Viime vuonna armeijan tekniikan tutkimusta rahoittava Yhdysvaltain puolustusministeriön edistynyt tutkimusprojektivirasto (DARPA) käynnisti viisivuotisen 1,5 miljardin dollarin ohjelman. Yleisemmin tunnetuksi nimellä Electronic Resurrection Initiative (ERI), ohjelma on suunniteltu tukemaan läpimurtoprosesseja siruteknologiassa. Virasto on juuri julkaissut ensimmäisen luettelon tutkimusryhmistä, jotka on valittu tutkimaan testaamattomia, mutta mahdollisesti lupaavia lähestymistapoja, jotka voisivat mullistaa sirujen suunnittelun ja valmistuksen Yhdysvalloissa.
Viime vuosina laitteistokehitys on heikentynyt taustalle verrattuna ohjelmistokehitykseen, ja tämä huolestuttaa Yhdysvaltain armeijaa useista syistä.
Huolenaiheiden kärjessä on Mooren laki, jonka mukaan sirulle asennettujen transistorien määrä kaksinkertaistuu noin joka toinen vuosi. Tällä hetkellä on kaikki merkkejä siitä, että moderni elektroniikka on saavuttanut fyysiset rajansa, ja lähitulevaisuudessa sen kehitysprosessi pysähtyy.
Huolenaiheita ovat myös integroitujen piirien suunnittelun nousevat kustannukset ja ulkomaisten valmistajien lukumäärän kasvu (Kiina aikoo tuottaa siruja, jotka lisäävät AI-järjestelmät mihin tahansa laitteeseen!).
ERI: n talousarviossa määrätään nelinkertaiseksi korotukseksi DARPA: n säännöllisistä vuosikustannuksista. Alkuperäiset projektit heijastavat aloitteen kolmea pääpilaria: sirun suunnittelu, arkkitehtuuri, uudet materiaalit ja integraatio.
Yhden projektin tavoitteena on vähentää dramaattisesti uuden sirumallin luomiseen kuluvaa aikaa, pyrkien vähentämään suunnitteluaikaa muutamasta vuodesta tai kuukaudesta muutamaan päivään täydentämällä kehitysautomaatioprosessia koneoppimisella ja muilla työkaluilla, jotta jopa suhteellisen kokemattomat käyttäjät voivat luoda korkealaatuisia malleja lyhyessä ajassa ehdoin.
Mooren lain ulkopuolelle siirtyminen vaatii radikaalisti uusia materiaaleja ja uusia tapoja integroida laskentateho ja muisti. Tyypillisten nykyaikaisten sirujen arkkitehtuuriin kuuluu tiedon jatkuva siirtäminen niitä tallentavien muistikomponenttien ja niitä käsittelevien prosessorien välillä, mikä kirjaimellisesti imee energiaa ja luo yhden suurimmista esteistä prosessointitehon lisäämiselle.
Toisessa ERI-projektissa tarkastellaan tapoja, joilla uudet integraatiojärjestelmät voivat poistaa tai ainakin merkittävästi vähentää tiedonsiirron tarvetta. Perimmäisenä tavoitteena on injektoida laskentateho tehokkaasti suoraan muistiin, mikä voi johtaa dramaattisiin suorituskyvyn paranemisiin.
Mainosvideo:
DARPA suunnittelee ensisijaisesti sellaisten laitteiden ja ohjelmistojen luomista, jotka voidaan konfiguroida uudelleen reaaliajassa käsittelemään yleisiä tehtäviä tai erikoistuneita sovelluksia, kuten erityisiä sovelluksia tekoälyyn. Nykyään tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan useita siruja, mikä lisää AI-järjestelmän monimutkaisuutta ja kustannuksia.
Jotkut DARPAn ponnisteluista kohdistuvat aloihin, joita teollisuus on jo kehittänyt intensiivisesti. Esimerkki on hanke 3D-järjestelmän kehittämiseksi sirulle, jonka tavoitteena on jatkaa Mooren lakia edelleen käyttämällä uusia materiaaleja kuten hiilinanoputkia ja älykkäämpiä tapoja sijoittaa aktiiviset komponentit ja erilliset elektroniset piirit.
Uuteen tekniikkaan liittyvän julkisen politiikan asiantuntija Carnegie Mellonin yliopiston professori Erica Fuchs uskoo, että Yhdysvaltain hallituksen yleinen lähestymistapa elektroniikan alan innovaatioiden tukemiseen on "suuruusluokkaa pienempi" kuin on tarpeen ongelmien ratkaisemiseksi. Aukon korjaamiseksi on välttämätöntä ainakin kaksinkertaistaa julkiset investoinnit, koska suuret yritykset ovat erittäin haluttomia käyttämään lupaavien tekniikoiden tutkimusta.
Sergin leija