Mit и Ericsson объединяются, чтобы передать сети 6G в руки ИИ и нейроморфных процессоров
Обновлено: 06.07.2024
Исполнительный директор Ericsson: «5G ведет к полностью реализованному Интернету вещей и приближает нас к действительно подключенному миру»
Ericsson и Массачусетский технологический институт планируют совместно исследовать и разрабатывать оборудование для мобильных сетей 5G и 6G. В частности, Ericsson Research и Исследовательская лаборатория материалов Массачусетского технологического института сотрудничают в разработке литиевых чипов для повышения вычислительной мощности, скорости и энергоэффективности когнитивных сетей, а также усовершенствования аппаратного обеспечения, которые могут привести к созданию устройств с нулевым энергопотреблением.
Чипы Lithionic обеспечивают нейроморфные вычисления, которые обеспечивают экспоненциально более энергоэффективную обработку искусственного интеллекта (ИИ). По словам пары, это может позволить создать полностью когнитивные сети с меньшей сложностью операций и меньшим энергопотреблением по сравнению с сегодняшним днем.
Помимо исследований устройств на основе литионных материалов, Ericsson и Массачусетский технологический институт изучают способы питания триллионов датчиков и других устройств с нулевым энергопотреблением, подключенных к мобильным сетям. Они утверждают, что сделать это экономичным способом — «серьезная технологическая задача».
"Поскольку энергоэффективные подключенные устройства делают следующий шаг вперед, мы очень рады сотрудничеству с Ericsson для решения ключевых технических задач, – – сказал Ананта П. Чандракасан, декан Инженерной школы Массачусетского технологического института. «Объединяя наши знания с опытом Ericsson в области мобильных технологий, мы стремимся разработать аппаратное обеспечение, которое будет поддерживать новые захватывающие ИИ-приложения на периферии и позволит добиться значительных успехов в мобильных сетях следующего поколения».
Цель исследования – выяснить, как устройства могут получать энергию из радиосигналов и других источников, а также выяснить, как можно спроектировать системы, позволяющие использовать эту низкую мощность для выполнения простых задач.
Глава исследовательского отдела Ericsson Магнус Фроди прокомментировал: «5G ведет к полностью реализованному Интернету вещей и приближает нас к миру, который действительно взаимосвязан. Огромное количество крошечных IoT-устройств и когнитивных сетей, управляемых искусственным интеллектом, — вот две движущие силы следующего скачка вперед. Работая с блестящими командами Массачусетского технологического института, мы надеемся разработать аппаратное обеспечение, которое сделает это возможным».
Два исследовательских проекта по разработке современного оборудования однажды могут обеспечить работу мобильных сетей следующего поколения 5G и 6G.
Связаться с прессой:
Сотрудничество Массачусетского технологического института и Ericsson позволит изучить новые материалы для компьютерных чипов, имитирующих структуру человеческого мозга, а также выяснить, как сделать некоторые электронные системы по-настоящему автономными, устранив необходимость в подзарядке.
Предыдущее изображение Следующее изображение
Данная статья была адаптирована из совместного выпуска Исследовательской лаборатории материалов Массачусетского технологического института и Ericsson Research.
Поскольку мы вступаем в новую эру электроники на основе сетей 5G и, в конечном итоге, 6G, Исследовательская лаборатория материалов Массачусетского технологического института и Эрикссон сотрудничают в двух исследовательских проектах, целью которых является создание новой сетевой инфраструктуры, необходимой для реализации поистине революционных вариантов использования. появится следующее поколение мобильных сетей.
Новые поколения мобильных сетей обеспечивают конечному пользователю сверхвысокую скорость, малую задержку и превосходную надежность. Однако большие многофункциональные сети представляют собой сложную структуру для управления сетевыми операторами. Эрикссон работает над исследованием когнитивных сетей, которые основаны на искусственном интеллекте (ИИ) для обеспечения безопасной, высокоавтоматизированной работы сети на основе данных.
