AI快速進展,台積電董事長劉德音表示,10年內,AI需要上兆電晶體的繪圖處理器(GPU),GPU設備數量將是當今典型設備數量的10倍。半導體技術是AI新能力和應用的關鍵推動力,而矽光子將成為半導體最重要的技術之一。
劉德音與台積電首席科學家黃漢森,共同於國際知名的電機電子工程師學會(IEEE)發布文章「How We'll Reach a 1 Trillion Transistor GPU」,強調先進半導體正在推動人工智慧的繁榮。
文章指出,IBM開發的深藍(Deep Blue)超級電腦於1997年擊敗世界西洋棋冠軍卡斯帕洛夫(Garry Kasparov),展現了超級電腦技術的突破性發展,同時首度展現高性能計算有朝一日可能超越人類智能。
接下來10年,人工智慧應用於許多實際任務,例如臉部識別、語言翻譯以及推薦電影和商品。再接下來的15年,AI發展到可以「匯集成成知識」的地步。生成式AI如ChatGPT可以創作詩歌、藝術品、診斷疾病、撰寫報告和電腦代碼,甚至可以設計出與人類打造的集成電路相媲美的產品。
文章指出,AI應用的突破性發展來自於3個因素,首先是高效機器學習算法的創新,其次是大量的訓練數據,第三是半導體技術的發展提升節能運算的能力。
文中回顧AI發展過程中的幾個的重要里程碑,是由當時領先的半導體技術實現的,如深度神經網路的初始圖像識別是採用40納米技術。AlphaGo使用28納米技術征服了圍棋遊戲。最初用於訓練ChatGPT伺服器採用5納米技術;最新版ChatGPT是由採用4納米技術的伺服器提供支持。
劉德音在文中指出,如果AI以目前的速度繼續發展下去,將需要半導體產業更多貢獻。10年內,AI需要一個1兆電晶體的GPU,意即GPU的設備數量是當今典型設備數量的10倍。
他說,在AI時代,半導體技術是AI新能力和應用的關鍵推動力;因AI應用的需求,矽光子將成為半導體產業最重要的技術之一。新的GPU不再受限於過去的標準尺寸和外形。新的半導體技術不再局限於在二維平面上微縮。
文章提及,光學界面有望很快與GPU和中央處理器(CPU)配置在一起,為GPU到GPU的通信提供能量和區域效率擴展帶寬。因此,數百台伺服器將成為具有統一內存的單一巨型GPU。
劉德音在文中表示,過去50年,半導體技術的發展就像走在隧道里,前面有一條明確的道路,就是縮小電晶體。如今,已經到達隧道的出口,半導體技術發展將日益艱難,不過在隧道之外,未來充滿很多可能性,不再受過去的束縛。
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