المترجم | الأراضي من

ذبيان | yugao

أنتجت | AI معسكر التكنولوجيا (ID: rgznai100)

استعراض: في الآونة الأخيرة، والتنمية الناجحة للجامعة الأولى ممرستور الكمبيوتر برمجة ميشيغان، ليس فقط تشغيل ممرستور مجموعة من جهاز كمبيوتر خارجي، والكمبيوتر لا يزال من الممكن التعامل مع AI على الهواتف الذكية والأجهزة الصغيرة الأخرى.

ممرستور (ممرستور، والاسم الكامل للالمقاوم الذاكرة) رقائق مجموعة إدراج رقائق الكمبيوتر مخصصة، ولدت أول ممرستور الكمبيوتر للبرمجة. الكمبيوتر ممرستور فريق البحث أثبت يمكن تشغيل ثلاث خوارزميات تعلم الآلة القياسية. مصدر الرقم: روبرت Coelius، كلية الهندسة ميشيغان.

هذا برمجة الطاقة ممرستور الكمبيوتر مباشرة في الأجهزة الصغيرة مثل الهواتف الذكية وأجهزة استشعار محدودة على عملية الذكاء الاصطناعي. AI الهاتف الذكي وسائل المعالج الذي سوف لم تعد بحاجة ليتم إرسالها الأوامر الصوتية إلى السحابة للتجهيز، وبالتالي تسريع زمن الاستجابة للطلب.

"الجميع يريد أن يكون مثبتا على الذكاء الاصطناعي الذكي المعالج، ولكن نحن لا نريد استهلاك بطارية الهاتف الخاصة بهم بسرعة كبيرة." أستاذ الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب، جامعة ميشيغان وي لو انه يقول. في الأجهزة الطبية، لا تحتاج إلى خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتشغيل في السحابة، التي يمكن أن تضمن أفضل أمن وسرية الخصوصية.

ما هو ممرستور؟

مفتاح برمجة الكمبيوتر قد ممرستور هي العليا ممرستور مكونات الكمبيوتر.

فما هو ممرستور ذلك؟ بعبارات بسيطة، وهذا هو المقاوم مع وظيفة الذاكرة، أن لديها المقاوم المتغير، باعتبارها وسيلة لتخزين المعلومات. منذ معلومات ممرستور تخزينها ومعالجتها في نفس الموقف، فمن الممكن الالتفاف على أقصى قدر من السرعة والقوة الحسابية الاختناقات: ممر بين الذاكرة والمعالج.

يستخدم لوصف أنابيب مشترك، يتم تمرير تيار الماء، والمقاومة عند سمك الأنابيب، وعندما تدفقت المياه من اتجاه واحد، كما أن معدل تدفق المياه والمياه والمزيد والمزيد من الخام، ثم إيقاف المياه إذا كانت الكلمات، سمك الأنابيب سوف تبقى على حالها، على العكس من ذلك، عندما يتدفق الماء من الاتجاه المعاكس، والمياه تكون أكثر وأكثر على ما يرام. لأن هذه المكونات سوف "يتذكر" المبلغ السابق من الحالية، ويسمى ممرستور.

لماذا ممرستور لصالح تعلم الآلة؟

منذ ممرستور حجم صغير، وانخفاض استهلاك الطاقة، وأنها قادرة على تخزين ومعالجة المعلومات، وهناك فائدة ممرستور يناظر عبء العمل من رقاقة وحدة المعالجة المركزية شارك في إنتاجه الترانزستور عشر.

وهذا أمر مهم خاصة بالنسبة للخوارزميات تعلم الآلة تتطلب كميات كبيرة من البيانات، مثل تحديد الكائنات في الصور والفيديو، والمشاكل العملية التي هي المستشفيات المرضى أكثر عرضة للإصابة أو التنبؤ بها. مالت المبرمجين لتشغيل على وحدة معالجة الصور هذه الخوارزميات، بدلا من وحدة المعالجة والمعالج الرئيسي في الفترة التي سبقت إلى الكمبيوتر المركزي.

وقال وي لو: " الطاقة والإنتاجية، والتخصيص الأداء وGPU الأمثل، وعلى درجة عالية من الدوائر الرقمية هي 10 إلى 100 مرة من وحدة المعالجة المركزية، وأداء المعالج ممرستور AI قد يكون بين 10 إلى 100 مرة. "

GPU أداء أفضل في مهمة تعلم الآلة، لأن لديهم ويمكن حساب الآلاف من نواة صغيرة في وقت واحد، بدلا من الانتظار للحصول على وحدة المعالجة المركزية في حفنة من النوى حوسبة قوية لتشغيل هذه السلسلة.

