استفاده از موتورهای ضرب ماتریسی در معماری x86؛ راهکار مشترک اینتل و AMD برای کنترل هوش مصنوعی
در سال گذشته، اینتل و AMD در یک اقدام کمسابقه، به منظور تقویت اکوسیستم اشتراکی خود، «گروه مشاورهی اکوسیستم x86» را تأسیس کردند. هدف آنان استانداردسازی ویژگیهای x86 بهمنظور سازگاری با نیازهای آینده و قابلیت مقیاسپذیری این معماری بود. در کنار این تلاش، ویژگیهای کلیدی جدیدی مانند FRED، AVX10، ChkTag و ACE نیز به عرصه معرفی شدند؛ اما اکنون با انتشار مدارک فنی افزونههای محاسبات هوش مصنوعی (ACE)، طرحهای تراشهسازان آمریکایی برای آینده پردازشگرها مشخص شده است.
این شبکههای عصبی و مدلهای زبانی بزرگ بهطور کامل وابسته به محاسبات ریاضی مربوط به ضرب ماتریسی هستند. قبلاً افزونههای موجود در پردازندهها مانند AVX10 قادر به انجام این محاسبات بودند؛ اما محدودیت جدی در مقیاسپذیری و چگالی پردازشی داشتند؛ به عبارت دیگر، CPUها در مقایسه با GPUها در زمینه ضرب ماتریسی قابلیت کمتری داشتند. اما اکنون با افزونهی ACE، موتورهای ضرب ماتریسی بهصورت مستقیم در معماری پردازنده لحاظ شده و باعث افزایش چشمگیر سرعت و بهرهوری انرژی میشوند.
پردازندههای کلاسیک به دلیل بار سنگین محاسبات هوش مصنوعی در حال از دست دادن میدان هستند؛ افزونهی ACE واقعاً تلاشی از سوی اینتل و AMD بهمنظور حفظ سلطه x86 در دنیای آینده محسوب میشود.
بر اساس اطلاعات منتشر شده، افزونهی ACE از یکپارچگی عمیق با دستورات AVX بهره متد، قابلیتهای نوینی را به پردازندهها اضافه میکند. از جمله این ویژگیها میتوان به «رجیسترهای کاشیبندی» و دستورات جابهجایی سریع داده اشاره کرد. این فرآیند به ترکیب توان پردازشی متراکم ACE با انعطافپذیری دستورات AVX امکانپذیر میسازد.
علاوه بر شتابدهندههای ماتریسی، یکی از ویژگیهای کلیدی بهروزرسانی ACE، پشتیبانی ذاتی از فرمتهای داده با دقت پایین است. در حوزه یادگیری ماشین، نیاز به دقتهای اعشاری فوقالعاده بالا وجود ندارد؛ بلکه سرعت پردازش، اعتبار اصلی است.
در دنیای هوش مصنوعی، دقت کمتر معادل با افزایش سرعت است. از سوی دیگر، پشتیبانی پردازندههای آینده از فرمتهای ۴بیتی و ۸بیتی بهطور حتم یک انقلاب ساکت در کاهش مصرف انرژی و افزایش قدرت پردازشی به شمار خواهد رفت.
براساس اطلاعات ارائه شده، افزونهی ACE قادر به پشتیبانی از تنوعی گسترده از فرمتها است؛ فرمتهایی از قبیل اعداد صحیح استاندارد INT8 و INT32 و فرمتهای اعشاری نوآورانه که ویژه هوش مصنوعی طراحی شدهاند، شامل:
- FP16 و BF16 (استانداردهای متداول در یادگیری ماشین)
- FP8 و MX FP8 (فرمتهای ۸بیتی مایکرو-اسکیلینگ)
- MX FP6 و MX FP4 (فرمتهای فوقفشرده ۶ و ۴بیتی)
افزونهی ACE تنها یکی از قطعات پازل گستردهایست که مسیر آینده پردازندههای x86 را ترسیم میکند. به موازات آن، فناوری دیگری به نام افزونههای عملکرد پیشرفته (APX) نیز در آیندهای نزدیک معرفی خواهد شد که نقش کلیدی در توسعهی تراشههای نسل بعد خواهد داشت. انتظار میرود این تحولات بنیادین در سبد محصولات نسلهای آینده اینتل و AMD به بازار عرضه شود و نشاندهنده این واقعیت باشد که دنیای CPU هنوز آمادگی تسلیم شدن در برابر هوش مصنوعی را ندارد.
