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NVIDIA 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛:芯片制造是 AI 的 “理想應(yīng)用領(lǐng)域”

NVIDIA英偉達(dá) ? 來源:未知 ? 2023-05-25 09:15 ? 次閱讀

NVIDIA 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛在 ITF World 2023 的演講中,向半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者們闡述了加速計(jì)算和 AI 的作用。

黃仁勛在比利時(shí)安特衛(wèi)普行的 ITF World 2023 半導(dǎo)體大會上發(fā)表演講,詳細(xì)介紹了計(jì)算領(lǐng)域的最新進(jìn)展,及其如何加速 “全球重要行業(yè)”。

演講中,他詳細(xì)地介紹了加速計(jì)算、AI 和半導(dǎo)體制造三者的關(guān)系,并表示:“NVIDIA 加速計(jì)算和 AI 能為全球芯片制造業(yè)服務(wù),我為此感到十分高興?!?/strong>

AI 與加速計(jì)算的性能不斷攀升

黃仁勛表示,近四十年來,推動科技行業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)力量是成倍增長的 CPU 性能。

但在過去幾年中,CPU 的設(shè)計(jì)已經(jīng)趨于成熟。面對激增的算力需求,半導(dǎo)體性能和效率的提升速度卻在放緩。

“因此,全球?qū)?a target="_blank">云計(jì)算的需求導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的功耗飆升?!?黃仁勛表示。

“要想實(shí)現(xiàn)凈零排放的同時(shí),還要支持更大算力以帶來巨大效益,我們需要的是一個(gè)全新的方法。”

通過將 GPU 的并行處理能力與 CPU 相結(jié)合而成為加速計(jì)算領(lǐng)域先驅(qū)的 NVIDIA,自然最適合解決這一挑戰(zhàn)。

加速計(jì)算引發(fā)了 AI 革命。十年前,Alex Krizhevsky、Ilya Sutskever 和 Geoffrey Hinton 等深度學(xué)習(xí)研究人員發(fā)現(xiàn),GPU 可以成為高性價(jià)比的超級計(jì)算機(jī)。

從那時(shí)起,NVIDIA 重新設(shè)計(jì)了用于深度學(xué)習(xí)的計(jì)算堆棧,為 “機(jī)器人自動駕駛汽車和制造業(yè)帶來了數(shù)萬億美元的機(jī)會”。

黃仁勛解釋道,NVIDIA 通常通過卸載和加速計(jì)算密集型算法,將應(yīng)用的速度提高 10 - 100 倍,同時(shí)將功耗和成本降低一個(gè)數(shù)量級。

AI 和加速計(jì)算的結(jié)合正在改變科技行業(yè)。黃仁勛表示:“我們正同時(shí)處于兩個(gè)平臺的過渡階段 —— 加速計(jì)算和生成式 AI?!?/strong>

AI 和加速計(jì)算在芯片制造領(lǐng)域的應(yīng)用

黃仁勛解釋道,先進(jìn)的芯片制造流程需要 1000 多個(gè)步驟,才能產(chǎn)出生物分子大小的特征。每個(gè)步驟都必須近乎完美,才能實(shí)現(xiàn)功能正常的輸出。

他表示:“流程中的每個(gè)步驟都需要通過精密的科學(xué)計(jì)算,以計(jì)算圖案化特征,并對在線過程控制執(zhí)行缺陷檢測。

黃仁勛舉了幾個(gè)例子說明 NVIDIA GPU 如何日益成為芯片制造不可或缺的組成部分。

D2S、IMS Nanofabrication、NuFlare 等公司使用電子束建造用來創(chuàng)建光掩膜(一種將圖案轉(zhuǎn)移到晶圓上的模板)的掩膜寫入器。在這些掩模寫入器中,NVIDIA GPU 負(fù)責(zé)加速對計(jì)算要求很高的圖案渲染和掩模工藝校正任務(wù)。

半導(dǎo)體制造商 TSMC 以及設(shè)備提供商 KLA 和 Lasertech 使用極紫外光(EUV)和深紫外光(DUV)進(jìn)行掩膜檢測。NVIDIA GPU 也可以處理經(jīng)典物理建模和深度學(xué)習(xí),從而生成合成參考圖像并檢測缺陷。

KLA、應(yīng)用材料公司,以及日立高新技術(shù)的電子束,光學(xué)晶圓檢測與審查系統(tǒng)均使用了 NVIDIA GPU。

今年 3 月,NVIDIA 宣布與多個(gè)領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)一同致力于加速計(jì)算光刻技術(shù)。