قد تكون هناك مجموعة المقاوم الذاكرة إلى أبعد من ذلك، يمكن لكل مجموعة الذاكرة أن يكون جهاز الكمبيوتر الخاص بهم، ويسمح آلاف عملية في وقت ومرات في النواة. في هذا الكمبيوتر المستخدمة في التجربة، وهناك أكثر من 5800 ممرستور، إذا تم استخدامه لجهاز الكمبيوتر التجارية قد تشمل الملايين.

صفائف ممرستور هي مناسبة خاصة للحل المشكلة في تعلم الآلة. وذلك لأن خوارزمية التعلم الآلي، في جوهره، هو يمكن تحويلها إلى بيانات متجهة، تلك القائمة نقطة البيانات. على سبيل المثال، في توقع خطر الإصابة في المرضى في المستشفى، وناقلات قد سرد عوامل الخطر للمريض في شكل رقمي.

ثم، آلة الخوارزمية في الذاكرة ناقلات "ميزة" لهذه التعلم "دخول" ناقلات المخزنة للمقارنة. هذه النواقل ميزة تمثل خصائص معينة من البيانات (على سبيل المثال، فإن احتمال وجود مرض كامن). إذا كانت تطابق، ثم نظام ان يعرف هذه الخاصية من إدخال البيانات. في مصفوفة، مثل جدول بيانات الرياضيات تخزين ناقلات، هذه المصفوفات يمكن تعيينها مباشرة على ممرستور مجموعة.

الأهم من ذلك، عندما يتم إدخال البيانات من خلال مجموعة، ويتم معظم تجهيز الرياضية من قبل ممرستور الطبيعية المقاوم، والذي يقضي أيضا حسابات أجريت لناقلات ميزة داخل وخارج الذاكرة المطلوبة هذا يجعل مجموعة للحفاظ على كفاءة عالية لعملية مصفوفة حساب معقدة.

أظهرت الدراسات المبكرة القدرة على تحسين مجموعة ممرستور من كفاءة التعلم الآلي، لكنها تتطلب مكونات الكمبيوتر الخارجية إلى وظيفة.

إنشاء ممرستور الكمبيوتر للبرمجة

من أجل إنشاء أول ممرستور الكمبيوتر برمجة، فريق الكلية Zhengya ووي لو من أستاذ مشارك جامعة ميشيغان الكهربائية والحاسوب تشانغ الهندسة، البروفيسور مايكل فلين التعاون معا لتصميم رقاقة، يمكن ممرستور مجموعة يكون جميع المكونات المتبقية اللازمة لتشغيل البرنامج ومتكاملة مع مكونات تضم معالجات رقمية وقنوات الاتصال التقليدية، والمحول الرقمي من الإشارات التناظرية، التناظرية كمترجم بين مجموعة الذاكرة والباقي للكمبيوتر حاجز .

بعد ذلك، وي لو يي في الفريق سيتم دمجها مباشرة في المقاوم تكنولوجيا معالجة مجموعة مختبر، جامعة ميشيغان لوري نانومتر (مرفق وري Nanofabrication) رقائق البطاطس. وبالإضافة إلى ذلك، كما أنها وضعت البرنامج على خوارزمية التعلم آلة لتعيين المقاوم ذاكرة هيكل مجموعة المصفوفة.

واستخدم الفريق ثلاثة عملي جدا تعلم آلة الخوارزمية العرض:

• أجهزة الاستشعار (المستقبلات ل) لتصنيف المعلومات، يمكن تحديدها ليس 100 الحرف اليوناني الكمال؛

• الترميز متفرق (متفرق الترميز) لضغط البيانات والتصنيف، وخاصة بالنسبة للبيانات الصورة، الكمبيوتر أن تجد الطريقة الأكثر فعالية لإعادة بناء مجموعة من الصور، وتحديد أنماط 100؛

• الشبكة العصبية المزدوجة (اثنين من طبقة الشبكة العصبية) يستخدم لإيجاد أنماط في البيانات المعقدة، فإنه يجد شيوعا وتمييز الخصائص التي العوامل في سرطان الثدي فحص البيانات، ويتم وفقا لكل حالة على خبيث أو حميدة تصنيف دقة معدل يصل إلى 94.6.

