Akcelerátor umelej inteligencie: Čo to je a prečo je to dôležité

Zatiaľ čo umelá inteligencia (AI) zasiahla prakticky všetky segmenty nášho života, základom je predpoklad neustáleho zvyšovania výpočtového výkonu. Tradičné procesory sa totiž zadusia, keď príde na veľký objem výpočtov, ktoré si vyžadujú zložité algoritmy umelej inteligencie.

Tu vzniká potreba akcelerátorov umelej inteligencie, ktoré doslova pôsobia ako nenápadní hrdinovia v pozadí a umožňujú neuveriteľný pokrok, ktorý sa dnes rozvíja v oblasti umelej inteligencie.

Čo je akcelerátor umelej inteligencie?

Akcelerátor umelej inteligencie je hardvérový komponent, niekedy nazývaný aj procesor hlbokého učenia alebo jednotka neurónového spracovania, navrhnutý na úrovni obvodov na výrazné zrýchlenie spracovania úloh umelej inteligencie. Tieto pracovné záťaže majú zvyčajne úlohy, ako je školenie a odvodzovanie strojového učenia, pri ktorých sa musí analyzovať obrovské množstvo údajov na školenie modelov umelej inteligencie alebo na vytváranie predpovedí na základe vytvorených modelov.

Tradičné procesory sú vytvorené s ohľadom na všeobecné účely – spracovanie všetkých druhov úloh, ale nie sú optimalizované podľa požiadaviek algoritmov umelej inteligencie. Na druhej strane, akcelerátory umelej inteligencie sú navrhnuté s použitím relevantnej architektúry, vďaka ktorej budú vykonávať výpočty súvisiace s umelou inteligenciou mnohonásobne rýchlejšie a efektívnejšie.

Prečo akcelerátory umelej inteligencie?

Viacero podstatných dôvodov poukazuje na to, prečo sú akcelerátory umelej inteligencie budúcnosťou v rozvoji umelej inteligencie:

Zvýšená rýchlosť spracovania

Akcelerátory umelej inteligencie dokážu pri vykonávaní úloh spojených s umelou inteligenciou postupovať oveľa rýchlejšie ako CPU. To znamená, že trénovanie modelov prebieha rýchlejšie, odovzdávanie výsledkov je rýchle a teraz sa oveľa rýchlejšie spracujú aj väčšie a zložitejšie modely s väčšími súbormi údajov.

Zvýšená energetická účinnosť

Akcelerátory umelej inteligencie sú navrhnuté tak, aby boli v porovnaní s akýmkoľvek centrálnym procesorom energeticky úspornejšie, pokiaľ ide o spracovanie úloh umelej inteligencie. Výsledkom bude zníženie nákladov pre každú spoločnosť, ktorá má záujem o prevádzkovanie riešení umelej inteligencie, a zníženie vplyvu na životné prostredie.

Využitie v reálnom čase

Akcelerátory umelej inteligencie sú navrhnuté s ohľadom na rýchlosť a efektívnosť pri spúšťaní modelov umelej inteligencie v reálnom čase. Práve to umožňuje také využitie, ako sú autonómne vozidlá, systémy rozpoznávania tváre a inteligentné roboty.

Škálovateľnosť pre využitie náročné na zdroje

Akcelerátory umelej inteligencie možno integrovať do rôznych konfigurácií, a teda škálovať na nekonečne rastúce požiadavky na spracovanie z komplexného využitia umelej inteligencie.

Typy akcelerátorov umelej inteligencie

Svet akcelerátorov umelej inteligencie sa rýchlo mení, pričom rôzne typy sa vysvetľujú ako schopné slúžiť vo vzťahu k aktuálnym potrebám. Sú to:

Grafické procesory (GPU)

Tieto neboli priamo navrhnuté pre umelú inteligenciu, ale boli prispôsobené na základe svojich možností paralelného spracovania, a preto pracujú adekvátne potrebám umelej inteligencie. Tvorí obľúbenú možnosť pre vývojárov pracujúcich na umelej inteligencii z dôvodu už existujúcej infraštruktúrnej základne a relatívnej cenovej dostupnosti v porovnaní s ostatnými.