Два новых исследовательских проекта будут посвящены вычислительной мощности, скорости и энергоэффективности когнитивных сетей. Первая направлена на фундаментальные исследования по поиску новых материалов для компьютерных чипов, которые имитируют структуру человеческого мозга, чтобы использовать экспоненциально меньше энергии, чем современные чипы на основе кремния. Этот проект также будет включать исследования устройств, в которых используются эти материалы, и компьютерных архитектур, на которых будут работать полученные системы. Второй проект в сотрудничестве будет исследовать способы сделать некоторые будущие электронные системы действительно автономными, устранив необходимость в зарядке. Исследователи стремятся питать устройства по воздуху, используя радиочастотные волны, которые обычно используются для телевизионных и коммуникационных сигналов.
"Поскольку энергоэффективные подключенные устройства делают следующий шаг вперед, мы очень рады сотрудничеству с Ericsson для решения ключевых технических задач", – говорит профессор Массачусетского технологического института Ананта П. Чандракасан, декан Инженерной школы Массачусетского технологического института.«Объединяя наши знания с опытом Ericsson в области мобильных технологий, мы стремимся разработать аппаратное обеспечение, которое будет поддерживать новые захватывающие ИИ-приложения на периферии и добиться значительных успехов в мобильных сетях следующего поколения».
«5G ведет к полностью реализованному Интернету вещей и приближает нас к по-настоящему подключенному миру, — говорит Магнус Фроди, глава Ericsson Research. «Огромное количество крошечных IoT-устройств и когнитивных сетей, управляемых искусственным интеллектом, — это две движущие силы следующего скачка вперед. Работая с блестящими командами Массачусетского технологического института, мы надеемся разработать аппаратное обеспечение, которое сделает это возможным».
Войдите в Литионику
Литий зарекомендовал себя как ключевой элемент современных аккумуляторов для таких продуктов, как электромобили. Однако совсем недавно исследователи, в том числе профессора Массачусетского технологического института Дженнифер Рупп и Мартин Базант, показали, что некоторые аккумуляторные электроды, изготовленные из лития, также идеально подходят для других приложений, включая вычисления. Например, материалы на основе оксида лития могут быть ключевыми компонентами мемристоров, преемников транзисторов, которые сегодня являются синонимом вычислений. Мемристоры потребляют гораздо меньше энергии, чем транзисторы, потому что они могут совмещать функции хранения данных (памяти) и обработки данных в одном блоке, а не перемещать данные между разными блоками. Кроме того, они способны выполнять так называемые нейроморфные вычисления, в которых используются чипы, имитирующие структуру человеческого мозга.
Введите термин «литионика», придуманный Рупп и ее учениками для обозначения новой области, которую они создали. «Видение литионики заключается в том, какие другие функциональные устройства мы можем создать с литием, которые выходят за рамки батарей для хранения, передачи и вычисления информации?» — говорит Рупп, занимающий должности на кафедре материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института, а также на кафедре электротехники и компьютерных наук. Рупп также связан с Лабораторией исследования материалов Массачусетского технологического института.
Рапп и Саид Бастани из Ericsson – главные исследователи междисциплинарной группы из четырех исследовательских групп, работающих над применением лития в нейроморфных вычислительных системах нового поколения. «Мы изучаем все, от основных материаловедения до алгоритмов машинного обучения, которые могут работать на чипах на основе лития, и до того, как мы можем производить эти чипы. Это передовые исследования», — говорит Бастани.
Четыре команды представляют разные дисциплины и отделы Массачусетского технологического института. Один из них, возглавляемый профессором Мартином Базантом, будет использовать вычислительное моделирование, среди прочего, для прогнозирования лучших составов лития для литионных вычислительных приложений. Базант, Э.Г. Роос (1944 г.) профессор химического машиностроения, а также профессор кафедры математики.
Работа Базанта поможет другой команде под руководством Руппа и Морана Балаиша создать новые материалы и интегрировать их в прототипы мемристорных устройств. Балаиш — постдокторант Департамента материаловедения и инженерии.
Третья команда, которая будет работать над технологией интеграции микросхем, возглавляет Хесус дель Аламо, профессор Доннера на кафедре электротехники и компьютерных наук (EECS). Наконец, Вивьен Сзе, адъюнкт-профессор EECS, и Джоэл Эмер, профессор практики EECS, возглавят группу по изучению компьютерных архитектур, которые могут эффективно использовать новые устройства. Исследователи Ericsson примут участие в оценке алгоритмов и аппаратных архитектур, входящих в состав литионных устройств, и помогут наладить работу всех четырех групп, поделившись целями компании в отношении будущих приложений.
