? Российского форума «Микроэлектроника 2023», который пройдет 9?14 октября 2023 года в Парке науки и искусства «Сириус» Федеральной территории «Сириус».

Источник: vk.com

Комментарии: