5 najbolj obetavnih tehnologij strojne opreme AI

Umetna inteligenca (AI) je od konca leta 2022 dosegla izjemen napredek. Vse bolj sofisticirane programske aplikacije, ki temeljijo na umetni inteligenci, spreminjajo različne sektorje z zagotavljanjem inovativnih rešitev. Umetna inteligenca izboljšuje naše vsakodnevne izkušnje, od brezhibnih klepetalnih robotov za pomoč strankam do osupljivih vizualnih generatorjev. Vendar je v zakulisju strojna oprema AI ključna pri spodbujanju teh inteligentnih sistemov.

Kaj je strojna oprema AI?

Strojna oprema AI se nanaša na specializirano računalniško strojno opremo, zasnovano za učinkovito izvajanje nalog, povezanih z AI. To vključuje posebne čipe in integrirana vezja, ki ponujajo hitrejšo obdelavo in zmožnosti varčevanja z energijo. Poleg tega zagotavljajo potrebno infrastrukturo za učinkovito izvajanje algoritmov in modelov AI.

Vloga strojne opreme AI pri strojnem učenju je ključna, saj pomaga pri izvajanju kompleksnih programov za modele globokega učenja. Poleg tega lahko strojna oprema AI v primerjavi s konvencionalno računalniško strojno opremo, kot so centralne procesne enote (CPE). pospešijo številne procese, kar bistveno zmanjša čas in stroške, potrebne za usposabljanje algoritmov in izvedba.

Poleg tega z naraščajočo priljubljenostjo AI in modeli strojnega učenja, se je povečalo povpraševanje po rešitvah za pospeševanje. Posledično so podjetja, kot je Nvidia, vodilni proizvajalec grafičnih procesorjev na svetu, doživela znatno rast. junija 2023 Washington Post je poročal da je tržna vrednost Nvidie presegla 1 bilijon dolarjev, kar je preseglo vrednost Tesle in Mete. Uspeh Nvidie poudarja pomen strojne opreme AI v današnjem tehnološkem okolju.

1. Robni računalniški čipi

Če poznate kaj je robno računalništvo, verjetno že nekaj razumete o robnih računalniških čipih. Ti specializirani procesorji so zasnovani posebej za izvajanje modelov AI na robu omrežja. Z robnimi računalniškimi čipi lahko uporabniki obdelujejo podatke in izvajajo ključne analitične operacije neposredno pri viru podatkov, s čimer odpravijo potrebo po prenosu podatkov v centralizirane sisteme.

Aplikacije za robne računalniške čipe so raznolike in obsežne. Uporabne so v samovozečih avtomobilih, sistemih za prepoznavanje obrazov, pametnih kamerah, dronih, prenosnih medicinskih napravah in drugih scenarijih odločanja v realnem času.

Prednosti robnih računalniških čipov so pomembne. Prvič, močno zmanjšajo zakasnitev z obdelavo podatkov blizu njihovega vira, s čimer se izboljša splošno delovanje ekosistemov umetne inteligence. Poleg tega robno računalništvo povečuje varnost z zmanjšanjem količine podatkov, ki jih je treba prenesti v oblak.

Tukaj je nekaj vodilnih proizvajalcev strojne opreme AI na področju čipov za robno računalništvo:

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

2. Kvantna strojna oprema

Nekateri se morda sprašujejo, "Kaj je kvantno računalništvo in ali je sploh resnično?»Kvantno računalništvo je res resničen in napreden računalniški sistem, ki deluje po načelih kvantne mehanike. Medtem ko klasični računalniki uporabljajo bite, kvantno računalništvo uporablja kvantne bite (qubite) za izvajanje izračunov. Ti kubiti omogočajo kvantnim računalniškim sistemom učinkovitejšo obdelavo velikih naborov podatkov, zaradi česar so zelo primerni za AI, strojno učenje in globoko učenje modeli.

Aplikacije kvantne strojne opreme lahko spremenijo algoritme umetne inteligence. Na primer, pri odkrivanju zdravil lahko kvantna strojna oprema simulira vedenje molekul, kar raziskovalcem pomaga pri natančnem prepoznavanju novih zdravil. Podobno lahko v znanosti o materialih prispeva k napovedim podnebnih sprememb. Finančni sektor ima lahko koristi od kvantne strojne opreme z razvojem orodij za napovedovanje cen.

Spodaj so pomembne prednosti kvantnega računalništva za AI:

• Hitrost: Kvantni računalniki so veliko hitrejši od tradicionalnih računalnikov in sposobni rešiti zapletene probleme, ki bi trajali milijarde let v nekaj sekundah.
• Natančnost: Kvantno računalništvo omogoča učenje modelov AI z velikimi količinami podatkov v krajšem času, kar vodi do večje natančnosti pri napovedih in analizah.
• Inovativnost: Strojna oprema za kvantno računalništvo odpira možnosti za nov razvoj in preboje na trgu, s čimer sprosti prej nedosegljivo računalniško moč.

3. Integrirana vezja za specifične aplikacije (ASIC)

Integrirana vezja za specifične aplikacije (ASIC) so zasnovana za ciljno usmerjena opravila, kot sta obdelava slik in prepoznavanje govora (čeprav imate morda slišal za ASIC s pomočjo rudarjenja kriptovalut). Njihov namen je pospešiti postopke umetne inteligence za izpolnitev posebnih potreb vašega podjetja in zagotoviti učinkovito infrastrukturo, ki poveča splošno hitrost v ekosistemu.