Междисциплинарный характер сотрудничества имеет ключевое значение, – говорит Рупп. В обзоре литионных материалов, опубликованном в выпуске Nature Reviews Materials за 2020 год, Рупп и его команда написали, что такое сотрудничество «приведет к новым химическим веществам и структурам устройств для достижения амбициозной цели использования ионов лития для питания». , вычислять и ощущать мир».
К устройствам с нулевым энергопотреблением
Ожидается, что в будущем количество устройств, подключенных к Интернету, резко возрастет. «Люди говорят о сотнях миллиардов, если не триллионах, устройств», — говорит Томас Паласиос, один из двух профессоров MIT EECS, участвующих во втором проекте MIT-Ericsson, направленном на питание этих устройств, которые будут включать в себя все, от «вашего чайника до будильник в твою машину и игрушки моей дочери».
"Наша цель — создать по-настоящему беспроводную и автономную электронику, которую мы любим называть системами с нулевым энергопотреблением, — продолжает он, — которые не нужно подключать к батареям или зарядным станциям". Вместо этого эта новая электроника будет питаться непосредственно от радиочастотных (РЧ) сигналов, которые уже передают информацию на обычные устройства, такие как телевизоры и сотовые телефоны. «Мы называем это нулевой мощностью, потому что вам не нужны дополнительные провода или батареи. Все предоставляется сетью», — говорит Паласиос.
Джонас Хансрид, менеджер по исследованиям микроволновых систем в Ericsson Research и руководитель проекта компании, добавляет: "Это не означает, что все устройства будут питаться таким же образом, но наличие некоторых устройств, которые могут получать питание через сеть, было бы действительно революционный и прорывной».
Это сотрудничество состоит из трех основных блоков. Во-первых, команда под руководством Паласиоса будет собирать энергию из радиочастотных сигналов, а затем преобразовывать эти сигналы в полезные напряжения, которые могут питать электронику. Во-вторых, группа под руководством Ананты Чандракасан, которая также является профессором электротехники и компьютерных наук Ванневара Буша, создаст электронные схемы, способные работать с чрезвычайно низкими уровнями энергии, обеспечиваемыми радиочастотными сигналами.
Третий стандартный блок включает встраивание устройств в саму сеть. «Это компетенция Ericsson, — говорит Хансрид. «Сеть должна не только находить устройство и питать его, но и координировать несколько устройств, чтобы они не мешали друг другу». Кроме того, Ericsson в сотрудничестве с другими компаниями работает над стандартизацией будущих сетей в рамках Проекта партнерства третьего поколения (3GPP). Результаты сотрудничества MIT и Ericsson помогут в этой работе.
Паласиос в восторге от этой работы и от того, что она может дать. «Это удивительный пример того, каким должно быть настоящее сотрудничество между промышленностью и академическими кругами», — говорит он.
PLANO, Техас, 8 июля 2021 г. /PRNewswire/ -- Поскольку мы вступаем в новую эру электроники на основе 5G и, в конечном итоге, 6G, Массачусетский технологический институт и Ericsson (NASDAQ: ERIC) сотрудничают в двух исследовательских проектах, направленных на создание новая сетевая инфраструктура, необходимая для реализации поистине революционных вариантов использования мобильных сетей следующего поколения.
Новые поколения мобильных сетей обеспечивают конечному пользователю сверхвысокую скорость, малую задержку и превосходную надежность. Однако большие, многофункциональные сети представляют собой сложную структуру для управления сетевыми операторами. Эрикссон работает над исследованием когнитивных сетей, которые полагаются на искусственный интеллект (ИИ) для обеспечения безопасной, высокоавтоматизированной сети, управляемой данными. Чтобы повысить вычислительную мощность, скорость и энергоэффективность когнитивных сетей, Ericsson Research и Исследовательская лаборатория материалов Массачусетского технологического института сотрудничают в разработке новых конструкций литиевых чипов, обеспечивающих нейроморфные вычисления, предлагая экспоненциально более энергоэффективную обработку ИИ. Это может позволить создать полностью когнитивные сети с меньшей сложностью операций и меньшим энергопотреблением по сравнению с сегодняшним днем.
