用户可定制的计算引擎用于人工智能任务

大阪大学的科学家已经通过现场可编程门阵列(FPGA)构建了一种新的计算设备，用户可以对其进行定制，以最大程度地提高人工智能应用的效率。与当前使用的可重新布线硬件相比，该系统将电路密度提高了12倍。而且，预计该技术可将能耗降低80%。这一进步可能会导致灵活的人工智能(AI)解决方案，该解决方案可提供增强的性能同时消耗更少的电能。

人工智能已成为几乎所有消费者日常生活的一部分。共乘智能手机应用程序像尤伯杯，Gmail的垃圾邮件过滤器，以及智能家居设备，如Siri的和鸟巢都依赖于AI。但是，实施这些算法通常需要大量的计算能力，这意味着大量的电费以及大量的碳足迹。可以重新布线以优化每个电路(例如人脑)的计算机系统的系统将大大提高能源效率。

通常，我们认为硬件是由制造商确定的，其中包括计算机处理器的物理逻辑门和晶体管。但是，现场可编程门阵列是专用逻辑元件，用户可以在现场为定制逻辑应用重新布线。研究小组使用了非易失性“通孔开关”，这些通孔保持连接状态，直到用户决定重新配置它们为止。使用新颖的纳米制造方法，他们能够将12倍以上的元素填充到类似网格的“横杆”布局中。通过缩短电子信号的路由距离，设备最终所需的功率减少了80%。

第一作者Masanori Hashimoto说：“我们基于现场可编程门阵列的系统的设计周期非常快。如果需要，可以每天对其进行重新编程，以使每个新的AI应用程序获得最大的计算能力。” 通孔开关的使用也消除了以前的FPGA器件所需的编程硅区域的需要。

高级作者Jaehoon Yu说：“ Via-switch FPGA适合作为最新AI算法的高性能实现平台。”

文章“通过交换FPGA：用于AI应用的65nm CMOS实现和体系结构扩展”发表在2020年IEEE国际固态电路会议的技术摘要中。