Sztuczna inteligencja wychodzi z centrów danych. Chipy neuromorficzne rewolucjonizują obliczenia brzegowe

Rosnące zapotrzebowanie na inteligentne i energooszczędne rozwiązania do przetwarzania danych sprawia, że mechanizmy sztucznej inteligencji coraz częściej są „wypychane” poza tradycyjne centra danych, bliżej źródeł informacji. Zgodnie z prognozami, do 2028 r. globalne wydatki na infrastrukturę brzegową mają wzrosnąć z 261 mld do 380 mld dolarów. Kluczem do sprostania tym wyzwaniom staje się neuromorficzne podejście do obliczeń.

Posłuchaj
00:00

Architektura na wzór ludzkiego mózgu

Chipy neuromorficzne to zupełnie nowa generacja układów scalonych, których architektura została oparta na strukturze oraz mechanizmach działania ludzkiego mózgu. Technologia ta wykorzystuje impulsowe sieci neuronowe (SNN), uaktywniające się wyłącznie wtedy, gdy wystąpi istotny sygnał wejściowy – na wzór biologicznych neuronów. Podstawową różnicą względem tradycyjnych procesorów jest to, że układy neuromorficzne łączą pamięć i moduł obliczeniowy w jednym miejscu. W efekcie przetwarzają dane znacznie szybciej przy jednoczesnym obniżeniu zużycia energii.

Technologia ta ma przed sobą perspektywy dynamicznego rozwoju. Zgodnie z danymi Precedence Research, w 2024 roku globalny rynek chipów neuromorficznych był wart 1,73 mld dolarów, a do 2034 roku ma wzrosnąć blisko czterokrotnie, osiągając wartość 8,86 mld dolarów (prognozowany roczny wzrost CAGR wynosi 17,7%). Napędza to rosnące zapotrzebowanie na układy energooszczędne i rozwiązania autonomiczne.

Zwinność maszyn inspirowana naturą

Ponieważ chipy neuromorficzne potrafią przetwarzać dane sensoryczne bezpośrednio w urządzeniu, eliminują wymóg ciągłego przesyłania ich do chmury. Umożliwia to stworzenie energooszczędnych rozwiązań działających w sposób ciągły, także tam, gdzie dostęp do sieci jest ograniczony. Główne branże, w których wdrożenia te odgrywają już istotną rolę, to:

medycyna - wsparcie inteligentnych protez natychmiast reagujących na ruch użytkownika oraz urządzeń diagnostycznych, które w czasie rzeczywistym analizują sygnały biologiczne;
robotyka i systemy autonomiczne - dzięki przetwarzaniu bodźców z otoczenia, maszyny reagują w czasie rzeczywistym, co podnosi precyzję i bezpieczeństwo ich działań;
systemy wizyjne - moduły inspirowane ludzką siatkówką rejestrują zmiany światła i ruch ze skrajną szybkością, dając robotom i dronom zwinność porównywalną do zwinności owadów.

- Zdolność przetwarzania różnych sygnałów w ułamku sekundy sprawia, że maszyny stają się nie tylko szybsze, ale też zdolne do lepszej adaptacji – potrafią reagować na dynamiczne warunki otoczenia. Rozwiązania te mogą znaleźć zastosowanie również w inteligentnym monitoringu, transporcie czy analizie danych środowiskowych, gdzie liczy się nie tylko szybkość reagowania, ale również zdolność do poradzenia sobie w nieprzewidywalnych sytuacjach - zaznacza Krzysztof Krawczyk, Senior Technical Sales–Strategic Account Engineer | IT Systems w firmie Vertiv.

Nowe wyzwania dla infrastruktury obliczeniowej

Choć neuromorficzne chipy są niezwykle obiecującym kierunkiem rozwoju sztucznej inteligencji, eksperci Vertiv zwracają uwagę, że za ich postępem nie nadąża infrastruktura (zarówno sprzętowa, jak i programowa) niezbędna do ich masowego wdrażania.

Wyprowadzenie AI poza centra danych na urządzenia brzegowe wymaga całkowicie nowego podejścia do warstwy sprzętowej oraz energetycznej. Wynika to z faktu, że systemy muszą radzić sobie z nieregularnym, impulsowym obciążeniem, które może w ułamku sekundy drastycznie wzrosnąć, a następnie niemal natychmiast zniknąć. Ponadto, lokalne przesyłanie danych wymaga łączy o wyjątkowo niskich opóźnieniach. Systemy zasilania i chłodzenia muszą w tych warunkach wykazywać się dynamiczną adaptacją.

- Obsługa systemów neuromorficznych wymaga czegoś więcej niż stopniowych usprawnień po stronie urządzeń brzegowych. Potrzebna jest specjalnie zaprojektowana infrastruktura, która może być skalowana wraz z rosnącym zapotrzebowaniem, dostosowana do zmieniających się obciążeń i działać w środowiskach o ograniczonej przestrzeni lub mocy. Dla przykładu, bezpośrednie chłodzenie procesorów cieczą pozwala skuteczniej radzić sobie z nagłymi wzrostami temperatury niż chłodzenie powietrzem. Podobnie systemy zasilania muszą reagować błyskawicznie na gwałtowne wahania napięcia, nie wymagając przy tym nadmiernej rozbudowy infrastruktury, co zwiększyłoby zarówno koszty, jak i zapotrzebowanie na miejsce - mówi Krzysztof Krawczyk, wskazując na konieczność głębokich zmian.

Aby w pełni spożytkować potencjał układów neuromorficznych, niezbędne jest więc przygotowanie infrastruktury, która będzie elastyczna, wyjątkowo energooszczędna oraz od początku zaprojektowana do działania w bezpośrednim sąsiedztwie źródeł danych.

Źródło: SAROTA PR – agencja public relations

Powiązane treści
Imec rozwinie intranet neuronów
Leti integruje w sieciach neuronowych synapsy RRAM i neurony analogowe
Samsung wzmocni możliwości w zakresie przetwarzania neuronowego
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Pomiary
Nowa era monitorowania widma z wykorzystaniem sztucznej inteligencji
PCB
Studenci TU Delft rozwijają elektronikę egzoszkieletu do samodzielnego chodzenia
Zasilanie
Od samochodów elektrycznych do serwerowni AI - jak innowacje 800 V redefiniują architekturę centrów danych
Komponenty
GigaDevice dostarczy komponenty dla platform samochodowych firmy Tury
Projektowanie i badania
Łukasiewicz stawia na rozwój krajowej elektroniki. Nowe Laboratorium Obwodów Drukowanych i Montażu Elektronicznego otwarte w Warszawie
Pomiary
Rynek ADAS zmierza ku wartości 66 miliardów dolarów
Zobacz więcej z tagiem: Aktualności
Informacje z firm
Firma WIN SOURCE na targach ITM Industry Europe 2026 - wsparcie rozwoju łańcucha dostaw europejskiego przemysłu wytwórczego
Gospodarka
Drogie pamięci wypchną z rynku podstawowe komputery
Gospodarka
Zakończono podział Creotech Instruments. Debiut giełdowy Creotech Quantum już 17 kwietnia

Rozwiązania dotykowe dla inteligentnych wyświetlaczy kokpitowych

Branża motoryzacyjna zmienia się w niespotykanym dotąd tempie, a nowoczesne pojazdy wymagają wyświetlaczy kokpitowych, które są nie tylko zachwycające wizualnie, ale także bezpieczne, niezawodne i intuicyjne w obsłudze. Rozszerzona generacja Microchip's M1 kontrolerów ekranów dotykowych maXTouch pozwala sprostać tym wyzwaniom.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów