Репортаж от Wedoany，Японская компания TokyoArtisan Intelligence (TAI) 6 июля объявила о завершении проектирования, изготовления, тестирования и оценки тестового чипа реконфигурируемого полупроводника для периферийных систем физического ИИ под названием «Sting Ray». Проект переходит в стадию подготовки к серийному производству. Чип изготовлен по 40-нм техпроцессу UMC и предназначен для верификации архитектуры периферийного ИИ-чипа, обеспечивающей низкое энергопотребление, малую задержку и гибкую адаптацию к различным моделям ИИ.
«Sting Ray» не является серийным чипом, предназначенным для конечных продаж, а представляет собой тестовый чип для технической верификации перед запуском в серию. Его задача — доказать, что собственная архитектура компании способна выполнять различные задачи ИИ на стороне объекта, одновременно контролируя энергопотребление, задержку и стоимость оборудования. Физический ИИ, в отличие от чисто программных больших моделей, работает на реальных устройствах, роботах, датчиках, камерах, производственных линиях и объектах инфраструктуры, обрабатывая изображения, звуки, состояния и управляющие сигналы из реального мира. Система должна не только распознавать информацию, но и в кратчайшие сроки выдавать обратную связь для действий оборудования или принятия решений на месте, поэтому для чипа критически важны работа в реальном времени и стабильность, а не просто пиковая вычислительная мощность.
Выбор японской компанией TAI «реконфигурируемого» подхода является ключевой особенностью этого прототипа чипа. Sting Ray использует свойство FPGA изменять схему, исследуя структуру, позволяющую настраивать обрабатывающие цепи в зависимости от задачи и модели ИИ. Традиционные фиксированные ИИ-чипы обычно оптимизированы под определенный класс моделей или операторов; при изменении структуры модели возможности аппаратной адаптации ограничены. Универсальные GPU, хотя и гибки, имеют высокое энергопотребление и тепловыделение, что не всегда подходит для установки в компактных устройствах, роботах, системах рельсового транспорта, заводских линиях или периферийных терминалах. Идея Sting Ray заключается в том, чтобы на основе низкого энергопотребления и малой задержки оставить пространство для настройки под разные модели, позволяя одной и той же аппаратной архитектуре обслуживать больше полевых задач.
Верификация тестового чипа включала четыре направления: первое — проверка реконфигурируемости, позволяющая исследовать и оптимизировать обрабатывающие цепи в зависимости от приложения и модели; второе — оптимизация каналов разводки, обеспечивающая возможность наблюдения и управления внутренними соединениями чипа; третье — проверка способности работать с низким энергопотреблением и малой задержкой для выполнения обработки в реальном времени при ограниченных энергоресурсах на месте; четвертое — разработка программного обеспечения для проектирования и верификации, позволяющего отображать пользовательские схемы на реконфигурируемый полупроводниковый чип и подтверждать корректную работу изготовленного тестового чипа. Для стартапа в области чипов эти проверки важнее, чем просто демонстрация образца, поскольку серийный чип требует одновременного решения вопросов аппаратной архитектуры, инструментов проектирования, процессов верификации и адаптации приложений.
Японская компания TAI определяет основное применение «Sting Ray» в инфраструктуре, производстве и робототехнике. В сценариях инфраструктуры и железных дорог требуется одновременное подключение большого количества камер и датчиков для обнаружения аномалий на путях, оборудовании, станциях, мостах или в туннелях. В производственных и заводских сценариях необходимо проводить визуальный контроль, проверку качества и выявление отклонений на нескольких линиях. В робототехнических сценариях требуется, чтобы оборудование быстро принимало решения и выполняло управление в зависимости от изменений окружающей среды. Общей чертой этих задач является распределенность источников данных, короткое время отклика, близость места развертывания к объекту, а также то, что во многих сценариях нецелесообразно передавать все данные в облако для обработки. Если периферийный ИИ-чип сможет выполнять логический вывод на месте, это позволит снизить задержки связи и уменьшить нагрузку на передачу данных.
С точки зрения производственного маршрута, японская TAI использует 40-нм техпроцесс UMC, и следующий серийный чип «Manta Ray» также будет производиться по этому же техпроцессу. 40 нм не является самым передовым техпроцессом, но для сценариев периферийного и физического ИИ передовой техпроцесс — не единственный критерий. Полевые устройства больше ценят энергопотребление, стоимость, надежность, стабильность поставок и системную совместимость. Для стартапа использование зрелого техпроцесса также снижает риски разработки и серийного производства, позволяя продвигать изготовление, тестирование и продажи чипов при ограниченных затратах. После завершения верификации Sting Ray компания TAI получила полный набор опыта от проектирования, изготовления, подтверждения оценочной платы до создания управляющего ПО. Эти результаты будут использованы при разработке серийного чипа Manta Ray.
Проект Manta Ray уже имеет четкий график. Японская TAI планирует завершить альфа-версию ПО для проектирования в первом квартале 2027 года, изготовление инженерных образцов чипа — во втором квартале 2027 года, выпустить оценочную плату для инженерных образцов — в третьем квартале 2027 года, завершить изготовление серийной версии чипа — в четвертом квартале 2027 года, а в первом квартале 2028 года выпустить оценочную плату для серийной версии. Такой темп показывает, что компания не просто завершает одну верификацию прототипа, а готовится преобразовать накопленную архитектуру и инструментарий тестового чипа в платформу серийного чипа, доступную для оценки клиентами. Одновременная разработка чипа, ПО для проектирования и оценочных плат означает, что путь коммерциализации будет строиться вокруг «аппаратного чипа + среды разработки + верификации приложений».
В своем заявлении японская TAI также отметила, что разработка тестового чипа велась при содействии малайзийской Oppstar Japan, японского юридического лица Oppstar, для получения технического опыта, необходимого для серийного производства чипов. Для перехода периферийного ИИ-чипа из лаборатории к клиентам требуются не только алгоритмы и проектирование чипа, но и контрактное производство, корпусирование, тестирование, разработка плат, программные инструменты, экосистемное сотрудничество и внедрение клиентских приложений. Если TAI в дальнейшем намерена обслуживать клиентов в сфере инфраструктуры, промышленности и робототехники, ей необходимо превратить возможности чипа в среду разработки, используемую инженерными командами, и сделать процесс развертывания моделей ИИ, полевые интерфейсы и инструменты оценочных плат комплексным решением.
Завершение верификации Sting Ray знаменует переход маршрута физического ИИ-чипа японской компании TAI от архитектурной концепции к этапу верификации на реальном оборудовании и подготовки к серийному производству. Компания не делает ставку на конкуренцию в области вычислительной мощности уровня центров обработки данных, а проектирует чип, ориентируясь на низкое энергопотребление, малую задержку, гибкую адаптацию и рентабельность серийного производства для периферийного логического вывода ИИ. По мере того как Manta Ray вступает в стадию инженерных образцов и оценочных плат в 2027 году, японской TAI необходимо доказать, что этот маршрут способен стабильно работать в реальной инфраструктуре, производственном контроле и управлении роботами, а также позволить клиентам развертывать свои собственные модели и приложения на этой чиповой платформе.
