`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Видеоигры могут изменить ваш мозг

Изучения, как видеоигры могут повлиять на мозг, показали, что они могут вызывать изменения во многих областях мозга

Ученые собрали и обобщили исследования, изучающие, как видеоигры могут формировать наши мозг и поведение. Исследования на сегодняшний день показывают, что видеоигры могут изменить области мозга, ответственные за внимание и восприятие пространства, и сделать их более эффективными. Ученые также рассмотрели исследования, относящиеся к областям мозга, связанным с системой вознаграждения, и то, как они связаны с зависимостью от видеоигр.

Вы играете в компьютерные игры? Если это так, вы не одиноки. Видеоигры становятся все более распространенными и пользуются все большим вниманием у взрослых. Средний возраст геймеров увеличивается, и в 2016 г. его оценили в 35 лет. Изменение технологии также приводит к тому, что все больше людей увлекаются видеоиграми. Многие активные геймеры играют на настольных компьютерах или консолях, но появилось новое поколение геймеров, которые играют на смартфонах и планшетах в свободные моменты в течение дня, подобных утренней поездке на работу. Итак, мы знаем, что видеоигры являются все более распространенной формой развлечений, но оказывают ли они какое-либо влияние на наши мозг и поведение?

За прошедшие годы средства массовой информации сделали различные сенсационные заявления о видеоиграх и их влиянии на наше здоровье и счастье. «Игры иногда хвалили или демонизировали, часто без реальных данных, подтверждающих эти утверждения. Более того, игры – популярное времяпрепровождение, поэтому у всех, кажется, есть собственные мнения по этой теме», - говорит Марк Палаус (Marc Palaus), первый автор обзора, недавно опубликованного в Frontiers in Human Neuroscience.

Д-р Палаус и его коллеги хотели узнать, появились ли какие-либо тенденции в ходе исследований до настоящего времени относительно того, как видеоигры влияют на структуру и активность нашего мозга. Они собрали результаты 116 научных исследований, 22 из которых рассмотрели структурные изменения в головном мозге и 100 из них рассмотрели изменения в функциональности и / или в поведении мозга.

Исследования показывают, что игра в видеоигры может изменить то, как работает наш мозг, и даже его структуру. Например, видеоигра влияет на наше внимание, и некоторые исследования показали, что геймеры демонстрируют улучшения в нескольких типах внимания, таких как постоянное внимание или избирательное внимание. Области мозга, вовлеченные во внимание, также более эффективны у геймерах и требуют меньшей активации, чтобы поддерживать внимание на сложных задачах.

Существует также данные, что видеоигры могут увеличить размер и эффективность областей мозга, связанных с навыками восприятия пространства. Например, правый гиппокамп был расширен как у давно играющих геймеров, так и у добровольцев после программы обучения видеоиграм.

Видеоигры также могут вызывать привыкание, и такая зависимость называется «расстройством интернет-игр». Исследователи обнаружили функциональные и структурные изменения в системе нейронной награды у игровых наркоманов, частично подвергая их игровым сигналам, которые вызывают тягу и контролируют их нейронные реакции. Эти нейронные изменения являются, в основном, такими же, как и другие виды расстройств привыкания.

Итак, что означают все эти изменения мозга? «Мы сосредоточились на том, как мозг реагирует на видеоигры, но эти эффекты не всегда приводят к реальным изменениям», - говорит д-р Палаус. Поскольку видеоигры все еще новы, исследование их эффектов все еще находится в зачаточном состоянии. Например, мы все еще изучаем, какие аспекты игр влияют на регионы мозга и как. «Вероятно, видеоигры имеют как положительное влияние (внимание, визуальные и моторные навыки), так и негативное (риск зависимости), и очень важно, чтобы мы учитывали эту сложность», - объясняет д-р Палаус.

Видеоигры могут изменить ваш мозг

Исследования показывают, что видеоигры могут изменить то, как работает наш мозг, и даже его структуру

Fraunhofer HHI провел полевые испытания Li-Fi в немецком классе

С начала 2017 года Fraunhofer Heinrich Hertz Institute сотрудничает с Гегель-гимназией в Штутгарте (Германия), чтобы оснастить класс беспроводной связью в видимом спектре (Visible Light Communication technology - VLC).

Теперь Изабель Фезер (Isabel Fezer), глава департамента молодежи и образования города Штутгарта, открыла комнату с оптической WLAN. Технология VLC предлагается в качестве альтернативы традиционной технологии WLAN, чтобы избежать радиоизлучения и восприимчивости к радиопомехам или электромагнитным полям.

Fraunhofer Heinrich Hertz Institute из Берлина работает над дальнейшим развитием этой технологии и с помощью этого полевого теста в классе, он надеется не только продемонстрировать потенциал этой технологии, но и поддерживать будущие исследования в этой области.

