Οι καινοτομίες στα τσιπ γίνονται ολοένα και μικρότερες και πιο ισχυρές
Τα τσιπ υπολογιστών αποτελούν το θεμέλιο του ψηφιακού μας κόσμου. Κανένα smartphone, κανένας υπολογιστής, κανένα αυτοκίνητο και κανένα τηλεχειριστήριο δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς αυτά. Και μια όχι και τόσο μακρινή μέρα, πιθανότατα θα εμφυτευτούν και στο μυαλό μας.
Η τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) ειδικότερα οδηγεί στη ζήτηση για περισσότερη υπολογιστική ισχύ σε συμπαγή μορφή. Οι κατασκευαστές τσιπ φτάνουν στα φυσικά τους όρια σε αυτή τη διαδικασία. Οι ευρωπαϊκές νεοσύστατες επιχειρήσεις και πανεπιστήμια ερευνούν καινοτομίες σε τσιπ για να ικανοποιήσουν αυτήν την αυξανόμενη δίψα για υπολογιστική ισχύ.
Το 1971, η εταιρεία τσιπ Intel λάνσαρε το πρώτο εμπορικά επιτυχημένο μικροτσίπ, το "4004". Εκείνη την εποχή, ήταν μια αίσθηση. Σήμερα, ωστόσο, το τσιπ υπολογιστών τριών επί τεσσάρων χιλιοστών φαίνεται αδέξιο. Και πάνω απ' όλα, χαμηλής ισχύος: περιείχε μόλις 2.300 τρανζίστορ - ένας ασύλληπτος αριθμός τότε, γελοία λίγα με τα σημερινά δεδομένα.
Τα τρανζίστορ παραμένουν ο πυρήνας κάθε τσιπ υπολογιστή. Μικροσκοπικοί διακόπτες που εναλλάσσονται μεταξύ ενεργοποίησης και απενεργοποίησης, μεταξύ μηδέν και ενός. Αυτοί οι διακόπτες θέτουν τα θεμέλια του ψηφιακού μας κόσμου. Όσο περισσότερα τρανζίστορ, τόσο ισχυρότερο είναι το τσιπ: και η παγκόσμια ζήτηση για υπολογιστική ισχύ και αποθήκευση δεδομένων αυξάνεται ραγδαία.
Για χρόνια, η βιομηχανία τσιπ απασχολούσε πάνω απ' όλα ένα ερώτημα: Πόσα περισσότερα τρανζίστορ μπορούν να χωρέσουν σε ένα μόνο τσιπ; Με το πέρασμα των δεκαετιών, τα τρανζίστορ έχουν γίνει όλο και μικρότερα, έτσι ώστε σήμερα να αποτελούνται μόνο από μια χούφτα άτομα. Αυτοί οι διακόπτες είναι πλέον λεπτότεροι από μια ανθρώπινη τρίχα, μικρότεροι από ένα ερυθρό αιμοσφαίριο και εξοπλισμένοι με χιλιόμετρα καλωδίωσης. Ένας μικροσκοπικός διακόπτης - 500.000 φορές μικρότερος από ένα χιλιοστό - που έχει γίνει απολύτως απαραίτητος στην καθημερινότητά μας. Διακόσια εκατομμύρια τρανζίστορ μπορούν να χωρέσουν σε ένα τετραγωνικό χιλιοστό. Σε ένα μόνο τσιπ, ακόμη και δεκάδες δισεκατομμύρια
Ωστόσο, στο εγγύς μέλλον, αυτή η προσπάθεια συρρίκνωσης της επιστήμης των ημιαγωγών θα φτάσει στα φυσικά της όριά.
Αυτή τη στιγμή, χρησιμοποιούμε τεχνολογίες τσιπ όπως CPU (Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας) για υπολογιστές και smartphones. Η εναλλακτική τεχνολογία των GPU (Μονάδων Επεξεργασίας Γραφικών), επίσης γνωστών ως καρτών γραφικών, αναπτύχθηκε αρχικά για εικόνες, περιεχόμενο βίντεο και τρισδιάστατα γραφικά για οθόνες υπολογιστών. Ο κατασκευαστής τσιπ Nvidia έκανε το όνομά του γνωστό με αυτά τα τσιπ και αυτή τη στιγμή εκμεταλλεύεται το κύμα ζήτησης για τσιπ τεχνητής νοημοσύνης. Αυτές οι κάρτες γραφικών έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να εκτελούν παράλληλες εργασίες και να χειρίζονται πολλές εργασίες ταυτόχρονα - ακριβώς αυτό που χρειάζεται η τεχνητή νοημοσύνη για να λειτουργεί αποτελεσματικά.
