Созданы часы на основе MEMS для повышения эффективности систем ИИ за счет сокращения времени простоя вычислений

Искусственный интеллект меняет всё в центрах обработки данных: новые чипы, предназначенные для ИИ, новые методы охлаждения и новые накопители. Теперь даже способ измерения времени начинает меняться: компания SiTime объявила, что разработала новые часы, оптимизированные для рабочих нагрузок ИИ.

Компания заявляет, что эта разработка приведёт к значительной экономии энергии и снижению затрат на обучение ИИ и логические выводы. Компания SiTime смогла добиться такой экономии, используя микроэлектромеханические системы (MEMS) в качестве основного компонента для измерения времени вместо традиционных кварцевых кристаллов.

Почти в каждой части компьютера есть тактовый генератор. Процессоры, графические процессоры, сетевые карты, коммутаторы, а иногда даже активные межсоединения содержат собственный компонент для измерения времени. Для более традиционных вычислительных задач эти тактовые генераторы обычно делятся на две категории: быстрые тактовые генераторы с точным временем или тактовые генераторы, хорошо синхронизированные между несколькими графическими процессорами (или процессорами), — говорит Иэн Катресс, главный аналитик More Than Moore, который работает с SiTime.

«Проблема ИИ в том, что он делает и то, и другое, — говорит Катресс. — Вы хотите, чтобы ваш чип работал как можно быстрее, но при этом вы хотите синхронизировать 100 000 чипов».

Часы Super-TCXO от SiTime сочетают в себе функции сверхстабильных и хорошо синхронизированных часов в одном устройстве, обеспечивая синхронизацию, которая в 3 раза лучше, чем у сопоставимого кварцевого компонента с пропускной способностью 800 гигабит в секунду, при этом чип в 4 раза меньше.

ИИ — ненасытный пожиратель данных. И всё же дорогостоящие и энергозатратные графические процессоры простаивают до 57 процентов времени в ожидании следующей порции данных. Если бы данные можно было получать быстрее, графические процессоры можно было бы использовать в меньших объёмах и более эффективно.

Кроме того, можно значительно сэкономить электроэнергию, если переводить графические процессоры в спящий режим, пока они ожидают загрузки новых данных, говорит Катресс. Это тоже требует более точного расчёта времени, чтобы цикл «сон-бодрствование» происходил достаточно быстро, чтобы успевать за потоком данных.

Для ИИ часы должны быть не только более точными, но и идеально синхронизированными на многих графических процессорах. Большие модели ИИ распределяют задачи между многими графическими процессорами, и каждый из них выполняет небольшую часть вычислений. Затем их результаты объединяются. Если один графический процессор отстаёт от остальных, то все вычисления будут ждать этого узла. Другими словами, скорость вычислений зависит от самого слабого звена. Все графические процессоры остаются включёнными во время ожидания, поэтому любая такая задержка приводит к потере энергии.

Таймер должен быть точным, хорошо синхронизированным и надёжным — любые механические колебания или перепады температуры должны компенсироваться, чтобы не нарушать вычисления. Super-TCXO от SiTime призван объединить все три требования в одном устройстве.

Использование MEMS-генератора вместо традиционного кварцевого делает такую комбинацию возможной. В кварцевых генераторах используются колебания точно обработанных кристаллов кварца — подобно камертону. В отличие от них, MEMS-генераторы производятся, а не обрабатываются, чтобы резонировать на определённой частоте. MEMS-устройства могут быть меньше по размеру, что делает их менее чувствительными к механическим воздействиям. Они также могут быть более точными.

«Кристаллические осцилляторы существуют с незапамятных времён, с тех пор, как появились вычислительные машины», — говорит Дэйв Альтавилла, президент и главный аналитик HotTech Vision & Analysis, который также работает с SiTime. «Мы значительно улучшили эту технологию с момента её появления. Но MEMS делает ещё один шаг вперёд по сравнению с тем, на что способен кристалл. Так что я думаю, что эта новая технология вытесняет на рынке старый способ работы».

Решения SiTime на основе MEMS уже имеют некоторый успех — процессор Spectrum-X Switch от Nvidia уже содержит устройство SiTime.

Сообщение Созданы часы на основе MEMS для повышения эффективности систем ИИ за счет сокращения времени простоя вычислений появились сначала на Время электроники.