211service.com
DARPA heeft een ambitieus plan van $ 1,5 miljard om elektronica opnieuw uit te vinden
Illustratie van een rood gestreept patroon onder een blauwe computerchip die wordt gevuld met witte vijfpuntssterren. mevrouw Tech
Vorig jaar was de Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) , dat een reeks blauwe luchtonderzoeksinspanningen financiert die relevant zijn voor het Amerikaanse leger, lanceerde een vijfjarig programma van $ 1,5 miljard dat bekend staat als het Electronics Resurgence Initiative (ERI) om het werk aan de vooruitgang in chiptechnologie te ondersteunen. Het bureau heeft zojuist de eerste reeks onderzoeksteams onthuld die zijn geselecteerd om onbewezen maar potentieel krachtige benaderingen te onderzoeken die een revolutie teweeg kunnen brengen in de ontwikkeling en productie van chips in de VS.
Hardware-innovatie heeft de afgelopen jaren een achterbank ingenomen met de softwareontwikkelingen, en dat stoort het Amerikaanse leger om verschillende redenen.
Einde van een tijdperk
Bovenaan de lijst staat dat de wet van Moore, die stelt dat het aantal transistors op een chip ongeveer elke twee jaar verdubbelt, zijn grenzen bereikt (zie de wet van Moore is dood. Wat nu? ). Dat zou de toekomstige vooruitgang in de elektronica waarop het leger vertrouwt kunnen belemmeren, tenzij nieuwe architecturen en ontwerpen de vooruitgang in chipprestaties kunnen voortzetten.
Er zijn ook zorgen over de stijgende kosten van het ontwerpen van geïntegreerde schakelingen en over de toegenomen buitenlandse - lees Chinese - investeringen in het ontwerpen en vervaardigen van halfgeleiders (zie China wil de chips maken die AI aan elke gadget zullen toevoegen).
Het budget van de ERI vertegenwoordigt ongeveer een verviervoudiging van de typische jaarlijkse uitgaven van DARPA aan hardware. De eerste projecten weerspiegelen de drie brede aandachtsgebieden van het initiatief: chipontwerp, architectuur en materialen en integratie.
Eén project heeft tot doel de tijd die nodig is om een nieuw chipontwerp te maken radicaal te verkorten, van jaren of maanden tot slechts een dag, door het proces te automatiseren met machine learning en andere tools, zodat zelfs relatief onervaren gebruikers hoogwaardige ontwerpen kunnen maken.
Niemand weet nog hoe je een nieuw chipontwerp veilig en binnen 24 uur voltooid kunt krijgen zonder menselijke tussenkomst, zegt Andrew Kahng van de University of California, San Diego, die een van de betrokken teams leidt. Dit is een fundamenteel nieuwe aanpak die we aan het ontwikkelen zijn.
We proberen de revolutie van het ambachtelijk brouwen in de elektronica tot stand te brengen, zegt William Chappell, het hoofd van het DARPA-kantoor dat het ERI-programma beheert. Het bureau hoopt dat de geautomatiseerde ontwerptools kleinere bedrijven zullen inspireren zonder de middelen van gigantische chipmakers, net zoals gespecialiseerde brouwers in de VS naast de reuzen van de bierindustrie hebben geïnnoveerd.
Nieuwe chipmaterialen en slimme ontwerpen
Als we echter verder willen gaan dan de wet van Moore, is de kans groot dat radicaal nieuwe materialen en nieuwe manieren om rekenkracht en geheugen te integreren, nodig zullen zijn. Het verschuiven van gegevens tussen geheugencomponenten die het opslaan en processors die erop werken, zuigt energie op en vormt een van de grootste hindernissen voor het vergroten van de verwerkingskracht.
Een ander ERI-project zal manieren onderzoeken waarop nieuwe circuitintegratieschema's de noodzaak om gegevens te verplaatsen, kunnen elimineren of op zijn minst sterk verminderen. Het uiteindelijke doel is om de rekenkracht effectief in het geheugen in te bedden, wat kan leiden tot dramatische prestatieverbeteringen.
Op het gebied van chiparchitectuur wil DARPA hardware en software maken die in realtime opnieuw kunnen worden geconfigureerd om meer algemene taken of gespecialiseerde taken uit te voeren, zoals specifieke kunstmatige-intelligentietoepassingen. Tegenwoordig zijn er meerdere chips nodig, wat de complexiteit en de kosten opdrijft.
Sommige inspanningen van DARPA overlappen met gebieden waar in de industrie al veel aan wordt gewerkt. Een voorbeeld is een project om te ontwikkelen 3D-systeem-op-chip-technologie , die tot doel heeft de wet van Moore uit te breiden door nieuwe materialen zoals koolstofnanobuizen te gebruiken en slimmere manieren om elektronische circuits te stapelen en te partitioneren. Chappell erkent de overlap, maar hij zegt dat het eigen werk van het bureau waarschijnlijk de grootste inspanning is om [de aanpak] echt te maken.
Lang niet genoeg
Sommigen vinden dat DARPA en andere takken van de Amerikaanse regering die elektronica-onderzoek ondersteunen, zoals het ministerie van Energie, nog meer zouden moeten uitgeven om innovatie te stimuleren.
Erica Fuchs, een professor aan de Carnegie Mellon University die een expert is in openbaar beleid met betrekking tot opkomende technologieën, zegt dat aangezien de ontwikkeling van chips zich meer heeft toegespitst op specifiekere toepassingen, grote bedrijven hun eetlust hebben verloren om geld uit te geven aan gezamenlijke onderzoeksinspanningen, net zoals de wet van Moore dat is. haperend.
Fuchs prijst de ERI, maar denkt dat de algemene benadering van de Amerikaanse regering om elektronica-innovatie te ondersteunen gemakkelijk een orde van grootte lager is dan wat nodig is om de uitdagingen waarmee we worden geconfronteerd aan te pakken. Laten we hopen dat de basisbeweging voor chipontwerp die DARPA probeert aan te wakkeren, de kloof enigszins zal dichten.