Компания Extropic, являющаяся американским стартапом, представила инновационный процессор для искусственного интеллекта. Его работа основана на принципах термодинамики, а не на традиционной логической структуре. Согласно информации, предоставленной компанией, прототипы чипов способны решать генеративные задачи, потребляя в 10 000 раз меньше энергии по сравнению с современными графическими ускорителями.

Emergence of Extropic coincided with a period when major technology corporations face an “energy wall” of AI. According to independent analysts’ estimates, by 2030, data centers in the US will consume 426 terawatt-hours per year, which is more than twice the level of 2024 — 183 TWh. To illustrate, this is enough electricity to power tens of millions of homes. Companies like Amazon, Meta* and Apple are building new data centers worth billions of dollars to service ever larger AI models, but these centers consume colossal amounts of energy.

Extropic предлагает альтернативный путь, заключающийся не в увеличении вычислительной мощности, а в значительном повышении эффективности вычислений. Её метод, известный как термодинамические вычисления, трансформирует базовый принцип работы процессора. Вместо стремления к абсолютной определённости, когда каждый электрон однозначно представляет «0» или «1», чип использует естественные тепловые колебания электронов – шум, который в традиционных схемах рассматривается как помеха.

Важнейшим компонентом архитектуры являются вероятностные биты, известные как p-биты. Они не фиксируют конкретное значение, а отображают состояние с заданной вероятностью. Это позволяет непосредственно моделировать неопределённость — фундаментальный принцип, лежащий в основе генеративных моделей, например ChatGPT. Реализация подобных задач на аппаратном уровне происходит быстрее и требует значительно меньше энергии по сравнению с традиционными матричными вычислениями на графических процессорах.

По словам Тревора МакКорта, сооснователя и технического директора компании, который ранее участвовал в квантовых разработках в Google, это объясняется следующим: «Мы разработали фундаментальный компонент машинного обучения, который значительно превосходит матричное умножение по эффективности. Фактически, Extropic применяет принципы физики для решения задачи компьютерных наук — позволяя кремнию работать не вопреки шуму, а используя его в своих целях».

Первые тестовые платы под названием XTR-0 уже выпущены компанией, и их испытания начались благодаря партнёрам, в том числе частным лабораториям и государственным организациям. В числе первых пользователей оказался стартап Atmo, разрабатывающий модели прогноза погоды, чьи специалисты зафиксировали, что p-биты функционируют в соответствии с ожиданиями».

Компания Extropic разработала алгоритм DTM (Denoising Thermodynamic Model), который оптимизирован для её архитектуры, и предоставила библиотеку thrml для Python с открытым исходным кодом. Она позволяет моделировать работу термодинамических блоков на стандартных графических процессорах. Это дает возможность разработчикам изучать принципиально новый подход, не ожидая выпуска готовых микросхем.

Стартап привлек 14,1 миллиона долларов посевных инвестиций и демонстрирует стремительное преобразование идеи в готовый продукт. Гийом Вердон, руководитель компании, физик и сторонник ускоренного технологического развития, считает, что развитие искусственного интеллекта зависит не от масштабных вычислительных центров, а от создания принципиально иной, более эффективной технологии».

* В Российской Федерации деятельность компании Meta, объединяющей Facebook и Instagram, была признана экстремистской и запрещена