Компания Waymo разработала специальный чип для автономных транспортных средств
Чтобы безопасно добраться до места назначения, у автономных транспортных средств есть всего миллисекунды на приём и обработку потоковых данных с более чем десятка камер. До сих пор с этой задачей справлялись с помощью готовых компонентов искусственного интеллекта, но компания Waymo начала выпускать собственные ASIC-чипы для оптимизации этого процесса. ASIC расшифровывается как Application-Specific Integrated Circuit - интегральная схема специального назначения (или специализированная интегральная микросхема).
Первый специализированный кремниевый чип Waymo предназначен для максимально быстрой обработки данных с датчиков и формирования на их основе реакции системы вождения. Чип, изготовленный по 5-нанометровому техпроцессу тайваньского литейного гиганта TSMC, специально оптимизирован для работы как с более традиционными алгоритмами машинного обучения, такими как свёрточные нейронные сети, так и с современными моделями-трансформерами, похожими на те, что используются для работы чат-ботов с искусственным интеллектом или моделей для генерации изображений. По данным Waymo, конструкция чипа включает в себя данные об автономном вождении, накопленные за более чем 300 миллионов километров пробега, и оптимизирована для обеспечения максимального быстродействия, надёжности и запаса прочности.
Ранее для обработки данных с датчиков Waymo использовала чипы ПЛИС от компании Intel. ПЛИС (программируемая логическая интегральная схема) — это полупроводниковый чип, цифровую логику которого можно полностью перестроить (пересобрать) после производства. ПЛИС идеально подходят для приложений с низкой задержкой, и это одна из причин, почему высокочастотная торговля часто осуществляется на этих чипах. Однако по сравнению со специализированными кремниевыми чипами, программирование ПЛИС чрезвычайно сложно, и таким чипам не хватает вычислительной мощности, достижимой на специализированном оборудовании.
Авария может произойти за доли секунды, то есть слишком быстро, чтобы оператор, управляющий транспортным средством удалённо, мог взять ситуацию под контроль. Поэтому компания Waymo разработала чип, уделяя основное внимание минимизации задержки.
«За эти критические миллисекунды продвинутые модели машинного обучения формируют высокоточное представление об окружающей среде, чтобы выбрать наиболее безопасный путь», — пояснили в компании.
Система осуществляет временное шумоподавление для улучшения видимости в условиях недостаточной освещённости в режиме реального времени. Всё это требует значительных вычислительных мощностей. Waymo утверждает, что ее ASIC-чипы способны обеспечить производительность искусственного интеллекта более 1000 триллионов операций в секунду (TOPS). Но без знания точности и энергопотребления этих чипов сложно проводить сравнения с существующими платформами для автономных транспортных средств и робототехники.
Помимо высокой вычислительной мощности, чип также должен быть надёжным. Автомобили подвергаются практически постоянному потоку вибраций, ударов и резких перепадов температуры, чего нельзя сказать о центрах обработки данных. Для решения этой проблемы Waymo использовала многоуровневую систему резервирования. Чипы охлаждаются жидкостью из той же системы, что и сам автомобиль, что обеспечивает поддержание оптимальной температуры кремния независимо от погодных условий.
Чтобы гарантировать, что аппаратная неисправность не поставит пассажиров под угрозу, Waymo заявляет, что каждый её автомобиль оснащён парой специализированных интегральных схем (ASIC). В нормальных условиях эти чипы работают как единое целое. Но в случае отказа одного из них или получения ошибочного результата, другой может взять на себя управление. Как известно, в состав воздушных и космических аппаратов часто входит третья система, которая служит в качестве резервного варианта в случае возникновения непредвиденных обстоятельств. Поэтому неудивительно, что такой уровень резервирования используется в транспортном средстве, которое будет двигаться на высокой скорости по дорогам, заполненным другими транспортными средствами, пешеходами и препятствиями.
Следует уточнить, что разработанная компанией Waymo специализированная микросхема ASIC не отвечает за все функции автомобиля. Компания заявляет, что работает над несколькими другими специализированными чипами и системами, но на данный момент задачи, не связанные с машинным обучением, такие как оркестрация, перемещение данных и ведение журналов, обрабатываются компонентами, предоставляемыми ее партнёрами, в число которых входят AMD, Micron, Samsung, Sandisk и Nvidia.
