自人工智能騰飛以來(lái)，其進(jìn)步、機(jī)會(huì)及潛力均令人矚目。然而，這也引發(fā)了一項(xiàng)重大難題——芯片計(jì)算效能逐漸超越我們的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。為了解決此問(wèn)題，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）攜手普林斯頓大學(xué)啟動(dòng)了一個(gè)新項(xiàng)目，致力于研發(fā)尖端芯片以提升AI計(jì)算效率和能源利用效率。

這項(xiàng)名為內(nèi)存陣列內(nèi)優(yōu)化處理技術(shù)（OPTIMA）的DARPA項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)基于內(nèi)存計(jì)算加速的構(gòu)架，以?xún)?yōu)化處理數(shù)據(jù)并提升效率。這款內(nèi)存計(jì)算架構(gòu)具備潛在的劃時(shí)代意義；工程師們期望通過(guò)借助DARPA現(xiàn)有研究成果來(lái)打造出當(dāng)前最為先進(jìn)的技術(shù)能力。此外，該項(xiàng)目還得到了多個(gè)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的積極響應(yīng)和參與，包括曾與DARPA聯(lián)手開(kāi)展半導(dǎo)體研究的STARnet、JUMP和JUMP 2.0項(xiàng)目，以及新增的合作方，例如DARPA之前扶持的初創(chuàng)企業(yè)。

來(lái)自普林斯頓大學(xué)的電氣和計(jì)算機(jī)工程教授納文·維爾馬（Naveen Verma）在本次合作中扮演了重要角色。他表示，新硬件的重新設(shè)計(jì)使得AI芯片能夠適應(yīng)當(dāng)前工作負(fù)載，同時(shí)消耗更少能源就能驅(qū)動(dòng)高效能的AI系統(tǒng)。這些創(chuàng)新有可能撕裂AI芯片發(fā)展的瓶頸，包括尺寸、效率和拓展性等諸多限制。

現(xiàn)今，支持最尖端AI模型運(yùn)轉(zhuǎn)的芯片體積過(guò)大、效率不高，難以適配小型設(shè)備，如筆記型電腦、手機(jī)、醫(yī)院、高速公路乃至近地軌道。因此，迫切需要一款全新的芯片架構(gòu)以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的計(jì)算需求和能源效率。而新開(kāi)發(fā)的芯片不僅能降低能耗，還有望讓各種AI應(yīng)用得以普及，甚至擴(kuò)大到更多場(chǎng)景。

普惠人工智能（OPTIMA）項(xiàng)目是DARPA推進(jìn)“ next-generation scientific， device and system revolutionary development”目標(biāo)的一部分，也是其進(jìn)一步投資相關(guān)領(lǐng)域的表現(xiàn)。雖然DARPA尚未透露最終參與機(jī)構(gòu)清單及其獲得的資金總額，但據(jù)預(yù)估，征募到的提案經(jīng)費(fèi)總額高達(dá)7800萬(wàn)元，充分顯示了DARPA對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域的高度關(guān)注以及資金投入力度。

在普林斯頓大學(xué)主導(dǎo)的部分中，由維爾馬教授的初創(chuàng)企業(yè)EnCharge AI共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，以加快新芯片架構(gòu)的研究以及商業(yè)化進(jìn)度。成立于加利福尼亞州圣克拉拉市的EnCharge AI正將維爾馬實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)技術(shù)推向市場(chǎng)。有鑒于此，普林斯頓大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)可以借此機(jī)會(huì)推動(dòng)AI+新芯片行業(yè)的整體發(fā)展。

該項(xiàng)目的目標(biāo)是創(chuàng)建能夠在緊湊或能源受限的環(huán)境中處理現(xiàn)代人工智能工作負(fù)載的芯片。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員必須完全重新構(gòu)想計(jì)算的物理原理，并設(shè)計(jì)和封裝可以使用現(xiàn)有制造技術(shù)制造的硬件，同時(shí)與現(xiàn)有的計(jì)算技術(shù)（如中央處理單元）配合良好。維爾馬和他的團(tuán)隊(duì)提出了一種新的方法，將計(jì)算直接在內(nèi)存單元中完成，稱(chēng)為內(nèi)存計(jì)算。這種方法有望減少移動(dòng)和處理大量數(shù)據(jù)所需的時(shí)間和能源成本。此外，他們還轉(zhuǎn)向了模擬計(jì)算方法，利用設(shè)備的更豐富的物理特性來(lái)提高效率。通過(guò)結(jié)合這些想法和技術(shù)創(chuàng)新，他們希望將人工智能從數(shù)據(jù)中心中解放出來(lái)，推動(dòng)其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。