攻克AI硬件瓶颈！芯片更小能耗更低，适用于便携式设备

攻克AI硬件瓶颈！芯片更小能耗更低，适用于便携式设备

随着CHATGPT火爆全球，所有人都惊叹于最新人工智能的“神奇力量”，而忘记了软件会受到硬件的限制。而根据美国南加州大学电气和计算机工程教授Joshua Yang的说法，硬件已经成为“瓶颈”。

在过去大约30年里，人工智能和数据科学应用所需的神经网络的规模每3.5个月就会翻一番，而处理它们所需的硬件能力每3.5年才会翻一番。Yang表示，硬件已发展成为一个越来越严重的问题。全球科学家们都在想办法应对这一“硬件挑战”。

据悉，一些人正在继续研究硅芯片的硬件解决方案，而另一些人则在试验新型材料和设备。在最新研究中，来自南加州大学的科学家们结合了新材料和传统硅技术的优势，为edge AI（便携式设备中的AI）开发出了迄今为止最好的新型芯片。

据Yang介绍，这种新型存储芯片在目前已知的所有类型的存储技术中具有最高的单器件信息密度（11 位）。这些芯片不仅用于内存，还用于处理器。数以百万计的芯片并行工作，快速运行AI任务，只需要一个小电池就可以为其供电。

据悉，为制造功能强大但能耗低的芯片，研究人员们将硅与金属氧化物忆阻器结合在了一起。最新研究成果已于近期发表在了《自然》杂志上。

具体而言，该技术侧重于使用原子的位置来表示信息，而不是电子的数量。原子的位置提供了一种紧凑而稳定的方式，以模拟方式而不是数字方式存储更多信息。此外，信息可以在存储的地方进行处理，而不是发送到少数专用“处理器”，从而消除了当前计算系统中存在的所谓“冯·诺依曼瓶颈”。

Yang说，通过这种方式，AI计算“具有更高的吞吐量和更高的能效”。此外，通过将芯片转化为依赖原子而不是电子，芯片变得更小。通过这种新方法，芯片在更小的规模上有了更多的计算能力。他说，这种方法可以提供“更多层次的记忆，以帮助提高信息密度。”

他还设想，这项新技术可能会在边缘设备上实现强大的人工智能功能，比如谷歌眼镜。Yang坚信，通过进一步的研究，未来可以将迷你版ChatGPT的强大功能置于更小的个人设备中。