新材料和记忆如何帮助人工智能生态系统弯曲气候曲线

最近,我有幸参加了一个名为“弯曲气候曲线:让大数据、人工智能和云计算可持续增长”的小组讨论。“它是50周年纪念活动的一部分th一年一度的西部SEMICON,今年以虚拟的形式举行。

与会的有来自Arm、谷歌、英特尔、微软、加州大学圣巴巴拉分校和VMware的行业专家,我们的谈话集中在如何利用技术来帮助缓解气候变化,而不是加剧气候变化。在我们为讨论做准备的时候,有一点变得很明显:大数据、人工智能和云计算的大规模扩散可能会带来相反的结果。

”在一个叙述,分析师预计持续增长的能源消耗和排放由于5 g的崛起,互联网和人工智能的东西,”Eric Masanet小组主持人博士说,加州大学圣芭芭拉分校教授、第一作者的联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六评估报告。“但还有另一种说法,分析人士认为,IT行业能效的提高、可再生能源的采用,以及它能为其他经济部门带来的减排,实际上可能会扭转气候曲线。”

在深入探讨人工智能和大数据究竟是环保救世主还是气候变化催化剂这个问题时,我和我的同事们关注了一系列新兴创新,这些创新有望大幅降低能耗,同时仍能带来令人印象深刻的性能提升。当经典的摩尔定律(Moore’s Law)尺度日益受到挑战,而登纳德(Dennard)尺度已被有效地终结时,应用材料(Applied Materials)正以多种方式应对气候挑战,其中有三种方式是我在研讨会上概述的。188金宝搏备用网址

其一是通过硬件和软件升级来提高我们现有和新的工艺系统的生态性能,从而减少能源消耗、化学品使用和洁净室空间要求。我们称之为“ecoUP”倡议,它包括一个“3×30”的目标为我们的生产系统:在per-wafer的基础上,我们针对一个等价的能源消耗减少30%,化学消耗减少了30%,增加30%的吞吐量密度,是晶圆加工的数量每平方英尺的洁净室空间2030。

我们还在加快制定半导体功率、性能、面积/成本和上市时间(PPACt)的新剧本,以确保继续满足这些方面的改进。这个剧本的一个方面是为行业开发新的方法,在不影响功率和性能的情况下继续缩小晶体管。最近一个创新的例子是我们的新型选择性钨加工技术这消除了在5nm、3nm及以下晶圆逻辑节点上晶体管持续2D扩展的一个关键瓶颈。

Applied帮助应对气候变化的第三个领域是与我们的客户和技术生态系统合作,开发新的芯片架构,以更好地适应人工智能计算的要求,这与定义PC时代的技术明显不同。

在内存方面,可持续的人工智能需要新型高性能、低功耗、非易失性的内存,这种内存离计算引擎更近。这是一个新兴市场,应用正在帮助我们的Endura®Clover™和Endura®Impulse™PVD系统对于MRAM, PCRAM和ReRAM。

Arm研发研究员罗伯·艾特肯博士说:“我希望在未来提高全球能源效率的方法是改善我们的记忆系统。”“移动数据的效率非常低。让计算机更接近内存是前进的道路,无论是通过叠模、将AI移动到边缘,还是通过改进内存结构(如mram),这些都有一些贡献。Rob在这一点上进行了扩展,并分享了更多他的关键收获博客

微软智能设备总经理Moe Tanabian补充道:“低功耗的特殊用途芯片将带来巨大的不同,这些芯片用于边缘人工智能加速——大约在100毫瓦以下。这将对我们的能源消耗产生重大影响。”

谷歌的软件工程师克里夫·杨博士观察到:“在过去的七年左右时间里,我们一直在为神经网络应用构建我们自己的芯片。作为构建它们的一部分,我们已经愿意打破以前的抽象……我们改变了数学,我们改变了我们的网络,我们改变了每个芯片的核数和许多其他的东西,这些东西以前可能是固定不变的。我们愿意在堆栈的所有层次上打破抽象。”

英特尔的云解决方案架构师Samantha Alt博士表示,非易失性、高密度内存的使用可以带来重要的系统级好处。Alt分享说,如果有一种方法可以根据清洁能源的可用性来开启和关闭服务器,那么可再生能源可以在数据中心之间更广泛地部署,也就是一些人所说的“时间转移”。“为了支持这一点,需要持久内存能够保存状态,加载它,并在能量再次可用时继续执行。”

在我们的讨论过程中,我最大的收获是,相对于将电子行业扩大为负责任的环境管理员,我们的目标是多么的普遍。我认为,我们面临的挑战是,随着我们变得更加专业化,我们可能会失去跨多个行业层次的重要和广泛的对话。我们需要促进生态系统中从材料到系统™以及从系统到材料™的更大合作,这样我们的集体知识可以帮助“弯曲气候曲线”。

英特尔的Alt可能总结得很好:“制造、硬件和软件之间需要更好的合作。这是我们将获得最大效率的地方,尤其是在数据中心。我们都有自己的专长,我们都将继续推动各自领域的创新,但我们需要确保所有这些领域比现在更好地连接在一起。”

整个小组会议的重播可以在下面和上188金宝搏备用网址YouTube应用材料通道。

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