Южнокорейская Samsung разрабатывает 4-нм чип GAIA, который тестируют Lenovo и HP

Репортаж от Wedoany，Samsung Electronics разрабатывает специализированный ускоритель чип GAIA для AI-ПК, предоставив прототипы компаниям Lenovo и HP для проверки производительности. Планируется начать массовое производство не ранее 2027 года. Чип выполнен по 4-нм техпроцессу, оптимизирован вокруг нейропроцессорного блока и предназначен в основном для задач генеративного искусственного интеллекта и инференса на конечных устройствах.

GAIA — это не универсальный чип для замены центрального процессора, а ускоритель, устанавливаемый внутри ПК и предназначенный исключительно для вычислений в области искусственного интеллекта. Традиционные ПК полагаются на CPU для работы операционной системы, офисных приложений и общих программ, в то время как часть графических и параллельных задач обрабатывается GPU. С добавлением специализированного NPU такие задачи, как распознавание речи, обработка изображений, оптимизация видеоконференций, обобщение документов, создание контента и работа персональных ИИ-агентов, могут выполняться локально, снижая постоянную зависимость устройства от облачных серверов.

NPU аппаратно оптимизирован для матричного умножения, нейросетевого инференса и низкоточных вычислений, что при одинаковом энергопотреблении делает его более подходящим для непрерывного выполнения ИИ-моделей по сравнению с универсальными процессорами. Для ноутбуков чип должен обеспечивать не только скорость инференса, но и контролировать нагрев и расход батареи. GAIA, выполненный по 4-нм техпроцессу, позволяет интегрировать больше вычислительных блоков на ограниченной площади кристалла, предоставляя производителям ПК пространство для маневра между охлаждением, автономностью и толщиной корпуса.

Планируется также интеграция чипа с технологией памяти PIM (Processing-in-Memory). При работе генеративного ИИ требуется частый доступ к весам модели и промежуточным данным, а передача данных между процессором и памятью занимает пропускную способность и потребляет энергию. PIM размещает часть вычислительных мощностей внутри памяти или рядом с ячейками хранения, позволяя данным не перемещаться на большие расстояния между процессором и памятью, тем самым снимая узкое место пропускной способности памяти. Ранее разработанная Samsung технология PIM также была направлена на сокращение перемещения данных и повышение производительности и энергоэффективности ИИ-вычислений.

Участие Lenovo и HP в тестировании образцов свидетельствует о том, что GAIA уже перешел к этапу интеграции в готовые устройства и проверки производительности. Перед внедрением чипа в AI-ПК необходимо провести тестирование интерфейсов материнской платы, операционной системы, драйверов, фреймворков моделей, управления энергопотреблением и системы охлаждения, а также проверить производительность различных моделей по скорости запуска, генерации токенов, обработке изображений, многозадачности и офлайн-инференсу. Результаты тестирования повлияют на корректировку спецификаций чипа, оптимизацию программного обеспечения и окончательный выбор линеек ПК для внедрения.

Samsung ранее накопила опыт проектирования NPU в мобильных процессорах Exynos, а GAIA расширяет возможности такого периферийного ИИ на ПК. Модели для смартфонов обычно ограничены объемом памяти, энергопотреблением и размерами устройства, в то время как ПК имеют больший аккумулятор, пространство для охлаждения и объем памяти, что позволяет запускать локальные модели с большим количеством параметров и более длинными цепочками задач. В сочетании с памятью PIM технологическая цепочка GAIA охватит производство 4-нм чипов, инференс NPU, чтение данных моделей, пропускную способность периферийной памяти и интеграцию в готовые AI-ПК.