Extropic將推出全新超導(dǎo)AI芯片，號稱性能比GPU高幾個數(shù)量級！

3月20日消息，致力于開發(fā)和制造超導(dǎo)人工智能處理器的初創(chuàng)公司——Extropic最近完成了 1410 萬美元的種子輪融資。Extropic聲稱，其將實現(xiàn)創(chuàng)建 AI 加速器的目標(biāo)，“其速度比數(shù)字處理器（CPU/GPU/TPU/FPGA）快很多數(shù)量級，而且能效更高?！?/p>

Extropic 認(rèn)為，當(dāng)前可用的數(shù)字處理器不太適合人工智能加速。其在一篇論文當(dāng)中介紹了一種新穎的概率計算范式，據(jù)說這種計算范式遠(yuǎn)離了日益復(fù)雜的原始數(shù)字計算機。Extropic正在通過將 基于能量的模型（EBM），直接實現(xiàn)為參數(shù)化隨機模擬電路來提升效率，并釋放生成式 AI 的全部潛力。在基于復(fù)雜景觀采樣的算法的運行時間和能源效率方面，Extropic 加速器將比數(shù)字計算機實現(xiàn)多個數(shù)量級的改進。

據(jù)介紹，Extropic 的首款處理器采用納米鋁制成，可在超導(dǎo)的低溫下運行。其中一些神經(jīng)元類似于現(xiàn)有的超導(dǎo)通量量子位，這些神經(jīng)元提供了基本的構(gòu)建塊，組合起來形成更大的超導(dǎo)系統(tǒng)。在這樣一個更大的系統(tǒng)中，許多線性和非線性神經(jīng)元組合在一起，創(chuàng)建了一個從豐富且高維分布中采樣的電路。

△Extropic 芯片的顯微鏡圖像。插圖顯示了兩個約瑟夫森結(jié)，它們是為處理器提供臨界非線性的器件。

Extropic 的超導(dǎo)芯片完全是無源的，這意味著我們僅在測量或操縱其狀態(tài)時消耗能量。這可能使這些神經(jīng)元成為宇宙中最節(jié)能的神經(jīng)元。這些系統(tǒng)將在規(guī)模上實現(xiàn)高度節(jié)能：Extropic 的目標(biāo)是使用這些系統(tǒng)的小批量、高價值客戶，例如政府、銀行和私有云。

Extropic 還在制造可在室溫下運行的半導(dǎo)體器件，以將其的業(yè)務(wù)范圍擴展到更大的市場。這些器件將約瑟夫森結(jié)換成了晶體管。與超導(dǎo)設(shè)備相比，這樣做會犧牲一些能源效率。作為交換，它允許人們使用標(biāo)準(zhǔn)制造流程和供應(yīng)鏈來構(gòu)建它們，從而實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。由于它們在室溫下運行，因此可以將它們封裝到類似 GPU 的擴展卡外形中。這將使我們能夠在每個家庭中放置一個 Extropic 加速器，使每個人都能參與熱力學(xué) AI 加速。

為了支持廣泛的硬件底層，Extropic 還構(gòu)建了一個軟件層，可將 EBM 的抽象規(guī)范編譯為相關(guān)的硬件控制語言。該編譯層建立在因子圖的理論框架之上。因子圖指定了多大的分布分解為局部塊。這使得 Extropic 加速器能夠分解并運行太大而無法適應(yīng)任何給定模擬核心的程序。

之前很多AI加速器公司都因為深度學(xué)習(xí)的內(nèi)存限制而苦苦尋找優(yōu)勢；今天的算法花費大約 25% 的時間在內(nèi)存中移動數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)阿姆達爾定律，任何加速特定運算（例如矩陣乘法）的芯片都很難實現(xiàn) 4 倍以上的加速。由于 Extropic 芯片通過物理運行作為一個快速且節(jié)能的過程來原生地加速廣泛的概率算法，這將解鎖一個全新的人工智能加速機制，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出以前認(rèn)為可以實現(xiàn)的水平。

據(jù)了解，Extropic 公司由其首席執(zhí)行官 Guillaume Verdon 于 2022 年創(chuàng)立。在創(chuàng)立 Extropic 之前，Guillaume 是 Alphabet X 物理與人工智能團隊的量子技術(shù)負(fù)責(zé)人。他開創(chuàng)了多種量子技術(shù)，在感知、通信和表示學(xué)習(xí)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。Guillaume 被認(rèn)為是量子深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的先驅(qū)，在滑鐵盧大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間創(chuàng)立了后來的 Google TensorFlow Quantum 項目，并最終加入了 Google Quantum AI。他擁有更廣泛的理論物理和信息論背景，擁有周界研究所和量子計算研究所的碩士學(xué)位。

Extropic 首席技術(shù)官 Trevor McCourt 原本是一名機械工程師，他在滑鐵盧大學(xué)加入 TensorFlow Quantum 項目創(chuàng)始團隊時第一次見到了 Guillaume。他們兩人密切合作，開創(chuàng)了從零到一的可微分量子編程軟件。隨后，Trevor 回到硬件工程領(lǐng)域，在 Google Quantum AI 開發(fā)尖端設(shè)備和控制技術(shù)。最終，特雷弗尋求在自組織物理系統(tǒng)中尋找意義，并在麻省理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位，研究噪聲在計算和生命系統(tǒng)中的作用。

Christopher Chamberland，Extropic 首席架構(gòu)師，被廣泛認(rèn)為是最杰出的量子計算機架構(gòu)師之一。在領(lǐng)導(dǎo)了 AWS 和 IBM Quantum 定義核心量子架構(gòu)和路線圖之后，他決定離開量子計算領(lǐng)域，轉(zhuǎn)而領(lǐng)導(dǎo) Extropic 的架構(gòu)工作。在加入 AWS 和 IBM 之前，Christopher 曾在 Microsoft Quantum 工作，并獲得了滑鐵盧大學(xué)量子計算研究所的博士學(xué)位。

Extropic 公司更廣泛的團隊由一組主要具有物理和人工智能背景的科學(xué)家和工程師組成，他們之前曾在 AWS、Meta、IBM、Nvidia、Xanadu 和許多世界頂級學(xué)術(shù)機構(gòu)工作過。這個高度跨學(xué)科的團隊在基于物理的人工智能領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗，具有獨特的優(yōu)勢，能夠開創(chuàng) Extropic 追求的物理和人工智能統(tǒng)一方法。

編輯：芯智訊-林子