استراتژی گوگل در ساخت تراشههای هوش مصنوعی: از TPU تا همکاری با اپل و چالشهای انویدیا

استراتژی گوگل در ساخت تراشههای هوش مصنوعی از TPU تا همکاری با اپل و چالشهای انویدیا, در آزمایشگاههای گوگل در مانتینویو، کالیفرنیا، صدها رک سرور به کار پردازش تنسور (TPU) مشغولاند؛ تراشههایی که ابتدا برای نیازهای داخلی طراحی شده و از سال ۲۰۱۸ برای مشتریان ابری در دسترس قرار گرفتند.

اپل در ژوئیه اعلام کرد که برای آموزش مدلهای پایه پلتفرم Apple از این واحدها استفاده میکند، در حالی که خود گوگل نیز برای توسعه چتبات جمینای به آنها متکی است.\جایگاه گوگل در رقابت تراشههای ابری هوش مصنوعی\گوگل نخستین ارائهدهنده خدمات ابری بود که تراشه اختصاصی هوش مصنوعی ساخت؛ سه سال بعد آمازون تراشه و در اواخر ۲۰۲۳ مایکروسافت تراشه را معرفی کردند.

با این حال، پیشی گرفتن در سختافزار تضمین برتری در نرمافزارهای مولد نبوده؛ گوگل با تأخیر در عرضه جمینای و انتقادات محصولی روبرو شد. با این حال، درآمد گوگل کلود در آخرین سهماهه ۲۹ درصد رشد کرده و برای نخستین بار از ۱۰ میلیارد دلار گذشته است.\دانیل نیومن، مدیرعامل فیوچروم، معتقد است که مالکیت سیلیکون اختصاصی یکی از دلایل اصلی ارتقای جایگاه گوگل در میان سه غول ابری است.

در جولای، CNBC اولین تور تصویری از آزمایشگاه تراشه گوگل برگزار کرد و با امین وحدت، رئیس بخش تراشههای ابری سفارشی، گفتگو کرد. وحدت اشاره کرد که ایده ساخت TPU از یک آزمایش فکری در ۲۰۱۴ آغاز شد اگر کاربران فقط ۳۰ ثانیه روزانه با گوگل از طریق صدا تعامل داشته باشند، نیاز محاسباتی دوچندان میشود.

راهحل، ساخت سختافزار اختصاصی (ASIC) بود که ۱۰۰ برابر کارآمدتر از معماریهای عمومی عمل میکند.\معماری TPU و تفاوت با GPU\مراکز داده گوگل پیش از این بر CPU و GPUهای انویدیا تکیه داشتند. TPU یک مدار مجتمع خاص برنامه (ASIC) متمرکز بر محاسبات تنسوری (ضرب ماتریسهای بزرگمقیاس) است. گوگل همچنین واحد کدگذاری ویدیو (VCU) برای پردازش مدیا ساخته است. این رویکرد شبیه استراتژی تراشههای سری و در دستگاههای پیکسل و هدفون است.

تا کنون TPUها با ۵۸ درصد سهم بازار، پیشروترین شتابدهنده ابری اختصاصی هستند.\با عرضه نسل دوم در ۲۰۱۸، گوگل تمرکز را از استنتاج به سمت آموزش مدلها سوق داد. استیسی راسگون از برنستین ریسرچ میگوید GPUها اگرچه انعطافپذیرترند، اما عرضه محدود است. شوک تقاضای هوش مصنوعی قیمت سهام انویدیا را به ۳ تریلیون دلار رساند، در حالی که گوگل با اپل و مایکروسافت برای جایگاه ارزشمندترین شرکت جهان رقابت میکند.

نیومن هشدار میدهد که شتابدهندههای تخصصی هنوز انعطافپذیری و قدرت اکوسیستم انویدیا را ندارند و بازار در انتظار رقیب جدی است.\همکاری با برادکام و TSMC\تولید تراشههای پیشرفته نیازمند اکوسیستم پیچیده است. نسل ششم TPU به نام تریلیوم قرار است اواخر امسال عرضه شود. گوگل از روز اول با برادکام همکاری کرده؛ برادکام وظایف جانبی شامل رابطهای ورودی/خروجی، تبدیل موازی به سریال و بستهبندی محافظ را بر عهده دارد.

طراحی نهایی برای تولید به TSMC ارسال میشود که ۹۲ درصد تراشههای پیشرفته جهان را تولید میکند. وحدت در مورد ریسکهای ژئوپلیتیک تایوان تأکید کرد که گوگل برای سناریوهای بدترین حالت برنامهریزی دارد، هرچند امیدوار است نیازی به اجرا نباشد.

قانون CHIPS آمریکا با ۵۲ میلیارد دلار بودجه، تولید داخلی را در اینتل، TSMC و سامسونگ تقویت میکند.\آیا گوگل در مسیر تراشهسازی عمومی موفق خواهد شد؟\گوگل پردازنده عمومی اول خود به نام آکسیون را برای أواخر سال برنامهریزی کرده، در حالی که آمازون، علیبابا و مایکروسافت پیش از این CPUهای سرور مبتنی بر معماری ARM را عرضه کردهاند.

وحدت توضیح میدهد که اولویت گوگل حوزههایی بوده که بیشترین ارزش را برای مشتریان میسازند TPU، VCU و شبکه. معماری ARM به دلیل انعطافپذیری و کارایی انرژی، جایگزین مناسبی برای اینتل و AMD شده است. پیشبینیها نشان میدهد سرورهای هوش مصنوعی تا ۲۰۲۷ مصرف برق معادل کشوری چون آرژانتین خواهند داشت.

انتشار گازهای گلخانهای گوگل از ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۳ نزدیک ۵۰ درصد افزایش یافته، بخشی ناشی از رشد مراکز داده است.\برای کاهش اثر زیستمحیطی، نسل سوم TPU از خنککننده مستقیم به تراشه بهره میبرد که مصرف آب را کاهش میدهد؛ روشی که انویدیا نیز برای GPUهای به کار میگیرد. وحدت تأکید کرد که عزم گوگل برای پیشبرد سختافزار هوش مصنوعی هرگز ضعیف نشده و سختافزار نقش محوری در آینده این حوزه ایفا خواهد کرد.