Google vyvinul neuronovou síť, která mu pomáhá navrhovat procesory pro A.I.

Návrh nového křemíkového čipu není žádná legrace. Nejen že musíte vyvinout jeho softwarovou logiku – API, nebo použít některou z hotových a komerčně dostupných instrukčních sad (ARM, RISC-V aj.), ale tím nejdůležitějším krokem bude stejně návrh samotného fyzikálního obvodu pro křemíkový wafer.

Tzv. placement nakonec rozhoduje o tom, jakým způsobem bude čip vyzařovat teplo, jak bude chybový, takže se některé elementární logické operace budou muset opakovat častěji, což zpomalí celý výpočet, a také jestli bude čip vůbec na fyzikální úrovni vše stíhat.

Placement je opravdová věda

Představte si například čip pracující s nativním taktem 1 GHz. Jeden pulz tedy trvá 1 nanosekundu. Během něho se musí vykonat veškerá elementární a dále nedělitelná práce, jinak by došlo ke zhroucení celého synchronního stroje.

Když byste v takovém obvodu vytvořili nějaký synchronní logický obvod, který musí vykonat práci právě během jednoho taktu, ale jeho elektrická cesta by byla příliš dlouhá a postupně by ji zpomalovala třeba řada logických hradel, ani informace šířící se v elektromagnetickém poli téměř rychlostí světla, by to nemusela stihnout.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Program v jazyku Verilog pro čip FPGA, který rozbliká LED na jednom z pinů GPIO. Na hardwarové úrovni tvoří program vzájemné propojení základních logických členů/hradel čipu FPGA. I tato propojující cesta musí být co nejefektivnější,  a tak každé vývojové prostředí pro FPGA nabízí detailní analýzu času až na úroveň pikosekund.

S designem správného placementu dnes proto čipovým návrhářům pomáhají specializované programy, které při výpočtu cesty neustále hlídají, jestli náš abstraktní programátorský záměr nekoliduje se zákony fyziky.

Google experimentuje s počítáním placementu pomocí A.I.

I tak ale může detailní návrh placementu trvat celé týdny a měsíce. Inženýři Googlu, který pro svoji stáj navrhl vlastní A.I. čipy TPU a Edge TPU, si proto řekli, proč nezkusit vpustit neuronovou síť i do návrhu korektní elektrické cesty v nitru miniaturních čipů.

Klepněte pro větší obrázek
Výpočetní jednotka s čipy pro A.I. Google TPU

Neuronce předali ke studiu svoje a další veřejné návrhy a dobrá věc se nakonec opravdu podařila. To, co expertům s dosavadními softwarovými prostředky trvalo několik týdnů, zvládl experimentální algoritmus za méně než 24 hodin.

Autoři se se svým optimalizačním mechanizmem pro návrh čipů pochlubili na Arxivu, a pokud jej dokážou přetavit v použitelnou věc, mohl by Googlu výrazně pomoci s návrhem dalších vlastních integrovaných obvodů. Nejen pro datová centra, ale třeba i pro mobilní telefony.

Diskuze (3) Další článek: Pandemie COVID-19 komplikuje i výzkum vesmíru. SpaceX musela odložit start rakety

Témata článku: Technologie, Hardware, Google, Procesory, FPGA, Fyzika, API, Neuronová síť, Edge TPU, Placement, Čip, Takt, Procesor, Abstrakt, Zhroucení, Návrh, Obvod


Určitě si přečtěte

Platby kartou se můžou rozšířit úplně všude. Jako terminál poslouží mobil
Lukáš Václavík
BankaPlacení mobilemNFC
Nešťastný vývojář ukazuje, proč není dobré být závislý na Googlu
Lukáš Václavík
InternetGoogle
Vybíráme nejlepší monitory: Od úplně levných až po displeje na rozmazlování očí

Vybíráme nejlepší monitory: Od úplně levných až po displeje na rozmazlování očí

** Vybrali jsme nejlepší monitory na práci i pořádné hraní ** Nejlevnější monitor s kvalitním panelem nestojí ani tři tisíce ** Rozlišení 4K a větší obrazovka už není nedostupný luxus

David Polesný | 31

David Polesný
Monitory
Lépe bylo bez Googlu, přiznal s odstupem bývalý šéf Waze
Markéta Mikešová
WazeGoogle
Pozor na tyto doplňky pro Chrome a Edge. Mohou obsahovat malware, varuje Avast
Jakub Čížek
MalwareProhlížeče