IBMはMacronixと協力して、エネルギー効率が14倍高く、相変化メモリ技術を搭載した新しいAIシミュレーションチップを発売する

IBM研究所は、新しい人工知能（AI）シミュレーションチップの開発に成功し、最新の研究結果を8月23日付けでネイチャー誌に発表した。このチップのエネルギー効率は従来のデジタル コンピューター チップの 14 倍であり、AI 計算の消費電力を大幅に削減できます

この内容は次のように書き直されます: 要約によれば、数十億のパラメーターを備えた現在の人工知能モデルは、さまざまなタスクで高い精度を達成できますが、同時に従来の汎用プロセッサー (グラフィックス プロセッサーや中央処理装置を含む) の限界も強調しています。 ）など）パフォーマンスが低い問題。この問題を解決するために、IBMの研究チームは、独自のメモリ上で行列とベクトルの乗算を並列に実行することで、より高いエネルギー効率を提供する「シミュレートされたメモリコンピューティング」ソリューションを提案しました

IBM の研究チームは、このソリューションに基づいて 14 ナノメートルのアナログ チップを開発しました。34 個の大型相変化メモリ (PCM) アレイを使用し、デジタル - アナログ変換入力、アナログ周辺回路、アナログ - デジタル変換出力、および大規模なスケールパラレルバイナリ 次元メッシュルーティング。各 14 ナノメートルのチップは 3,500 万の PCM をエンコードでき、各重みが 2 つの PCM に対応するスキームでは、1,700 万のパラメータに対応できます。これらのチップを組み合わせると、デジタル チップと同じくらい効果的に現実世界の人工知能アプリケーションの実験を処理できます

テストプロセス中、IBMの研究チームはGoogle音声検出とLibrispeech音声認識データセットを使用して、チップの言語処理機能の効率をそれぞれテストしました

IBM チームは、キーワード音声検出のための畳み込みニューラル ネットワーク アーキテクチャを提案し、12 のキーワードを含む Google 音声コマンド データ セットを使用してトレーニングしました。チームはよりシンプルな FC (完全接続) ネットワーク構造を採用し、最終的に 86.14% の認識精度を達成し、送信速度は MLPerf の現在の最良のケースより 7 倍高速になりました。モデルはハードウェア対応で GPU 上でトレーニングされ、チームのシミュレートされた AI チップにデプロイされます

より大規模な Librispeech 音声認識データセットで、5 つのシミュレートされた AI チップを組み合わせて RNN-T (Recurrent Neural Network Translator) モデルを実行し、音声コンテンツを文字ごとに転写しました。このシステムには、5 つのチップ上に 1 億 4,000 万個の PCM デバイスからの 4,500 万個の重みが含まれており、デジタル ハードウェア設定に非常に近い精度で人々の話している音声をキャプチャして書き起こすことができます。実験の結果、最終的にワードエラー率9.258%を達成し、エネルギー効率はMLPerf

の現在の最高エネルギー効率の14倍である6.704TOPS/W(1秒あたり1兆操作/ワット)に達しました。

このAIチップに搭載されている相変化メモリはIBMとMacronixが共同開発したものです

私たちの理解によれば、Macronix と IBM の協力には長い歴史があります。 2004 年には両社は戦略的協力提携を確立し、10 年以上にわたって相変化メモリの開発に共同投資を行ってきました。当初は他の競合他社も参加していましたが、時間の経過とともに多くのメーカーが共同研究開発協力から撤退しました。現在、Macronix は IBM 相変化メモリの唯一のパートナーであり、特定の人工知能関連の認可を取得しています

現在、Macronix と IBM は相変化メモリの計画を共同開発中です。この計画は3年間を1期として実施され、期限終了後は状況に応じて新たな共同開発契約を締結する。両当事者は、人工知能がもたらす無限のビジネスチャンスを認識しており、相変化メモリの協力方向を人工知能アプリケーションに向けることにしました。最新の契約は2021年10月に締結され、マクロニクスも主要情報を通じて関連内容を発表しました

マクロニクスは当時、IBMの相変化メモリ共同開発計画に引き続き参加し、特定のアナログ人工知能技術の認可を取得すると発表した。契約期間は2022年1月22日から2025年1月21日まで。協力期間中、マクロニクスは米国の輸出管理法およびその他の関連義務を遵守しながら、機密保持義務を負い、研究開発費用を共同で分担する。この協力の具体的な目的は、先進技術の開発への投資を継続し、マクロニクスの技術と競争力にプラスの影響を与えることです

相変化メモリは、高速、不揮発性、低電力という特性を備えているため、高密度メモリとして理想的な選択肢となり、相変化メモリに必要なDRAMとNANDの間の価格と性能のギャップを埋めることができると業界関係者によって分析されています。 AIサーバー

相変化メモリに関するIBMとの協力における最新の進捗状況について、マクロニクスは29日、プロジェクトは順調に進んでおり、AIなどの先端アプリケーションの開発方向性が決定したと述べた

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