قائد الفريق الصيني أستاذ التنمية

ويقود ممرستور الكمبيوتر للبرمجة من قبل أستاذ الصيني في كلية الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب، جامعة ميشيغان البحوث وي لو والتنمية.

صور وي لو وأول مؤلف سونغ هوان لي معا. سونغ هوان لي هو طالب دكتوراه الهندسة الميكانيكية والكهربائية، ويده كان يحمل صفائف ممرستور. المصدر: روبرت Coelius، كلية الهندسة ميشيغان.

نحن الاهتمامات البحثية لو تشمل الأجهزة عالية الكثافة الذاكرة على أساس المقاوم محطة اثنين (RRAM)، وممرستور وأنظمة memristive، والدوائر neuromorphic والأجهزة الإلكترونية الأخرى الناشئة. وكان 1 996  جامعة تسينغهوا في، ودرجة البكالوريوس في الفيزياء وشهادة البكالوريوس في الهندسة الكهربائية والحاسوب، في عام 2003، جامعة تكساس هيوستن، جامعة رايس والدكتوراه في جامعة تكساس. من عام 2003 إلى عام 2005، وكان باحث ما بعد الدكتوراه في كامبريدج، ماساشوستس جامعة هارفارد. دخل جامعة ميشيغان في عام 2005، وهو الآن أستاذ لوري التكنولوجيا عملية نانومتر ومدير مختبر جامعة ميشيغان.

وهو أيضا زميل IEEE، النانو مجلة محرر مشارك، وحصل في عام 2009، NSF التوظيف جائزة، 2012 جائزة الإنجاز المتميز للحصول EECS، 2014-15 حصول على جائزة Rexford E. قاعة الإبداع التميز، 2016-2017 الحصول على ديفيد E. لي دد لو بحوث جائزة ممتازة. وحتى الآن، فقد نشر أكثر من 100 مقال مجلة، بلغت الاستشهادات إلى 22000، ومؤشر H 63 (الباحث العلمي من Google). وبالإضافة إلى ذلك، كان العارضة شركة الشريك المؤسس للشركة، مطور من الجيل المقبل من غير متقلبة شركة أشباه الموصلات الذاكرة في وادي السليكون.

عام 2017، وقد وضعت فريق البحث وي لو لمجموعة احتياطية من نظام الحوسبة (الخزان نظام الحوسبة)، ونشرت في "نيتشر الاتصالات." تتكون شبكة عصبية جديدة من ممرستور، يمكن أن تحسن بشكل كبير من كفاءة التعلم آلة التفكير البشري، يمكن للشبكة التنبؤ الكلمات التالية إلى نقاش حول أثناء الحوار، وتكون قادرة على التنبؤ نتيجة الحوار استنادا إلى الوضع الحالي.

(الشكل المصدر: ينكدين)

ويعد هذا المشروع المشترك مطور Zhengya تشانغ هو أيضا أستاذ في الأكاديمية الصينية للهندسة الحاسوب والكهرباء، وتظهر البيانات، انخرط في مجال البحوث في جامعة ميشيغان لديها أكثر من تسع سنوات.

ممرستور الآفاق التجارية

وقال فريق البحث وي لو في إدارة الأعمال تطبيق ممرستور مستوى التنمية، حاليا لا تزال هناك بعض التحديات، فإنه لا يمكن أن تصل إلى الهدف المنشود للفريق، والمعلومات المخزنة في مجموعة لا يمكن الاعتماد عليها تماما، لأن تشغيله على التواصل التناظرية، وليس في شكل رقمي، وهذه هي اتجاهات البحوث المستقبل وي لو الفريق.

في الوقت الحاضر، تخطط وي لو لتسويق هذه التكنولوجيا. موضوع الدراسة بأنه "إعادة ترميز ممرستور متكاملة - للمنتج فعال - نظام المبالغ حساب CMOS." وقد تم تمويل هذه الدراسة من قبل وزارة الخارجية الأمريكية وكالة مشاريع البحوث المتقدمة الدفاع، وسط العمارة يحركها الطلب والمؤسسة الوطنية للعلوم.

الرابط الأصلي:

https://news.umich.edu/first-programmable-memristor-computer-aims-to-bring-ai-processing-down-from-the-cloud/

[نهاية]