Термодинамичен чип разрешава енергийната криза за изкуствения интелект

Американският стартиращ бизнес Extropic разработи иновационен процесор за изкуствен интелект. Този чип функционира по принципите на термодинамиката, а не по традиционните алгоритми. Целта на разработката е да се справи с въпроса за голямата енергийна консумация, свързана с изкуствения интелект.

От компанията твърдят, че първоначалните тестове на техните чипове показват, че те могат да изпълняват генеративни задачи с консумация на енергия, която е до 10 000 пъти по-ниска в сравнение с настоящите графични ускорители.

Излизането на чипа на пазара се съвпада с времената, в които големи технологични компании се сблъскват с „енергийна стена” в сферата на изкуствения интелект. Според независими анализатори, до 2030 г. американските центрове за данни ще се очаква да консумират 426 тераватчаса на година, което е повече от два пъти в сравнение с 183 TWh през 2024 г. За сведение, това количество е достатъчно, за да осигури електричество за десетки милиони домове.

Големи компании като Amazon, Meta и Apple инвестират милиарди долари в нови центрове за данни, опитвайки се да създадат все по-мощни процесори за захранване на увеличаващите се изисквания на изкуствения интелект. Въпреки това, тези иновации водят до огромно потребление на енергия.

Обратен подход

Концепцията на Extropic е различна – вместо да увеличава мощността, тя се фокусира върху радикалното подобряване на изчислителната ефективност. Този подход, известен като термодинамични изчисления, преработва самия принцип на работа на процесорите.

Вместо да се стреми към абсолютна сигурност, при която всеки електрон представлява строго „0” или „1”, чипът се възползва от естествените термични флуктуации на електроните – шум, който в класическите схеми често се счита за проблем.

Основен аспект на архитектурата са вероятностните битове или p-битове, които не фиксират дадена стойност, а описват състояние с определена вероятност. Това позволява директно моделиране на процеси на неопределеност, което е основата на генеративни модели, подобни на ChatGPT.

На хардуерно ниво, такава работа се реализира по-бързо и с много по-ниска консумация на енергия, отколкото информираността на традиционните матрични изчисления, използвани от графичните процесори.

Тревър Маккорт, съосновател и главен технически директор на Extropic, описа иновацията по следния начин:

„Създадохме ядро ​​за машинно обучение, което е много по-ефективно от матричното умножение. По същество Extropic използва физиката, за да реши компютърен проблем: да накара силиция да работи не въпреки шума, а с него”.

Първи клиенти

Компанията вече пусна първите си тестови платки, известни под името XTR-0, а партньори – сред които частни лаборатории и правителствени агенции – започнаха тестовете с тях. Един от първите потребители е стартъпът за метеорологични прогнози Atmo, чиито специалисти са потвърдили, че p-битовете „се държат както се очаква”.

Extropic също така разработи алгоритъм DTM (Denoising Thermodynamic Model), оптимизиран за тяхната архитектура, и библиотеката с отворен код thrml за Python, която позволява симулиране на термодинамични единици на обикновени графични процесори. Това дава възможност на разработчиците да проучват новата парадигма, без да чакат окончателната версия на чиповете.

Стартиращата компания е успяла да привлече 14,1 милиона долара начален капитал и бързо адаптира иновативната си концепция в готов продукт.

Главният изпълнителен директор Гийом Вердон, който е физик и поддръжник на технологичното ускорение, твърди, че бъдещето на изкуствения интелект не зависи от мащабни центрове за данни, а от иновацията на „напълно различен, много по-ефективен инструмент”.