211service.com
DARPA har en ambisiøs $1,5 milliarder plan for å gjenoppfinne elektronikk
Illustrasjon av rødstripet mønster under en blå databrikke som er fylt med hvite fempunktsstjerner. Ms. Tech
I fjor ble Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) , som finansierer en rekke blåhimmelforskningsinnsatser som er relevante for det amerikanske militæret, lanserte et femårig program på 1,5 milliarder dollar kjent som Electronics Resurgence Initiative (ERI) for å støtte arbeidet med fremskritt innen brikketeknologi. Byrået har nettopp avduket det første settet med forskerteam valgt ut for å utforske uprøvde, men potensielt kraftige tilnærminger som kan revolusjonere amerikansk brikkeutvikling og -produksjon.
Maskinvareinnovasjon har tatt noe av en baksete til programvarefremskritt de siste årene, og det plager det amerikanske militæret av flere grunner.
Slutt på en æra
Øverst på listen er at Moores lov, som hevder at antall transistorer montert på en brikke dobles omtrent hvert annet år, er i ferd med å nå sine grenser (se Moores lov er død. Hva nå? ). Det kan hindre fremtidige fremskritt innen elektronikk som militæret er avhengig av, med mindre nye arkitekturer og design kan tillate fremgang i chipytelse å fortsette.
Det er også bekymringer for de økende kostnadene ved å designe integrerte kretser, og for økte utenlandske – som les kinesisk – investeringer i halvlederdesign og produksjon (se Kina ønsker å lage brikkene som vil legge til AI til enhver gadget ).
ERIs budsjett representerer rundt en firedobling i DARPAs typiske årlige utgifter til maskinvare. Innledende prosjekter gjenspeiler initiativets tre brede fokusområder: brikkedesign, arkitektur og materialer og integrasjon.
Ett prosjekt har som mål å radikalt redusere tiden det tar å lage en ny brikkedesign, fra år eller måneder til bare en dag, ved å automatisere prosessen med maskinlæring og andre verktøy slik at selv relativt uerfarne brukere kan lage design av høy kvalitet.
Ingen vet ennå hvordan man får en ny brikkedesign ferdig på 24 timer trygt uten menneskelig innblanding, sier Andrew Kahng fra University of California, San Diego, som leder et av de involverte teamene. Dette er en fundamentalt ny tilnærming vi utvikler.
Vi prøver å konstruere håndverksbryggerevolusjonen innen elektronikk, sier William Chappell, leder av DARPA-kontoret som administrerer ERI-programmet. Byrået håper at de automatiserte designverktøyene vil inspirere mindre selskaper uten ressursene til gigantiske chipsprodusenter, akkurat som spesialiserte bryggere i USA har innovert sammen med ølindustriens giganter.
Nye chipmaterialer og smarte design
Hvis vi skal bevege oss forbi Moores lov, er sjansen stor for at radikalt nye materialer og nye måter å integrere datakraft og minne på vil være nødvendig. Å skifte data mellom minnekomponenter som lagrer dem og prosessorer som virker på dem, suger opp energi og skaper en av de største hindringene for å øke prosessorkraften.
Et annet ERI-prosjekt vil utforske måter nye kretsintegrasjonsordninger kan eliminere, eller i det minste i stor grad redusere, behovet for å flytte data rundt. Det endelige målet er å effektivt bygge inn datakraft i minnet, noe som kan føre til dramatiske økninger i ytelsen.
På brikkearkitekturfronten ønsker DARPA å lage maskinvare og programvare som kan rekonfigureres i sanntid for å håndtere mer generelle oppgaver eller spesialiserte oppgaver som spesifikke kunstig intelligens-applikasjoner. I dag trengs flere brikker, noe som øker kompleksiteten og kostnadene.
Noen av DARPAs innsats overlapper med områder som det allerede jobbes mye med i industrien. Et eksempel er et prosjekt som skal utvikles 3-D system-på-brikke-teknologi , som tar sikte på å utvide Moores lov ved å bruke nye materialer som karbon nanorør, og smartere måter å stable og partisjonere elektroniske kretser på. Chappell erkjenner overlappingen, men han sier at byråets eget arbeid sannsynligvis er den største innsatsen for å gjøre [tilnærmingen] virkelig.
Ikke på langt nær nok
Noen mener at DARPA og andre armer av den amerikanske regjeringen som støtter elektronikkforskning, slik som Department of Energy, burde bruke enda mer for å stimulere innovasjon.
Erica Fuchs, professor ved Carnegie Mellon University som er ekspert på offentlig politikk knyttet til nye teknologier, sier at ettersom chiputvikling har fokusert på mer spesifikke applikasjoner, har store selskaper mistet appetitten på å bruke penger på forskningssamarbeid akkurat som Moores lov er. vaklende.
Fuchs berømmer ERI, men mener den amerikanske regjeringens generelle tilnærming til å støtte elektronikkinnovasjon lett er en størrelsesorden under det som er nødvendig for å møte utfordringene vi står overfor. La oss håpe at grasrotbevegelsen for brikkedesign som DARPA prøver å stimulere, vil gå et stykke mot å lukke gapet.