Помимо исследований в области литоники, Эрикссон и Исследовательская лаборатория электроники Массачусетского технологического института (RLE) сотрудничают в исследованиях мобильных сетей, которые соединяют триллионы датчиков и других устройств с нулевым энергопотреблением вокруг нас. Экономичное питание этих устройств, возможно, напрямую через радиосигнал, является серьезной технологической задачей. Исследование, проведенное Ericsson и MIT RLE, может показать, как устройства могут собирать энергию из радиосигналов и других источников, а также как можно спроектировать системы для использования этой малой мощности для выполнения простых задач, включая то, как можно спроектировать мобильную сеть для подключения и контролировать эти устройства.
"Поскольку энергоэффективные подключенные устройства делают следующий шаг вперед, мы очень рады сотрудничеству с Ericsson для решения ключевых технических задач, – – сказал Ананта П. Чандракасан, декан Инженерной школы Массачусетского технологического института. "Объединяя наши знания с опытом Ericsson в области мобильных технологий, мы стремимся разработать аппаратное обеспечение, которое будет поддерживать новые захватывающие ИИ-приложения на периферии и добиться значительных успехов в мобильных сетях следующего поколения".
"5G ведет к полностью реализованному Интернету вещей и приближает нас к по-настоящему взаимосвязанному миру, – – сказал Магнус Фродиг, руководитель исследовательского подразделения Ericsson. "Огромное количество крошечных устройств Интернета вещей и когнитивные сети на базе искусственного интеллекта — это два фактора, которые сделают следующий скачок вперед. Работая с блестящими командами Массачусетского технологического института, мы надеемся разработать аппаратное обеспечение, которое сделает это возможным".
ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ РЕДАКТОРОВ
Подпишитесь на пресс-релизы Ericsson здесь.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:
Центр новостей
Ericsson
Джимми Дюваль
[email protected]
214-543-9830
Лаборатория исследования материалов Массачусетского технологического института
77 Massachusetts Avenue, 13-2106
Cambridge, MA 02139
617-253-5179
Электронная почта: [email protected]
На прошлой неделе администрация Байдена в США добавила китайские компании, занимающиеся квантовыми вычислениями, в национальный список организаций, и освещение этой технологии и ее потенциального применения в искусственном интеллекте (ИИ) быстро распространилось в традиционных средствах массовой информации.Тем не менее, что еще не получило широкого общественного освещения, так это растущие научные дебаты об относительных достоинствах квантовых вычислений и нейроморфных вычислений, когда речь идет о будущих поколениях ИИ.
В нейроморфных вычислениях компьютер имитирует биологию некоторых нейронов и синапсов в человеческом мозге с помощью крупномасштабных интеграционных систем, содержащих электронные схемы, которые имитируют нейробиологические архитектуры, присутствующие в нервной системе человека. Он использует алгоритмы для имитации того, как человеческий мозг понимает окружающий мир и взаимодействует с ним, чтобы обеспечить вычислительную мощность и возможности, которые значительно ближе к тем, которые обеспечивают наши когнитивные способности.
Поразительные теоретические возможности квантовых вычислений и растущее количество данных из практических экспериментов показывают, что в том, что касается некоторых функций, квантовый компьютер может выполнять задачи за считанные минуты, на выполнение которых у массива обычных компьютеров ушли бы годы. Однако одна из больших проблем с квантовыми вычислениями заключается в том, что они работают при температуре, близкой к абсолютному нулю (-270 C), что очень трудно достичь и поддерживать в лабораторных условиях, не говоря уже о коммерческой среде.
С другой стороны, человеческий биологический мозг, работающий на тепле тела и потребляющий менее 20 ватт энергии (половина энергии современного ноутбука), представляет собой невероятно эффективный процессор и во многих отношениях и случаях может легко превзойти суперкомпьютер. Итак, ученые работают над созданием машины, которая может обучаться, хранить информацию, получать к ней доступ и использовать ее для логических выводов так же, как человек. Одновременно с этим они пытаются создать теорию о том, как работает сам человеческий мозг.