ASIC so stroškovno učinkoviti v primerjavi s tradicionalnimi centralnimi procesnimi enotami (CPE) ali grafičnimi procesnimi enotami (GPU). To je posledica njihove energetske učinkovitosti in vrhunske zmogljivosti pri opravilih, ki presegajo CPE in GPE. Kot rezultat, ASIC-ji olajšajo algoritme AI v različnih aplikacijah.

Ta integrirana vezja lahko obdelujejo znatne količine podatkov, zaradi česar so ključna pri usposabljanju modelov umetne inteligence. Njihove aplikacije segajo na različna področja, vključno z obdelavo besedil in govornih podatkov v naravnem jeziku. Poleg tega poenostavljajo uvajanje zapletenih mehanizmov strojnega učenja.

4. Nevromorfna strojna oprema

Nevromorfna strojna oprema predstavlja pomemben napredek v tehnologiji računalniške strojne opreme, katerega namen je posnemati delovanje človeških možganov. Ta inovativna strojna oprema posnema človeški živčni sistem in sprejme a infrastrukturo nevronske mreže, ki deluje po pristopu od spodaj navzgor. Omrežje sestavljajo medsebojno povezani procesorji, imenovani nevroni.

V nasprotju s tradicionalno računalniško strojno opremo, ki podatke obdeluje zaporedno, nevromorfna strojna oprema blesti pri vzporedni obdelavi. Ta zmožnost vzporedne obdelave omogoča omrežju hkratno izvajanje več nalog, kar ima za posledico izboljšano hitrost in energetsko učinkovitost.

Poleg tega ponuja nevromorfna strojna oprema številne druge prepričljive prednosti. Usposobiti ga je mogoče z obsežnimi nabori podatkov, zaradi česar je primeren za široko paleto aplikacij, vključno z zaznavanjem slik, prepoznavanjem govora in obdelavo naravnega jezika. Poleg tega je natančnost nevromorfne strojne opreme izjemna, saj se hitro uči iz ogromnih količin podatkov.

Tukaj je nekaj najbolj opaznih nevromorfnih računalniških aplikacij:

• Samovozeča vozila lahko izkoristijo nevromorfno računalniško strojno opremo za izboljšanje svoje sposobnosti zaznavanja in interpretacije okolice.
• V medicinski diagnostiki lahko nevromorfna strojna oprema prispeva k funkcijam zaznavanja slik, kar pomaga pri prepoznavanju bolezni.
• Različne naprave IoT (Internet of Things) lahko uporabljajo nevromorfno strojno opremo za zbiranje in analizo podatkov, kar omogoča učinkovito obdelavo podatkov in sprejemanje odločitev.

5. Field Programmable Gate Array (FPGA)

Field Programmable Gate Array (FPGA) je napredno integrirano vezje, ki ponuja dragocene prednosti za implementacijo programske opreme AI. Te specializirane čipe je mogoče prilagoditi in programirati tako, da ustrezajo posebnim zahtevam ekosistema umetne inteligence, zaradi česar so si prislužili ime "programljivi na terenu".

FPGA so sestavljeni iz nastavljivih logičnih blokov (CLB), ki so med seboj povezani in jih je mogoče programirati. Ta inherentna prilagodljivost omogoča široko paleto aplikacij na področju umetne inteligence. Poleg tega je mogoče te čipe programirati za upravljanje operacij različnih stopenj kompleksnosti in prilagajanje posebnim potrebam sistema.

FPGA, ki delujejo kot pomnilniški čip samo za branje, vendar z večjo zmogljivostjo vrat, ponujajo prednost ponovnega programiranja. To pomeni, da jih je mogoče programirati večkrat, kar omogoča prilagoditve in razširljivost glede na razvijajoče se zahteve. Poleg tega so FPGA učinkovitejši od tradicionalne računalniške strojne opreme, saj ponujajo robustno in stroškovno učinkovito arhitekturo za aplikacije AI.

Poleg svojih prednosti prilagajanja in zmogljivosti FPGA zagotavljajo tudi izboljšane varnostne ukrepe. Njihova popolna arhitektura zagotavlja robustno zaščito, zaradi česar so zanesljivi za varne implementacije AI.

Kakšna je prihodnost strojne opreme AI?

Strojna oprema AI je na vrhuncu transformativnega napredka. Razvijajoče se aplikacije AI zahtevajo specializirane sisteme za izpolnjevanje računalniških potreb. Inovacije v procesorjih, pospeševalnikih in nevromorfnih čipih dajejo prednost učinkovitosti, hitrosti, varčevanju z energijo in vzporednemu računanju. Integracija strojne opreme AI v robne naprave in naprave IoT omogoča obdelavo v napravi, zmanjšano zakasnitev in izboljšano zasebnost. Konvergenca s kvantnim računalništvom in nevromorfnim inženiringom sprosti potencial za eksponentno moč in človeško podobno učenje.

Prihodnost strojne opreme AI obljublja zmogljive, učinkovite in specializirane računalniške sisteme, ki bodo revolucionirali industrije in preoblikovali naše interakcije z inteligentnimi tehnologijami.