黃仁勛解釋道,計(jì)算光刻技術(shù)模擬了 Maxwell 的光行為方程(即光在通過光學(xué)器件并與光刻膠相互作用時(shí)的行為)。

計(jì)算光刻技術(shù)是芯片設(shè)計(jì)和制造中最大的計(jì)算工作負(fù)載,每年消耗數(shù)百億個(gè) CPU 小時(shí)。新芯片掩膜的創(chuàng)建需要大型數(shù)據(jù)中心全天候不間斷地運(yùn)行。

今年 3 月上線的軟件庫 NVIDIA cuLitho 包含了用于 GPU 加速計(jì)算光刻技術(shù)的優(yōu)化工具和算法。

“我們已經(jīng)將處理速度提高了 50 倍。幾百個(gè) NVIDIA DGX 系統(tǒng)就能取代數(shù)萬個(gè) CPU 服務(wù)器,可將功耗和成本降低一個(gè)數(shù)量級?!?/strong>

黃仁勛表示,所降低的功耗和成本將減少碳排放或使新的算法實(shí)現(xiàn) 2 納米以上。

下一輪趨勢

AI 的下一輪發(fā)展趨勢是什么?黃仁勛描述了一種名叫 “具身 AI”(embodied AI)的新型 AI。這種智能系統(tǒng)能夠理解、推理并與物理世界交互。

他所舉的例子包括機(jī)器人、自動駕駛汽車,甚至包括因?yàn)槔斫馕锢硎澜缍兊酶勇斆鞯牧奶鞕C(jī)器人。

黃仁勛向觀眾介紹了 NVIDIA VIMA 多模態(tài)具身智能。他表示,VIMA 可以根據(jù)視覺文本提示執(zhí)行任務(wù),例如 “根據(jù)場景匹配需求,重新排列物體”。

它可以學(xué)習(xí)概念并采取相應(yīng)的行動,比如 “這是一個(gè)小部件”,“那是一個(gè)物品”,然后 “把這個(gè)小部件放到那個(gè)物品里”。黃仁勛表示,“ 它還可以從演示中學(xué)習(xí)并保持在規(guī)定的范圍內(nèi)?!?/p>

VIMA 在 NVIDIA AI 上運(yùn)行,其數(shù)字孿生在 3D 開發(fā)和模擬平臺 NVIDIA Omniverse 中運(yùn)行。黃仁勛表示,基于物理學(xué)的 AI 可以學(xué)習(xí)如何構(gòu)建物理學(xué)仿真,并做出符合物理規(guī)律的預(yù)測。

研究人員正在建立能夠大規(guī)模地將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界中的信息進(jìn)行整合的系統(tǒng)。

NVIDIA 正在構(gòu)建一個(gè)名為 Earth-2 的地球數(shù)字孿生。該數(shù)字孿生首先將被用于預(yù)報(bào)天氣,之后將預(yù)測長期天氣,最終實(shí)現(xiàn)對氣候的預(yù)測。NVIDIA 的 Earth-2 團(tuán)隊(duì)所創(chuàng)建的 FourCastNet 是一個(gè)能夠以 50 - 100,000 倍速度模擬全球天氣模式的物理學(xué) AI 模型。

FourCastNet 在 NVIDIA AI 上運(yùn)行,Earth-2 數(shù)字孿生則建立在 NVIDIA Omniverse 中。

此類系統(tǒng)有望解決我們這個(gè)時(shí)代所面臨的最大挑戰(zhàn),例如對廉價(jià)清潔能源的需求。

比如英國原子能管理局和曼徹斯特大學(xué)的研究人員正在為他們的核聚變反應(yīng)堆創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字孿生,通過使用物理學(xué) AI 構(gòu)建等離子體物理學(xué)和機(jī)器人技術(shù)的仿真來控制反應(yīng)并維持燃燒的等離子體。

黃仁勛表示,科學(xué)家們可以在激活物理反應(yīng)堆之前,在數(shù)字孿生中測試所探索的各種假設(shè),從而提高能源產(chǎn)量、改進(jìn)預(yù)測性維護(hù)和減少停機(jī)時(shí)間。“該反應(yīng)堆等離子體物理學(xué) AI 在 NVIDIA AI 上運(yùn)行,其數(shù)字孿生在 NVIDIA Omniverse 中運(yùn)行?!?/p>

此類系統(tǒng)為半導(dǎo)體行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展帶來了希望。黃仁勛表示:“期待著物理學(xué)AI、機(jī)器人技術(shù)和基于 Omniverse 的數(shù)字孿生能夠幫助推動未來芯片制造行業(yè)的發(fā)展?!?/strong>

點(diǎn)擊 “閱讀原文”,或掃描下方海報(bào)二維碼,在 5 月 29 日觀看 NVIDIA 創(chuàng)始人兼 CEO 黃仁勛為 COMPUTEX 2023 帶來的主題演講直播,了解AI、圖形及其他領(lǐng)域的最新進(jìn)展!


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