Jednotky na spracovanie tenzorov (TPU)

Táto výpočtová jednotka je určená výlučne na prevádzku umelej inteligencie – spoločnosti ako Google vyvinuli TPU výlučne na tento účel – ide o extrémne špecializované procesory, a teda pomerne efektívne pri spúšťaní algoritmov hlbokého učenia.

Programovateľné hradlové polia (FPGA)

Tieto čipy sú programovateľné, čo umožňuje flexibilitu pri návrhu hardvéru, a je pomerne jednoduché prispôsobiť architektúru na špeciálne úlohy umelej inteligencie. Hoci sú trochu menej známe, často si vyžadujú špeciálne programátorské znalosti.

ASIC

Tieto druhy čipov navrhnutých na mieru majú potenciál dosiahnuť vynikajúci výkon a účinnosť pre využitie umelej inteligencie. Počiatočné náklady na vývoj sú však zvyčajne vysoké.

Budúcnosť akcelerátorov umelej inteligencie

Vzhľadom na neustále sa meniace prostredie v súvislosti s využitím, ktoré je čoraz sofistikovanejšie, náročnejšie na údaje a náročnejšie, bude v budúcnosti bezprecedentná potreba výkonných a zároveň efektívnych akcelerátorov umelej inteligencie.

Medzi takéto oblasti, ktoré vykazujú potenciál budúceho vývoja, patrí heterogénna výpočtová technika. Tým by sa naplno využili rôzne druhy akcelerátorov, pričom by sa využili ich zodpovedajúce silné stránky v jednom systéme na dosiahnutie špičkového výkonu.

Neuromorfné výpočty

Neuromorfná výpočtová paradigma inšpirovaná mozgom predpokladá hardvér štruktúrovaný a funkčný podľa nervového systému – potenciálne efektívnejší – aj na spracovanie umelej inteligencie.

Špecializácia na konkrétne využitie

Akcelerátory umelej inteligencie by mohli pokračovať v ďalšom špecifickom využití a byť tak motorom vstupujúcim do zariadení špeciálne navrhnutých na vykonávanie konkrétnej úlohy.

Skutočný vplyv akcelerátorov umelej inteligencie

Akcelerátory umelej inteligencie nie sú v podstate hardvérom a samy fungujú ako prvotné hnacie motory, ktoré ďalej poháňajú schopnosti umelej inteligencie. Vo svojej podstate „akcelerácia“ v umelej inteligencii znamená rýchlejší vývoj a zrýchlenie nasadenia, čo tlačí na rýchle inovácie v aspektoch, ako je zdravotníctvo, financie, výroba a doprava.

Takéto technológie síce vytvárajú kanály pre budúce zneužitie prostredníctvom umelej inteligencie, ale zároveň pomáhajú napredovať iným súvisiacim technológiám v oblasti bezpečnosti a vysvetliteľnosti. Akcelerátory umelej inteligencie v sebe skrývajú rôzne potenciály, ktoré môžu pomôcť vybudovať budúcnosť prospešnú pre všetkých.

Na záver sme pre vás pripravili najčastejšie kladené otázky a odpovede na ne

Čo je to akcelerátor umelej inteligencie?

Špecializovaný hardvér alebo softvér, ktorý urýchľuje výpočty umelej inteligencie. Najčastejšie pôsobia v oblastiach strojového učenia, neurónových sietí a spracovania údajov.

Prečo sú akcelerátory umelej inteligencie dôležité?

Tvoria základ efektívneho spracovania sofistikovaných úloh umelej inteligencie, čo umožňuje zlepšiť časy spracovania, znížiť spotrebu energie a umožňuje aplikáciám umelej inteligencie fungovať viac podľa ich možností na rôznych zariadeniach.

Ako akcelerátory umelej inteligencie fungujú

Sú určené na paralelné spracovanie veľkých maticových a vektorových operácií typických pre záťaže umelej inteligencie. Ako také sú schopné spracovávať množstvo týchto dátových bodov súčasne, čo je v príkrom rozpore s tradičným procesorom, ktorý svoje úlohy spracováva sekvenčne.

Aké sú niektoré výhody spojené s akcelerátormi umelej inteligencie?

Medzi výhody akcelerátorov umelej inteligencie patrí vysoký výkon v oblasti umelej inteligencie, nízka latencia v aplikáciách umelej inteligencie a spracovanie väčších, komplexných modelov umelej inteligencie spolu so znížením spotreby.