Нейроморфные вычисления приближают некоторые функции человеческого мозга к созданию искусственных нейронных систем, состоящих из «нейронов» (областей, обрабатывающих информацию) и «синапсов» (связей между областями обработки информации). Электрические сигналы контролируют и модулируют электрические импульсы между компонентами.
Современные нейронные сети и системы машинного обучения хорошо работают с алгоритмами традиционного типа и могут быть адаптированы либо для низкого энергопотребления, либо для быстрой обработки, но они не могут выполнять и то, и другое одновременно. Нейроморфные системы могут. Они могут обрабатывать множество инструкций и задач одновременно, потому что они в значительной степени параллельны. Они также управляются событиями и способны настолько эффективно реагировать на изменения в окружающей среде, что на самом деле получают ее только те части нейроморфного компьютера, которым в любой момент требуется питание. Кроме того, они отказоустойчивы, поскольку данные размещаются одновременно во многих местах.
Модель фон Неймана будет работать для операций ЦП и в будущем
Созданная архитектура чипа фон Неймана включает блок памяти (MU), центральный процессор (CPU) и пути передачи данных, поэтому данные необходимо запрашивать, обрабатывать и отправлять обратно в память, снова извлекать и т. д. и снова и снова, пока задача не будет завершена, потому что команда выборки и операция с данными не могут быть выполнены одновременно. Однако эта архитектура хорошо служила нам на протяжении многих десятилетий и будет продолжать служить, даже когда ее ограничения станут более очевидными.
Тем не менее, поскольку нейроморфный чип хранит данные во многих местах, их обработка намного мощнее и эффективнее, поскольку каждый нейрон адаптирует свою роль в соответствии с требованиями поставленной задачи. Тем не менее, чипы все еще далеки от того, чтобы действительно эмулировать работу человеческого мозга, не в последнюю очередь потому, что на сегодняшний день основное внимание уделялось задаче разработки необходимого оборудования, в то время как разработка программного обеспечения отошла на второй план. . API и языки программирования должны быть подписаны и написаны, если технология будет использоваться в коммерческих, ненаучных условиях, а это может быть дорогостоящим и трудоемким процессом.
Предполагаемые роли нейроморфных вычислений включают в себя облачную среду и периферию сети, автономные транспортные средства, анализ данных, обработку изображений в реальном времени и даже устройства для умного дома. Тем не менее, именно в области ИИ нейроморфные вычисления, вероятно, окажут наибольшее влияние. В недавнем отчете компании Research and Markets of Dublin, Ирландия, говорится, что совокупный годовой темп роста (CAGR) в этом секторе с начала этого года до 2026 года составит 89%, а его стоимость составит 1,78 млрд долларов США. и далее) в год. Это произойдет из-за растущей зависимости от ИИ, для дальнейшего развития которого требуется все больше и больше вычислительной мощности.
Рэй Курцвейл, бывший сотрудник Массачусетского технологического института (MIT), ученый-компьютерщик, изобретатель, футуролог и человек, которого называют «истинным наследником Эдисона», давно пророчил «сингулярность», в которой суть когда человечество сольется с созданной им технологией. Он считает, что «сингулярность» неизбежна, и прогнозирует, что к началу 2030-х годов появятся машины с интеллектом на уровне человека. Он сказал: «Я понимаю, что большинство изобретений терпят неудачу не потому, что отдел исследований и разработок не может заставить их работать, а потому, что время выбрано неправильно — не все способствующие факторы действуют там, где они необходимы. Изобретение очень похоже на серфинг. , вы должны предвидеть и поймать волну в нужный момент». Может быть, для геоморфологических вычислений, поищите прямо сейчас.
Как философ Курцвейл говорит, что он остается агностиком в отношении существования человеческой души. На вопрос о возможности того, что за всем стоит божественный разум, он ответил: «Существует ли Бог? Я бы сказал: «Еще нет». Подумайте об этом и о том, где может проявиться сингулярность.
Читайте также: