Британский стартап может в два раза сократить энергопотребление ИИ
Британский стартап Vaire заявил о прорыве в области компьютерных технологий, который может кардинально снизить энергопотребление ИИ-систем. Предварительные испытания нового чипа на основе технологии «обратимых вычислений» показывают, что он способен вдвое сократить количество электроэнергии, необходимое для сложных вычислений, включая те, что используются в искусственном интеллекте, сообщает Fortune.
Энергопотребление дата-центров, использующих графические процессоры (GPU) для обучения и работы ИИ-моделей, растет астрономическими темпами. Международное энергетическое агентство прогнозирует, что к 2030 году спрос на электроэнергию со стороны дата-центров увеличится более чем вдвое, достигнув 945 тераватт-часов – это около 3% от мирового потребления энергии, что равнозначно потреблению всей Японии. ИИ станет главным двигателем этого роста, причем энергозатраты ИИ-систем в дата-центрах, как ожидается, вырастут в четыре раза в течение следующих пяти лет.
Новый чип, разработанный на основе технологии «обратимых вычислений», обещает решить эту проблему. Что же такое «обратимые вычисления»?
Обратимые вычисления – это подход к проектированию микросхем, при котором информация не перезаписывается, а восстанавливается в исходное состояние после каждой операции. Это позволяет рекуперировать энергию, которая в обычных чипах рассеивается в виде тепла. В обычных процессорах, будь то CPU или GPU, почти 100% энергии, используемой для вычислений, превращается в тепло. Технология обратимых вычислений стремится к тому, чтобы минимизировать эти потери, фактически «перерабатывая» энергию.
Идея обратимых вычислений существует уже несколько десятилетий, но реализовать ее на практике оказалось сложной инженерной задачей. Раньше отсутствие острой необходимости в энергоэффективности чипов, благодаря «закону Мура», тормозило развитие этой технологии. Однако «закон Мура» больше не работает так, как раньше. Микротранзисторы, достигнув почти атомных размеров, столкнулись с физическими ограничениями, и дальнейшее уменьшение их размера ведет к росту вероятности ошибок из-за квантовых эффектов. Кроме того, увеличение тактовой частоты процессоров также ограничено, так как приводит к чрезмерному тепловыделению.
Vaire, основанная в 2021 году серийным предпринимателем Родольфо Розини и Ханной Эрли, специалистом по нетрадиционным вычислениям из Кембриджского университета, подошла к решению проблемы по-новому. Они не пытались повторить производительность обычных CPU, а сосредоточились на создании GPU на основе обратимых вычислений, где параллельная обработка данных позволяет компенсировать более низкую тактовую частоту.
Ключевым элементом чипа Vaire является резонатор, аналоговый компонент, который возвращает энергию обратно в схему. Создание резонатора с необходимой формой сигнала (трапецией, а не синусоидой) стало одним из главных технических вызовов для компании.
Хотя результаты тестов показывают пятидесятипроцентную экономию энергии на уровне компонентов (резонаторов), необходимо дождаться оценки эффективности всего чипа. Тем не менее, даже если реальные показатели окажутся скромнее, это может стать значительным шагом вперед и «дать старт гонке» среди производителей чипов за создание более энергоэффективных решений.
Однако, по мнению издания Reuters, не стоит слепо доверять прогнозам роста энергопотребления ИИ, так как и технологические гиганты, и энергетические компании заинтересованы в завышении этих оценок. И если Microsoft приостанавливает строительство новых дата-центров, это может оказаться просто тактическим ходом для создания резерва мощности.