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
Produkcja elektroniki
Komisja Europejska chce wspierać lokalną produkcję
Produkcja elektroniki
Półprzewodniki ponownie w centrum uwagi. Polska szuka swojego miejsca w europejskim ekosystemie technologicznym
Komunikacja
Karty iSIM nadzieją IoT?
Komponenty
Infineon otwiera w Dreźnie fabrykę półprzewodników za 5 mld euro
Produkcja elektroniki
Jednolity rynek pamięci to już przeszłość
Pomiary
Rynek metrologii i inspekcji półprzewodników przyspiesza: AI i zaawansowane pakowanie napędzają wzrost do ponad 18 mld USD
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

Mikrokontrolery PIC32CM PL10 - wydajność 32-bitowego rdzenia Arm Cortex-M0+ i odporność na zakłócenia w projektach 5 V

Firma Microchip Technology prezentuje nową rodzinę mikrokontrolerów (MCU) PIC32CM PL10, która wprowadza wydajność 32-bitowych rdzeni Arm® Cortex®-M0+ do systemów zasilanych napięciem 5 V. Dzięki zgodności wyprowadzeń z 8-bitowymi rodzinami układów AVR® Dx, nowa seria stanowi doskonałą propozycję dla inżynierów poszukujących łatwej ścieżki migracji z architektury 8-bitowej na 32-bitową, pozbawionej konieczności poważnego przebudowywania układów zasilania na płycie czy uczenia się od nowa obsługi układów peryferyjnych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów