IBM coopère avec Macronix pour lancer une nouvelle puce de simulation d'IA, 14 fois plus économe en énergie et équipée d'une technologie de mémoire à changement de phase

Le laboratoire de recherche IBM a publié ses derniers résultats de recherche dans la revue Nature le 23 août, développant avec succès une nouvelle puce de simulation d'intelligence artificielle (IA). L'efficacité énergétique de cette puce est 14 fois supérieure à celle des puces informatiques numériques traditionnelles, ce qui peut réduire considérablement la consommation électrique des calculs d'IA

Le contenu est réécrit comme suit : selon le résumé, les modèles d'intelligence artificielle actuels avec des milliards de paramètres peuvent atteindre une grande précision dans une variété de tâches, mais mettent également en évidence les limites des processeurs traditionnels à usage général (y compris les processeurs graphiques et les unités centrales de traitement). ), etc.) problèmes de faibles performances. Afin de résoudre ce problème, l'équipe de recherche d'IBM a proposé une solution de « calcul de mémoire simulée » pour offrir une efficacité énergétique plus élevée en effectuant une multiplication matrice-vecteur en parallèle sur sa propre mémoire

L'équipe de recherche d'IBM a développé une puce analogique de 14 nanomètres basée sur cette solution, utilisant 34 matrices de mémoire à changement de phase (PCM), combinant une entrée de conversion numérique-analogique, des circuits périphériques analogiques, une sortie de conversion analogique-numérique et de grandes Routage de maillage dimensionnel binaire parallèle à l'échelle. Chaque puce de 14 nanomètres peut coder 35 millions de PCM, et dans une solution où chaque poids correspond à 2 PCM, 17 millions de paramètres peuvent être pris en charge. Combinées, ces puces peuvent gérer des expériences d'applications d'IA du monde réel aussi efficacement que les puces numériques

Au cours du processus de test, l'équipe de recherche d'IBM a utilisé les ensembles de données de détection vocale de Google et de reconnaissance vocale Librispeech pour tester respectivement l'efficacité des capacités de traitement linguistique de la puce

L'équipe IBM a proposé une architecture de réseau neuronal convolutif pour la détection vocale de mots clés et l'a entraînée à l'aide d'un ensemble de données de commandes vocales Google contenant 12 mots clés. L'équipe a adopté une structure de réseau FC (entièrement connectée) plus simple, atteignant finalement une précision de reconnaissance de 86,14 %, et la vitesse de soumission était 7 fois plus rapide que le meilleur cas actuel de MLPerf. Le modèle est entraîné au niveau matériel sur le GPU, puis déployé sur la puce IA simulée de l'équipe

Sur le plus grand ensemble de données de reconnaissance vocale Librispeech, nous avons utilisé une combinaison de 5 puces d'IA simulées pour exécuter un modèle RNN-T (Recurrent Neural Network Translator) afin de transcrire le contenu vocal lettre par lettre. Le système, qui contient 45 millions de poids provenant de 140 millions de dispositifs PCM sur cinq puces, est capable de capturer et de transcrire le son des personnes parlant avec une précision très proche de celle d'une configuration matérielle numérique. Après des expériences, nous avons finalement atteint un taux d'erreur sur les mots de 9,258 % et l'efficacité énergétique a atteint 6,704TOPS/W (un billion d'opérations par seconde/watt), soit 14 fois plus élevée que la meilleure efficacité énergétique actuelle de MLPerf

La mémoire à changement de phase équipée sur cette puce AI a été développée conjointement par IBM et Macronix. Cela nécessite une attention particulière

Selon nos connaissances, la coopération entre Macronix et IBM a une longue histoire. Dès 2004, les deux parties ont établi une alliance de coopération stratégique et ont investi conjointement dans le développement de la mémoire à changement de phase pendant plus de dix ans. Bien que d’autres concurrents se soient initialement joints à nous, de nombreux fabricants se sont progressivement retirés de la coopération R&D commune. Actuellement, Macronix est le seul partenaire d'IBM pour les mémoires à changement de phase et a obtenu les autorisations spécifiques liées à l'intelligence artificielle

Actuellement, Macronix et IBM développent conjointement des plans pour la mémoire à changement de phase. Ce plan sera réalisé en une seule phase de trois ans. Après son expiration, les deux parties signeront un nouveau contrat de développement commun en fonction de la situation. Les deux parties ont pris conscience des opportunités commerciales illimitées qu'offre l'intelligence artificielle et ont donc orienté la coopération dans le domaine de la mémoire à changement de phase vers les applications de l'intelligence artificielle. Le contrat le plus récent a été signé en octobre 2021, et Macronix a également annoncé des contenus pertinents à travers des informations majeures

Macronix avait annoncé à l'époque que l'entreprise continuerait à participer au plan de développement conjoint de mémoire à changement de phase d'IBM et avait obtenu l'autorisation pour une technologie spécifique d'intelligence artificielle analogique. Le contrat est valable du 22 janvier 2022 au 21 janvier 2025. Pendant la période de coopération, Macronix assumera des obligations de confidentialité et partagera conjointement les coûts de recherche et de développement, tout en se conformant aux lois américaines sur le contrôle des exportations et aux autres obligations connexes. L’objectif spécifique de cette coopération est de continuer à investir dans le développement de technologies avancées et d’avoir un impact positif sur la technologie et la compétitivité de Macronix

La mémoire à changement de phase a été analysée par les initiés de l'industrie comme ayant les caractéristiques de vitesse rapide, de non-volatilité et de faible consommation, ce qui en fait un choix idéal pour la mémoire haute densité et peut combler l'écart de prix et de performances entre DRAM et NAND requis pour Serveurs IA

Concernant les derniers progrès de la coopération avec IBM sur la mémoire à changement de phase, Macronix a déclaré le 29 que le projet avance sans problème et que l'orientation du développement d'applications avancées telles que l'IA a été déterminée

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