顛覆馮·諾依曼架構(gòu)，這款A(yù)I處理器能效提升100倍！

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一家初創(chuàng)公司開(kāi)發(fā)出一種據(jù)稱(chēng)是傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)的真正替代方案，能夠提供比傳統(tǒng)低功耗處理器更高的能源效率。

Efficient Computer 的 Electron E1 是一款通用處理器，旨在直接在設(shè)備上運(yùn)行高級(jí)信號(hào)處理和 AI 推理。該處理器采用 Efficient Fabric，這是一種由該公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)有空間數(shù)據(jù)流架構(gòu)，可減少傳統(tǒng)馮·諾依曼系統(tǒng)中因在內(nèi)存和計(jì)算核心之間移動(dòng)數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的過(guò)高能耗。

Efficient公司首席執(zhí)行官布蘭登·盧西亞在接受采訪時(shí)表示，此前嘗試偏離馮·諾依曼方法的努力從未真正實(shí)現(xiàn)。“曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些曇花一現(xiàn)的替代方案，但都很快消失了。”

他指出，Efficient 發(fā)現(xiàn)許多替代方案的局限性之一是它們放棄了計(jì)算的通用性。“這一點(diǎn)至關(guān)重要。”

該公司的 Fabric 架構(gòu)使 Electron E1 能夠在執(zhí)行通用代碼的同時(shí)最大限度地降低能耗。Lucia 表示，與 Arm Cortex-M33 和 Cortex-M85 等傳統(tǒng)處理器相比，其能效可提升 100 倍。

該處理器包含 128kB 超低功耗高速緩存、3MB SRAM 和 4MB MRAM 用于非易失性存儲(chǔ)，在高壓模式下 200MHz 時(shí)可達(dá)到 21.6 GOPS，在低壓模式下 50MHz 時(shí)可達(dá)到 5.4 GOPS。

Lucia 表示，F(xiàn)abric 架構(gòu)從根本上重新思考了計(jì)算的執(zhí)行方式，減少了內(nèi)存和處理單元之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的需求，而這正是傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)中常見(jiàn)的效率低下問(wèn)題。

Efficient Computer 的 Fabric 架構(gòu)通過(guò)將操作空間映射到計(jì)算單元的網(wǎng)格上，減少了傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)中常見(jiàn)的內(nèi)存和處理單元之間的數(shù)據(jù)交換需求，從而降低了效率。（來(lái)源：Efficient Computer）

他表示，Efficient架構(gòu)通過(guò)將操作空間映射到由計(jì)算單元組成的網(wǎng)格上來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，每個(gè)計(jì)算單元僅在其輸入可用時(shí)才激活。這與傳統(tǒng)CPU流水線中常見(jiàn)的連續(xù)指令循環(huán)和間接數(shù)據(jù)傳輸截然不同。

Lucia表示，通用處理器對(duì)人工智能至關(guān)重要，因?yàn)樗h(yuǎn)不止物理世界中的算法——它還包括傳感器融合、DSP壓縮、加密和嵌入式Transformer等一系列輔助功能。“如果你的架構(gòu)只針對(duì)一種類(lèi)型的計(jì)算，那么所有其他功能都會(huì)被忽略。”

他表示，Electron E1 的設(shè)計(jì)旨在支持應(yīng)用程序運(yùn)行所需的所有代碼，使其成為邊緣計(jì)算、嵌入式系統(tǒng)和人工智能應(yīng)用的理想之選。“開(kāi)發(fā)人員可以直接使用他們已有的代碼。”

Lucia 表示，該處理器特別適用于需要在電力受限的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間和高效性能的設(shè)備，例如無(wú)人機(jī)和工業(yè)傳感器，這表明該公司正在努力將人工智能帶入物理世界。

為此，Efficient正與BrightAI合作進(jìn)行首次實(shí)際部署。Lucia表示，Electron E1使BrightAI的設(shè)備能夠在邊緣端處理實(shí)時(shí)AI計(jì)算，并減少信號(hào)處理和AI推理等任務(wù)對(duì)高能耗云計(jì)算的需求。

他說(shuō)：“這讓他們能夠擴(kuò)大規(guī)模。他們正在做的，是通過(guò)物理人工智能設(shè)備來(lái)提高各地關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的可觀測(cè)性。”

Lucia表示，與BrightAI的合作是Efficient公司在近場(chǎng)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)例證，該領(lǐng)域能夠?qū)﹃P(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)自動(dòng)化等重要應(yīng)用產(chǎn)生切實(shí)影響。他還表示，公司在機(jī)器人、汽車(chē)、航天和國(guó)防應(yīng)用領(lǐng)域看到了巨大的發(fā)展勢(shì)頭，這些領(lǐng)域都對(duì)尺寸和功耗有嚴(yán)格要求。

Efficient 近期面向早期開(kāi)發(fā)者和云端用戶(hù)發(fā)布了 Electron E1 評(píng)估套件 (EVK)。EVK 是一個(gè)完整的即用型平臺(tái)，用于創(chuàng)建、測(cè)試和優(yōu)化該公司處理器的軟件。

Lucia表示，Efficient公司的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)正是在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)相識(shí)并共同研發(fā)的，Electron EI技術(shù)是與該大學(xué)合作十年的研究成果。

“我們本質(zhì)上正在將世界帶入后馮·諾依曼通用計(jì)算時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代，計(jì)算可以更加通用、速度更快，而且比目前市場(chǎng)上的處理器消耗的能源要少得多。”

https://www.eetimes.com/startup-launches-general-purpose-processor-for-ai/

（來(lái)源：編譯自eetimes）

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