TRIPLE-1, Inc. (ต่อไปนี้เรียกว่า “TRIPLE-1”) ซึ่งมีสำนักงานตั้งอยู่ที่เมืองฟุกุโอกะทางตะวันตกเฉียงใต้ของญี่ปุ่น ได้ประกาศการพัฒนา “GOKU” หน่วยประมวลผลพลัง AI สำหรับการเรียนรู้เชิงลึกที่ใช้กระบวนการผลิตระดับ 5 นาโนเมตรสุดล้ำระดับโลก
“GOKU” เป็นหน่วยประมวลผลพลัง AI สำหรับการเรียนรู้เชิงลึกที่ใช้กระบวนการผลิตระดับ 5 นาโนเมตรสุดล้ำระดับโลก ซึ่งถือกำเนิดจากกระบวนการพัฒนา TSMC 7-nm อย่าง “KAMIKAZE” หน่วยประมวลผลดังกล่าวงัดใช้ประโยชน์จากความรู้ความชำนาญสำคัญ ๆ ทั้งในด้านความสามารถทางการออกแบบ การปรับการใช้พลังงานให้เหมาะสมที่สุด และการยกระดับผลลัพธ์ให้ดีขึ้น ในกระบวนการผลิตสุดล้ำที่พัฒนาขึ้นจากโครงการ “KAMIKAZE” ซึ่งเริ่มต้นขึ้นเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2560
นอกจากนี้ ด้วยความร่วมมือกับสถาบันวิจัย (ที่เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรมแกนหลัก AI) ทีมวิศวกรทรงคุณวุฒิของ TRIPLE-1 ซึ่งได้เข้ามามีส่วนร่วมในการพัฒนา ASIC มาเป็นเวลากว่า 20 ปี ได้รับหน้าที่ออกแบบวงจรดังกล่าว และต้นแบบระยะแรกก็เสร็จสมบูรณ์ ซึ่งทางบริษัทกำลังตรวจสอบศักยภาพของต้นแบบนี้ บริษัทมีเป้าหมายที่จะผลิตวงจรดังกล่าวในปริมาณมากให้ได้ในปี 2564 และหวังที่จะพัฒนาตัวต้นแบบนี้ให้สมบูรณ์จนใกล้ที่จะผลิตจำนวนมากได้ภายในปี 2563 โดยผลิตภัณฑ์นี้จะวางจำหน่ายแก่บรรดาผู้ผลิตเครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับเซิร์ฟเวอร์ข้อมูลหรือศูนย์การเรียนรู้เชิงลึกทั่วโลก และ TRIPLE-1 เองก็ได้เริ่มเจรจาข้อตกลงทางการค้ากับบริษัทหลายแห่งแล้ว
ในช่วงไม่กี่ปีนี้ บริษัทต่าง ๆ ได้บุกตลาดชิป AI โดยไม่ได้มีเพียงบริษัทไอทียักษ์ใหญ่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสตาร์ทอัพที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วในจีนด้วย และเมื่อการพัฒนาชิป Edge AI มีการแข่งขันดุเดือดมากขึ้น การผูกขาดอุปทานโดยบรรดาบริษัทรายใหญ่ ๆ ก็ยังปรากฏให้เห็นในตลาดหน่วยประมวลผล AI สำหรับการเรียนรู้เชิงลึก และปัจจุบันยังไม่มีชิปที่ผลิตจำนวนมากรุ่นใดที่ใช้กระบวนการผลิตเล็กกว่า 12-nm
ในทางกลับกัน ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูลคาดว่าจะเกินหลัก 10% ของการใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดทั่วโลกภายในปี 2573 โดย TRIPLE-1 เชื่อว่า หน่วยประมวลผลพลัง AI สำหรับการเรียนรู้เชิงลึกไม่ได้จำเป็นต้องมี “ขุมพลังประมวลผล” สูงเพื่อใช้เรียนรู้และประมวลข้อมูลจำนวนมหาศาลเพียงเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องใส่ใจอย่างจริงจังในเรื่อง “การใช้พลังงาน” ด้วย ในแง่ของการประหยัดพลังงานและลดต้นทุน
ด้วยเหตุนี้ TRIPLE-1 จึงได้เปิดตัวโครงการพัฒนา “GOKU” หน่วยประมวลผลพลัง AI สำหรับการเรียนรู้เชิงลึก ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ประหยัดพลังงานถึงขีดสุด โดยใช้กระบวนการผลิตระดับ 5-nm สุดล้ำระดับโลก และงัดใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีที่ให้สมรรถนะสูงแต่ใช้พลังงานน้อยอันเป็นเอกลักษณ์ของบริษัท รวมถึงความรู้ความเชี่ยวชาญด้านการออกแบบในกระบวนการผลิตสุดล้ำดังกล่าว
– “GOKU” หน่วยประมวลผลพลัง AI สำหรับการเรียนรู้เชิงลึก พร้อมกระบวนการผลิตระดับ 5-nm สุดล้ำระดับโลก
คุณสมบัติ: หน่วยประมวลผลนี้ใช้กระบวนการผลิตระดับ 5-nm สุดล้ำระดับโลก ส่งผลให้ประหยัดพลังงานขึ้นถึง 10 เท่าเมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตทั่วไป
TRIPLE-1 มีเป้าหมายเพื่อลดการใช้พลังงานให้เหลือ 1/10 เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ทั่วไป (ที่ใช้กระบวนการผลิต 12 nm) โดยมีคุณสมบัติเด่นอยู่ที่การใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำซึ่งเป็นไปไม่ได้กับผลิตภัณฑ์ที่วางจำหน่ายทั่วไปในปัจจุบัน
– กระบวนการผลิต: 5 nm
– อัตราการกินไฟ: 100 W
– สมรรถนะสูงสุด (ในรูปแบบ half-precision): 1 PFLOPS (1,000 TFLOPS)
– ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า (ในรูปแบบ half-precision): 10 TFLOPS / W
คุณสมบัติ: ออกแบบเพื่อเชื่อมต่อหน่วยคำนวณหลายหน่วย
เช่นเดียวกับโครงสร้างสมองของมนุษย์ ซึ่งไซแนปส์เชื่อมต่อเซลล์ประสาทเข้าด้วยกันอย่างซับซ้อน ปริมาณการสื่อสารที่มีจำนวนมหาศาลรวมถึงการสื่อสารแบบ inter-core ที่มีความซับซ้อนนั้น ล้วนมีความสำคัญต่อหน่วยประมาลผล AI สำหรับการเรียนรู้เชิงลึก
“GOKU” อาศัยเทคโนโลยีการออกแบบวงจรไฟฟ้าอันเป็นเอกลักษณ์เฉพาะ ซึ่งวางหน่วยประมวลผลคณิตศาสตร์ขนาดจิ๋วให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้บนแม่พิมพ์เดี่ยวขนาดใหญ่ GOKU ออกแบบมาเพื่อรักษาแบนด์การสื่อสาร (interconnect) ระหว่างแต่ละหน่วยประมวลผลคณิตศาสตร์ให้ได้มากที่สุด ซึ่งออกแบบโดยมีเป้าหมายเพื่อให้ใกล้เคียงกับสมองของมนุษย์
คุณสมบัติ: ดีไซน์แบบอนาล็อกบางส่วน เพื่อยกระดับประสิทธิภาพวงจรทวีแรงดัน
วงจรทวีแรงดันที่ใช้พลังงานสูงนี้ได้รับการออกแบบแบบอนาล็อก ซึ่งด้วยดีไซน์แบบอนาล็อก (วางตำแหน่งด้วยมือและวางสายด้วยมือ) แทนที่จะเป็นดิจิทัล (วางตำแหน่งและวางสายอัตโนมัติ) จึงใช้มือออกแบบวงจรได้อย่างละเอียด และช่วยลดการใช้พลังงานให้เหลือน้อยที่สุด
– ความท้าทายในกระบวนการผลิตแบบ 5 nm จัดการด้วยเทคโนโลยีเพิ่มพูนผลลัพธ์อันเป็นเอกลักษณ์ที่ใช้กันในกระบวนการสุดล้ำ
ด้วยความที่กระบวนการผลิตมีขนาดเล็กลง ประเด็นเรื่องผลลัพธ์จึงมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น โดยปัจจัยกำหนดผลลัพธ์หลัก ๆ ในกระบวนการแบบดั้งเดิมคือ stuck-at faults และการเปลี่ยนแปลงทางคุณลักษณะระหว่างล็อตต่าง ๆ อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการขั้นสูงนั้น ความแตกต่างทางคุณลักษณะระหว่างชิปที่เกิดจากเวเฟอร์เดี่ยวและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในชิปตัวเดียว ได้กลายเป็นประเด็นสำคัญ สิ่งนี้ได้กลายเป็นปัญหาใหญ่ที่มีความสัมพันธ์กับต้นทุนการผลิตในกระบวนการผลิตจำนวนมากโดยตรง และเป็นที่รับทราบกันว่า การแก้ไขปัญหาดังกล่าวขึ้นอยู่กับการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตของโรงหล่อ (บริษัทรับจ้างผลิตชิป) ที่รับผิดชอบในด้านการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
เมื่อประเมินจากสถานการณ์เหล่านี้ TRIPLE-1 จึงประสบความสำเร็จในการนำเทคโนโลยีการออกแบบวงจรไฟฟ้าอันเป็นเอกลักษณ์มาใช้ในเชิงพาณิชย์ ซึ่งช่วยลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงทางคุณลักษณะในกระบวนการขั้นสูง พร้อมยกระดับผลลัพธ์ที่ออกมา ด้วยเหตุนี้ บริษัทจึงไม่เพียงแต่มุ่งเน้นด้านประสิทธิภาพสูงเท่านั้น แต่ยังมุ่งมั่นที่จะสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์ที่มีราคาประหยัด และผลิตภัณฑ์ของบริษัทจะมีการนำไปใช้กันแพร่หลายทั่วโลก