Για την Τεχνητή Νοημοσύνη, τα τσιπ γραφικών έχουν αποδειχθεί η καλύτερη διαθέσιμη λύση αυτήν τη στιγμή. Οι GPU αποτελούν την εφεδρική επιλογή για τους αλγόριθμους Τεχνητής Νοημοσύνης. Αυτό συμβαίνει επειδή απλώς δεν υπάρχουν νέες προσεγγίσεις στα τσιπ Τεχνητής Νοημοσύνης προς το παρόν. Αυτό που υπάρχει είναι μεγάλη έρευνα και καινοτομία. Παρόλο που κάθε νανόμετρο στο τσιπ σας είναι ήδη γεμάτο με διακόπτες, εξακολουθεί να υπάρχει αχρησιμοποίητος χώρος, ειδικά όσον αφορά το ύψος. Αυτό ακριβώς ερευνά η Semron. Η νεοσύστατη εταιρεία με έδρα τη Δρέσδη έχει αναπτύξει τσιπ που φέρνουν την Τεχνητή Νοημοσύνη απευθείας σε τελικές συσκευές όπως smartphone και ακουστικά. Αυτό επιτρέπει την τοπική επεξεργασία δεδομένων στις συσκευές, κάτι που είναι ιδιαίτερα πλεονεκτικό για ευαίσθητες πληροφορίες. Ωστόσο, για να είναι τα τσιπ αρκετά ισχυρά, πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερα, συμπαγή, οικονομικά αποδοτικά και ενεργειακά αποδοτικά
Ο συνιδρυτής Aron Kirschen γνωρίζει πολύ καλά ότι η απλή στοίβαξη τριών, τεσσάρων ή ακόμα και πέντε τσιπ σε ένα πακέτο δεν είναι αρκετή. Η πενταπλάσια απόδοση, σε συνδυασμό με το κόστος πέντε τσιπ, δεν έχει νόημα όταν απαιτείται 1000πλάσια αύξηση της απόδοσης. Αντ' αυτού, η Semron σχεδιάζει να εφαρμόσει πολλαπλά επίπεδα τσιπ κατά τη διάρκεια της ίδιας της διαδικασίας κατασκευής. Η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τεχνολογία ημιαγωγών τους, "CapRAM", επιτρέπει την τοπική επεξεργασία μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης. Αυτό λειτουργεί ήδη με τσιπ μνήμης, όπως αυτά που βρίσκονται στα smartphone. Τα τηλέφωνά μας περιέχουν έως και 200 επίπεδα μνήμης. Ωστόσο, αυτή η τεχνική αποδεικνύεται πιο δύσκολη για τους επεξεργαστές - τα εξαρτήματα υπολογιστή ενός τσιπ. Πρώτον, τα τρανζίστορ δεν στοιβάζονται τόσο εύκολα. Δεύτερον, αυτός ο σχεδιασμός απαιτεί περισσότερη ενέργεια και σε υψηλότερες πυκνότητες ενέργειας, το τσιπ κινδυνεύει να υπερθερμανθεί. Η Semron ισχυρίζεται ότι έχει λύσει αυτό το πρόβλημα. Τώρα η ομάδα αντιμετωπίζει τη μεγάλη πρόκληση να πείσει τους κατασκευαστές τσιπ να εφαρμόσουν την κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία κατασκευής και να παράγουν τα τσιπ σε μεγάλες παρτίδες. Η ιδέα από μόνη της, ωστόσο, δεν επαρκεί για να ικανοποιήσει την συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για υπολογιστική ισχύ. Τα τσιπ πρέπει επίσης να κατασκευάζονται – και αυτό δεν συμβαίνει στη Γερμανία ή καν στην Ευρώπη. Είναι συγκρίσιμο με τη βιομηχανική επανάσταση πριν από 150 χρόνια.