«Современная школа нуждается в новых решениях для гибкого обмена данными. Мы считаем, что технология VLC предлагает подлинную альтернативу радиосистемам. Таким образом, наш проект способствует цифровизации класса», - объясняет д-р Анагностис Параскевопулас (Anagnostis Paraskevopoulos), руководитель проекта в Fraunhofer HHI.

Нынешнее оборудование, такое как потолочное освещение с устройствами VLC и настольные модули VLC, все еще находится на стадии прототипа, но ожидается, что в долгосрочной перспективе индустрия будет интегрировать эту технологию в светильники для помещений, а также в терминальное оборудование, такое как ноутбуки, планшетные ПК и смартфоны.

Уроки в Гегель-гимназии будут спланированы и адаптированы таким образом, чтобы интенсивно включать использование системы VLC для получения как можно большего опыта по использованию новой установки и выяснения наилучших вариантов ее использования.

Реализация проекта «VLC-Classroom» восходит к решению муниципального совета Штутгарта. В ходе последней консультации по бюджетному плану было решено выделить 500 тыс. евро для улучшения ИТ-оборудования в школах и финансировать, в частности, и этот проект. Помимо финансового вклада в исследовательскую работу Fraunhofer HHI, город поддерживает проект посредством соответствующей корректировки инфраструктуры помещений, которая была реализована администрацией школы и муниципальным строительным органом.

Fraunhofer HHI провел полевые испытания Li-Fi в немецком классе

Новый брандмауэр защищает мобильные телефоны от угроз ИБ

Исследователи в области кибербезопасности в Университете им. Бен-Гуриона в Негеве (BGU) разработали инновационную программу боандмауэра, которая добавляет недостающий уровень безопасности в мобильных телефонах на базе Android и осуществляет мониторинг вредоносного кода.

Ранее в этом году д-р Йосси Орен (Yossi Oren) и его команда исследователей из отдела разработки программного обеспечения и информационных систем (ISE) BGU обнаружили уязвимость безопасности во внутренних связях между компонентами мобильного телефона Android и центральным процессором (ЦП) телефона. Они предупредили разработчика Google и помогли глобальной компании решить эту проблему.

«Наша технология не требует, чтобы производители устройств понимали или изменяли любой новый код, - говорит д-р Орен. - Это брандмауэр, который можно реализовать как крошечный чип или как независимый программный модуль, работающий на процессоре».

Около 400 миллионов человек меняют компоненты своего телефона, такие как сенсорные экраны, зарядные устройства и батареи или сенсорные сборки, которые все подвержены значительным нарушениям безопасности и атакам. Эти компоненты, называемые «сменные модули (FRU)», осуществляют связь с процессором телефона через простые интерфейсы без механизмов аутентификации или возможностей обнаружения ошибок. Злоумышленник может добавить скомпрометированный FRU на телефон, оставив его уязвимым для паролей и финансовых краж, мошенничества, распространения вредоносных фотографий или видео и несанкционированных загрузок приложений.

По словам исследователей, эта проблема особенно остро стоит на рынке Android у многих производителей, которые работают независимо. Атака такого типа происходит за пределами области хранения телефона, она может пережить перезагрузку телефона, удаленные стирания данных и обновления прошивки. Существующие решения безопасности не могут предотвратить эту конкретную проблему безопасности.

Исследователь Омер Шварц (Omer Schwartz) добавляет: «Сам телефон не может обнаружить, что он находится под таким типом атаки. Наше решение предотвращает вредоносный или неправильно сконфигурированный FRU от компрометации кода, запущенного на ЦПУ, путем проверки всей входящей и исходящей связи».

Исследовательская группа использовала алгоритмы машинного обучения для мониторинга аномалий внутренней связи телефонов, которые могут указывать на вредоносный код. Их программное обеспечение позволило им идентифицировать и предотвращать утечки и взломы аппаратных средств.

Исследователи продолжают тестирование запатентованной технологии с производителями телефонов.

Новый брандмауэр защищает мобильные телефоны от угроз ИБ

               Сменные модули для мобильных телефонов

«Скрученный» свет может указать новый путь для беспроводной связи

Ученые сделали важный шаг в направлении использования «скрученного» света в качестве формы беспроводной передачи данных с высокой пропускной способностью, которая может привести к устареванию оптоволоконной сети.

В статье, опубликованном в журнале Science Advances, группа физиков из Великобритании, Германии, Новой Зеландии и Канады описала, как новые исследования «оптического углового момента» (OAM) могут преодолеть существующие трудности с использованием скрученного света в открытом пространстве.

