《電子技術(shù)應(yīng)用》
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突破芯片技術(shù)物理極限

2020-12-15
來(lái)源:第一財(cái)經(jīng)網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 英偉達(dá) 芯片 物理極限 GPU

英偉達(dá)首席科學(xué)家Bill Dally在一年一度的中國(guó)GPU技術(shù)大會(huì)召開前接受第一財(cái)經(jīng)記者獨(dú)家專訪時(shí)表示,GPU讓人工智能(AI)的性能每年都能成倍提升,英偉達(dá)的研究人員正在定義如何在具有更高帶寬、更易于編程的系統(tǒng)中制造更快AI芯片的方法。

  利用GPU的加速處理技術(shù),AI正在醫(yī)療、自動(dòng)駕駛汽車和機(jī)器人等多個(gè)行業(yè)的特定領(lǐng)域平臺(tái)發(fā)揮巨大作用。英偉達(dá)也在不斷進(jìn)行基礎(chǔ)研究的投入,以尋求芯片物理極限的突破,讓AI的性能得到進(jìn)一步的提升。

  “我們的平臺(tái)正在以光速發(fā)展,(GPU)每10年的速度就能增加1000倍。技術(shù)的提升離不開基礎(chǔ)研究的投入?!盌ally對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。他認(rèn)為,要讓芯片技術(shù)突破物理極限,就必須進(jìn)行架構(gòu)上的改進(jìn)。 

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  Dally于2009年加入英偉達(dá),此前他擔(dān)任斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任,致力于數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能和圖形學(xué)的研究,擁有120多項(xiàng)專利。他目前領(lǐng)導(dǎo)著英偉達(dá)一個(gè)200多人的科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)。在今年的GTC大會(huì)中,Dally計(jì)劃重點(diǎn)討論英偉達(dá)如何在GPU上實(shí)現(xiàn)高效的推理加速器,硅光子學(xué)(silicon photonics)和Python編程等項(xiàng)目。

  Dally所說(shuō)的的硅光子學(xué),是一種基于硅片的激光技術(shù),能夠更廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中,通過(guò)采用大規(guī)模硅基制造技術(shù),能大幅度降低計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心的成本。英特爾和加州大學(xué)圣芭芭拉分校對(duì)研究人員此前已經(jīng)成功研發(fā)出了世界上首個(gè)采用標(biāo)準(zhǔn)硅工藝制造的電力混合硅激光器。

  該技術(shù)離商品化仍有很長(zhǎng)距離,但研究人員相信,未來(lái)他們能夠?qū)?shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)混合硅激光器,與其他硅光子學(xué)部件一起被集成到單一硅基芯片上。

  目前由GPU支持的超級(jí)計(jì)算機(jī)已被廣泛用于藥物發(fā)現(xiàn)、基因組學(xué)以及生物學(xué)等領(lǐng)域。全球速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit已經(jīng)能夠在12小時(shí)內(nèi)篩選出10億種潛在藥物組合,這在正常的計(jì)算機(jī)上要花上幾個(gè)月的時(shí)間;基因測(cè)序公司牛津納米孔(Nanopore)能在7小時(shí)內(nèi)對(duì)病毒基因組進(jìn)行測(cè)序;美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校使用GPU加速軟件,通過(guò)低溫電子顯微鏡重建了病毒蛋白的第一個(gè)3D結(jié)構(gòu)。


  Dally告訴第一財(cái)經(jīng)記者,英偉達(dá)還通過(guò)開發(fā)基于GPU的量子模擬器來(lái)支持量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展?!拔覀冋J(rèn)為,量子計(jì)算機(jī)步入實(shí)際的商業(yè)化應(yīng)用可能還需要10年至15年時(shí)間,英偉達(dá)正在密切關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展,并會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)行投資?!盌ally對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。

  針對(duì)量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用前景,Dally認(rèn)為,最先相關(guān)的應(yīng)用可能是量子化學(xué)領(lǐng)域。“因?yàn)樗茏钪苯拥赜成涞郊軜?gòu)上。”他說(shuō)道。但他同時(shí)表示,量子計(jì)算機(jī)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種“大型計(jì)算和小型數(shù)據(jù)的技術(shù)”?!八肋h(yuǎn)無(wú)法用來(lái)解決大數(shù)據(jù)的問(wèn)題?!盌ally告訴第一財(cái)經(jīng)記者。

  目前大規(guī)模的搜索和機(jī)器學(xué)習(xí)問(wèn)題是通過(guò)大量的、并行的、專用的GPU來(lái)解決的。根據(jù)波士頓咨詢(BCG)參考英偉達(dá)的業(yè)績(jī)預(yù)測(cè),到2030年,量子計(jì)算取代基于GPU的算法應(yīng)用規(guī)模將超過(guò)200億美元,其中化學(xué)、材料科學(xué)等科技密集型產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)70億美元。量子計(jì)算目前的主要參與者包括IBM、谷歌、DWave,以及英特爾、微軟、麻省理工、耶魯、牛津、加州圣芭芭拉大學(xué)等。


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