《自然》雜志于8月23日發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告中，報(bào)道了一種由IBM研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的人工智能（AI）模擬電路芯片，其能效是傳統(tǒng)數(shù)字計(jì)算機(jī)芯片的14倍。這一研究表明，該芯片在語(yǔ)音識(shí)別方面的效率超過(guò)了通用處理器，有望突破當(dāng)前AI開發(fā)中因算力性能不足和效率低下而遇到的瓶頸。

隨著人工智能技術(shù)的崛起，對(duì)能源和資源的需求也相應(yīng)增加。在語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域，軟件升級(jí)極大地提高了自動(dòng)轉(zhuǎn)寫的準(zhǔn)確率，但由于在存儲(chǔ)器與處理器之間移動(dòng)的運(yùn)算量不斷增加，硬件無(wú)法跟上訓(xùn)練和運(yùn)行這些模型所需的數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的參數(shù)。為解決這一問(wèn)題，研究人員提出了一種名為“存內(nèi)計(jì)算”（CiM，或稱模擬AI）芯片的解決方案。模擬AI系統(tǒng)通過(guò)在其自己的存儲(chǔ)器內(nèi)直接執(zhí)行運(yùn)算，避免了數(shù)字處理器在存儲(chǔ)器和處理器之間移動(dòng)數(shù)據(jù)所需的額外時(shí)間和能源消耗。預(yù)計(jì)模擬AI芯片能極大提升AI計(jì)算的能效，但迄今為止缺乏實(shí)際演示。

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款14納米的模擬芯片，其中包含了3500萬(wàn)個(gè)相變化內(nèi)存單元，分布在34個(gè)模塊（tile）中。研究人員使用兩個(gè)語(yǔ)音識(shí)別軟件對(duì)該芯片的效率進(jìn)行了測(cè)試，這兩個(gè)軟件分別是一個(gè)小型網(wǎng)絡(luò)（谷歌語(yǔ)音命令）和一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)（Librispeech語(yǔ)音識(shí)別），并與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示，該芯片在小型網(wǎng)絡(luò)上的性能和準(zhǔn)確率與當(dāng)前的數(shù)字技術(shù)相當(dāng)。對(duì)于更大的Librispeech模型來(lái)說(shuō)，該芯片每秒每瓦能夠執(zhí)行12.4萬(wàn)億次運(yùn)算，系統(tǒng)性能估計(jì)最高可達(dá)傳統(tǒng)通用處理器的14倍。

研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)稱，他們的研究在小型和大型模型中驗(yàn)證了模擬AI技術(shù)的性能和效率，有望成為商業(yè)可行的數(shù)字系統(tǒng)替代選擇。這一突破性的研究為AI技術(shù)的發(fā)展提供了新的可能性，有望推動(dòng)AI在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

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