Ученые могут «скручивать» фотоны - отдельные частицы света - пропуская их через специальный тип голограммы, аналогичный тому, что есть на кредитной карте, что сообщает фотонам оптический угловой момент.

В то время как обычная цифровая связь использует фотоны как единицы и нули для передачи данных, количество переплетающихся завихрений в фотонах позволяет им переносить дополнительные данные - что-то похожее на добавление букв вместе с единицами и нулями. Способность скрученных фотонов нести дополнительную информацию означает, что оптический угловой момент может создавать более широкополосные технологии связи.

Хотя методы оптического углового момента уже использовались для передачи данных по кабелям, передача скрученной световой волны через открытое пространство была значительно сложнее для ученых на сегодняшний день. Даже простые изменения атмосферного давления в открытом пространстве могут рассеивать световые лучи и приводить к потере информации о спине.

Исследователи изучили влияние как фазы, так и величины ОАМ, переносящегося светом через реальный канал в городской среде, для оценки жизнеспособности этих способов квантовой передачи информации.

Их канал в свободном пространстве в Эрлангене, Германия, был длиной 1,6 км и проходил по полям и улицам и близко к высотным зданиям, чтобы точно имитировать городскую среду и атмосферную турбулентность, которые могут нарушить передачу информации в пространстве, - тщательный подход, который сыграет важную роль в продвижении исследований OAM.

Проведение этих полевых испытаний в реальной городской среде выявило новые проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем системы станут коммерчески доступными. Предыдущие исследования показали потенциальную возможность систем связи на основе OAM, но не полностью охарактеризовали влияние турбулентного воздуха на фазу структурированного света, распространяющегося по линиям такой длины.

Д-р Мартин Лавери (Martin Lavery), руководитель исследовательской группы по структурированной фотонике в Университете Глазго, является ведущим автором исследовательской работы команды. Он сказал: «В эпоху, когда глобальное потребление данных растет с экспоненциальной скоростью, существует растущая потребность в новых методах передачи информации, которые не должны отставать от темпа роста объемов данных по всему миру. Полноценная работающая система связи на основе оптического углового момента, способная передавать данные через свободное пространство, может трансформировать онлайн-доступ для развивающихся стран, систем обороны и городов по всему миру. Оптика в свободном пространстве - это решение, которое потенциально может дать нам полосу пропускания волокна, но без необходимости в физических кабелях. Она может быть более дешевой, более доступной альтернативой подключенным оптоволоконным соединениям».

Турбулентная атмосфера, используемая в этом эксперименте, подчеркнула хрупкость формируемых фазовых фронтов, особенно тех, которые могли бы быть неотъемлемой частью передачи данных с высокой пропускной способностью. Это исследование показало, какие проблемы будущих адаптивных оптических систем потребуют решения.

Д-р Лавери провел работу в сотрудничестве с исследователями из Института Макса Планка и университетов Отаго, Оттавы и Рочестера.

Эти результаты позволяют исследователям решать проблемы, которые ранее не наблюдались, в разработке адаптивной оптики для квантовой передачи информации для приближения новой эпохи оптики в свободном пространстве, которая в конечном итоге заменит волоконную оптику как функциональный способ связи в городских условиях и системах дистанционного зондирования.

«Скрученный» свет может указать новый путь для беспроводной связи

Альянс Cisco и Google в облаках. Кто в выигрыше?

Не вызывает сомнения тот факт, что для большинства организаций гибридное облако – это путь в будущее. Однако он не одинаков для всех компаний.

Проблема в том, что для перехода в облако существует много путей, и это создает большие сложности. Вдобавок при переходе в облако компании должны обеспечить согласованность частного и публичного облаков. Существуют также проблемы с безопасностью, когда установка политик в частной и публичной среде в типичном случае выполняется независимо.

Cisco и Google на днях объявили о масштабном партнерстве, цель которого - облегчить компаниям подсоединение локального ЦОД к Google Cloud Platform. Их альянс позволит ИТ-менеджерам и разработчикам приложений использовать инструменты Cisco для управления своими локальными средами и связывать их с IaaS в публичном облаке Google.

Для Google это еще одно партнерство с мощным производителем продуктов для корпоративного сектора, а для Cisco оно знаменует собой эволюцию облачной стратегии компании, которая прошла через многие итерации в последние годы.

С самого начала широкомасштабного движения в публичный облачный сервис IaaS Cisco несколько раз меняла свою облачную стратегию. Первоначально компания прилагала усилия к созданию Intercloud, сети облаков своих партнеров-провайдеров, использующих инструменты Cisco, которые были бы взаимосвязаны и позволяли клиентам перемещать рабочие нагрузки. Однако рост популярности Amazon Web Services, Microsoft Azure и Google Cloud Platform заставил отбросить эту стратегию на обочину.

