IBM은 Macronix와 협력하여 에너지 효율성이 14배 더 높고 상변화 메모리 기술이 탑재된 새로운 AI 시뮬레이션 칩을 출시했습니다.

IBM 연구소는 새로운 인공지능(AI) 시뮬레이션 칩 개발에 성공한 최신 연구 결과를 네이처(Nature)지에 8월 23일 발표했다. 이 칩의 에너지 효율성은 기존 디지털 컴퓨터 칩의 14배로 AI 계산의 전력 소비를 크게 줄일 수 있습니다

내용은 다음과 같이 다시 작성되었습니다. 요약에 따르면 수십억 개의 매개변수를 가진 현재 인공 지능 모델은 다양한 작업에서 높은 정확도를 달성할 수 있지만 기존 범용 프로세서(그래픽 프로세서 및 중앙 처리 장치 포함)의 한계도 강조합니다. ) 등) 성능 저하 문제가 발생합니다. 이 문제를 해결하기 위해 IBM 연구팀은 자체 메모리에서 행렬-벡터 곱셈을 병렬로 수행하여 더 높은 에너지 효율성을 제공하는 "시뮬레이션된 메모리 컴퓨팅" 솔루션을 제안했습니다

IBM 연구팀은 34개의 대형 상변화 메모리(PCM) 어레이를 사용하고 디지털-아날로그 변환 입력, 아날로그 주변 회로, 아날로그-디지털 변환 출력 및 대형 상변화 메모리(PCM)를 결합하여 이 솔루션을 기반으로 하는 14나노미터 아날로그 칩을 개발했습니다. 병렬 바이너리 차원 메시 라우팅을 확장합니다. 각 14나노미터 칩은 3,500만 개의 PCM을 인코딩할 수 있으며, 각 무게가 2개의 PCM에 해당하는 솔루션에서는 1,700만 개의 매개변수를 수용할 수 있습니다. 이 칩을 결합하면 디지털 칩만큼 효과적으로 실제 AI 응용 실험을 처리할 수 있습니다

테스트 과정에서 IBM 연구팀은 Google 음성 감지 및 Librispeech 음성 인식 데이터 세트를 사용하여 각각 칩의 언어 처리 기능의 효율성을 테스트했습니다

IBM 팀은 키워드 음성 감지를 위한 컨볼루션 신경망 아키텍처를 제안하고 12개의 키워드가 포함된 Google 음성 명령 데이터 세트를 사용하여 이를 훈련했습니다. 팀은 보다 단순한 FC(완전 연결) 네트워크 구조를 채택하여 최종적으로 86.14%의 인식 정확도를 달성했으며, 제출 속도는 현재 MLPerf의 최고 사례보다 7배 빠릅니다. 모델은 GPU에서 하드웨어 인식 교육을 받은 후 팀의 시뮬레이션된 AI 칩에 배포됩니다

더 큰 Librispeech 음성 인식 데이터 세트에서 우리는 5개의 시뮬레이션된 AI 칩 조합을 사용하여 RNN-T(Recurrent Neural Network Translator) 모델을 실행하여 음성 콘텐츠를 문자별로 기록했습니다. 5개의 칩에 1억 4천만 개의 PCM 장치에서 나온 4,500만 개의 가중치를 포함하는 이 시스템은 디지털 하드웨어 설정에 매우 가까운 정확도로 말하는 사람의 오디오를 캡처하고 기록할 수 있습니다. 실험 끝에 마침내 단어 오류율 9.258%를 달성했으며, 에너지 효율은 6.704TOPS/W(초당 1조 연산/와트)에 도달했습니다. 이는 현재 MLPerf의 최고 에너지 효율보다 14배 높은 수치입니다

이 AI 칩에 탑재된 상변화 메모리는 IBM과 Macronix가 공동 개발한 것입니다. 주의가 필요합니다

우리가 이해한 바에 따르면 Macronix와 IBM의 협력은 오랜 역사를 가지고 있습니다. 양사는 이르면 2004년부터 전략적 협력 동맹을 맺고 10년 넘게 상변화 메모리 개발에 공동 투자해 왔다. 처음에는 다른 경쟁업체도 참여했지만 시간이 지나면서 많은 제조업체가 공동 R&D 협력을 철회했습니다. 현재 마크로닉스는 IBM 상변화 메모리의 유일한 파트너로 특정 인공지능 관련 인증을 획득했습니다

현재 Macronix와 IBM은 상변화 메모리에 대한 계획을 공동으로 개발하고 있습니다. 이번 계획은 만료 후 3년 단위로 진행되며, 상황에 따라 양측은 새로운 공동개발 계약을 체결하게 된다. 양 당사자는 인공 지능이 가져오는 무한한 비즈니스 기회를 인식하고 상변화 메모리의 협력 방향을 인공 지능 응용 분야로 목표로 삼았습니다. 가장 최근 계약은 2021년 10월에 체결되었으며, 마크로닉스도 주요 정보를 통해 관련 내용을 발표했습니다

마크로닉스는 당시 IBM의 상변화 메모리 공동 개발 계획에 계속 참여해 특정 아날로그 인공지능 기술에 대한 승인을 획득하겠다고 발표했다. 계약기간은 2022년 1월 22일부터 2025년 1월 21일까지이다. 협력 기간 동안 Macronix는 미국 수출 통제법 및 기타 관련 의무를 준수하면서 기밀 유지 의무를 지고 연구 개발 비용을 공동으로 분담할 것입니다. 이번 협력의 구체적인 목적은 첨단 기술 개발에 지속적으로 투자하고 마크로닉스의 기술과 경쟁력에 긍정적인 영향을 미치는 것입니다

상변화 메모리는 빠른 속도, 비휘발성, 저전력 등의 특성을 갖고 있어 업계 관계자들의 분석을 받아 DRAM과 NAND 간 요구되는 가격 및 성능 격차를 메울 수 있는 고밀도 메모리에 이상적인 선택입니다. AI 서버

최근 IBM과 상변화 메모리 협력 진행 상황과 관련해 마크로닉스는 29일 프로젝트가 순조롭게 진행되고 있으며 AI 등 첨단 애플리케이션의 개발 방향이 결정됐다고 밝혔다.

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