ISSCC: مسرع الذكاء الاصطناعي المدمج بسرعة 130Top/s للروبوتات

ISSCC2024 20.3 شريحة Renesas AI الائتمانية ISSCC Renesas

يحتاج الروبوت المتوقع إلى معالجة تقليدية للتخطيط والتحكم، جنبًا إلى جنب مع معالجة الذكاء الاصطناعي عند ذروة تصل إلى 100Top/s تقريبًا للتعرف البيئي القائم على الرؤية، مع تبديد منخفض للطاقة لتجنب الحاجة إلى مروحة - استهلاك 14nm IC هو ~5W.

تم اختيار بنية المعالجات الدقيقة غير المتجانسة، والتي تتضمن مسرع الذكاء الاصطناعي القابل لإعادة التشكيل ديناميكيًا والذي يمكنه تقديم 130Top/s عند 23.9Top/s/W (من 0.8V) مع بيانات INT8 (عدد صحيح 8 بت).

وقالت الشركة لـ Electronics Weekly: "لقد تم قياسه باستخدام نموذج CNN المثالي - وليس النموذج الفعلي - الذي يتكون من طبقة تلافيفية واحدة ذات أقصى قدر من التشتت". "باستخدام نماذج الذكاء الاصطناعي الفعلية - ResNet50، وYOLOV2، وdeeplabV3 - حصلنا على 9-11Top/s/W."

يكمن الاختلاف في أن هذا المعالج يقوم ديناميكيًا بتقليص العمليات الحسابية باستخدام الأصفار في مصفوفة الوزن - حيث تسمح بنيته بإجراء عمليات تشذيب "غير منظمة" أكثر كفاءة مع الاحتفاظ بالحسابات المتوازية. يطلق عليه رينيساس اسم "N:M pruning"، وينتج عنه عمليات حسابية أقل بنسبة 80 إلى 90% حيث تكون العديد من الأوزان صفرًا - "مصفوفة متفرقة" - بينما ينخفض ​​الأداء إلى ~8Top/s للمصفوفات الكثيفة تمامًا حيث تكون جميع الأوزان غير صفر.

يحتوي معالجه على 216 عنصر معالجة، يمكن إعادة تكوينها خلال دورة ساعة واحدة، مما يسمح بتحسين الأجهزة لكل خطوة من خوارزمية متعددة الخطوات.

"على سبيل المثال، يتطلب SLAM [التوطين ورسم الخرائط في وقت واحد] عمليات برمجة متعددة للتعرف على موضع الروبوت بالتوازي مع التعرف على البيئة من خلال معالجة الذكاء الاصطناعي للرؤية"، وفقًا للشركة. "أظهر رينيساس تشغيل SLAM هذا من خلال التبديل الفوري للبرنامج باستخدام المعالج القابل لإعادة التشكيل ديناميكيًا والتشغيل المتوازي لمسرع الذكاء الاصطناعي ووحدة المعالجة المركزية، مما أدى إلى سرعات تشغيل أسرع بنحو 17 مرة وكفاءة تشغيل أعلى بحوالي 12 مرة من وحدة المعالجة المركزية المدمجة وحدها."

وفقا للشركة ، هذا التكنلوجيا مخصصة لسلسلة RZ/V من المعالجات الدقيقة لتطبيقات الرؤية.

ورقة ISSCC 2024 20.3: مسرع 23.9TOPS/W @ 0.8V، 130TOPS AI مع تقليم سريع الأداء 16× في وحدة MPU مدمجة غير متجانسة 14 نانومتر لتطبيقات الروبوت في الوقت الفعلي

ISSCC، المؤتمر الدولي السنوي لدوائر الحالة الصلبة في سان فرانسيسكو، هو نافذة المتجر العالمية لتطورات الدوائر التي تستهدف الدوائر المتكاملة - حيث يتعرف الحاضرون، حرفيًا، على أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا.

حقوق الصورة: ISSCC 2024 رينيساس