Взамен Cisco взяла на себя роль независимого посредника для управления облаками. Компания считает, что поскольку присутствует почти в каждом центре данных любого крупного предприятия, то поэтому она может интегрироваться со всеми поставщиками облачных услуг. Cisco в основном хотела бы быть своеобразной Швейцарией для облаков.

В интервью представители обеих компаний дают понять, что это не эксклюзивное партнерство. Cisco по-прежнему будет поддерживать клиентов, которые хотят использовать другие облачные платформы, а Google не отказывается от партнерских отношений с VMware и Nutanix.

Для Google это беспроблемное партнерство. Компания хочет увеличить использование своего облака. Любое партнерство с традиционной основной технологической компанией, которое позволит облегчить перенос рабочих нагрузок в публичное облако, - это успех для Google.

А как насчет Cisco? Некоторые считают, что «швейцарский» подход не имел достаточного основания. Недостаточно для Cisco сказать, что она может предложить программное обеспечение для управления, которое позволяет работать через любое облако. Реальность заключается в том, что пользователи хотят более глубокой интеграции, чем некоторые перекрытия программного обеспечения, которые работает с продуктами всех поставщиков. Есть много таких кросс-облачных программных платформ, но ни одна из них не доставляет большого удовольствия.

Облачные клиенты хотят использовать инструменты управления, которые являются родными для любой облачной платформы IaaS, на которой они работают. Разработчики приложений и системные менеджеры предпочли бы использовать инструменты, которые глубоко интегрируются с публичным облаком и могут использовать все новейшие «бантики» облака.

Объединившись с Google, Cisco может предложить своим пользователям публичное облако, с которым она может глубоко интегрироваться. Ключом к этой интеграции, по словам представителей компаний, станет Kubernetes.

Kubernetes - это контейнерная система оркестровки с открытым исходным кодом, разработанная Google. Cisco планирует поддерживать Kubernetes в своем локальном (on-premise) программном обеспечении (хотя она не сказала, какие системы будут поддерживать Kubernetes). У Google уже есть предложение в облаке с именем Google Container Engine, чей акроним - GKE, чтобы обозначить, как она использует и поддерживает управляемую версию Kubernetes. Kuberentes может быть склейкой между локальными средами Cisco и публичным облаком Google.

Компании также планируют сотрудничать, чтобы совместно интегрировать другие проекты с открытым исходным кодом для работы в этом «гибридном партнерстве», включая Istio - платформу приложений для микросервисов и Apigee - систему управления API. И Google, и Cisco вместе с партнерской сетью Cisco планируют продавать ее на рынке. Ограниченное число клиентов смогут просмотреть систему, начиная со следующего года, и компании планируют сделать ее общедоступной во второй половине следующего года.

Новый подход к построению резистивной памяти

Исследователи из Финляндии и России использовали технику осаждения атомных слоев (Atomic Layer Deposition, ALD) для создания надежных устройств резистивной памяти с низким потреблением энергии для высокоскоростных приложений.

Финский поставщик систем тонкопленочных покрытий на основе ALD компания Picosun сотрудничала с МФТИ для создания энергонезависимых запоминающих устройств ReRAM (Resistance Switching Random Access Memory). Они используются в приложениях хранения данных, где требуется сочетание очень большой емкости и чрезвычайно быстрой рабочей скорости для унифицированных архитектур памяти. ReRAM также может использоваться для приложений с малой потребляемой мощностью.

ReRAM – быстрая, структурно простая и занимающая малый объем при высокой емкости память, которая работают при низком напряжении. Это помогает уменьшить размер устройства, энергопотребление и время отклика и позволяет встраивать блоки ReRAM в портативные, носимые и мобильные устройства, дистанционные зонды и приложения IoT.

Однако одной из основных проблем была структура функциональных слоев в ячейке памяти ReRAM, и Picosun смогла точно контролировать рост оксидов с дефицитом кислорода, которые необходимы.

«Благодаря системе Picosun ALD мы можем точно распределять критические слои материала нашей структуры ReRAM, что позволяет контролировать их химический состав на атомном масштабе, - сказал д-р Андрей Маркеев, главный научный сотрудник Центра нанотехнологий МФТИ. - Плазменный инструмент Picosun позволил нам достичь надежного процесса ALD для осаждения кислородно-дефицитной пленки TaOx на основе активированного плазмой водорода в качестве реагента и алкоксидного соединения Ta (OC2H5)5 в качестве предшественника Ta, который уже имеет в нем связь Ta-O. В этом подходе основная идея состоит в том, чтобы удалить группы C2H5 путем образования летучих молекул C2H6 или C2H5 (OH) посредством реакции с активированным плазмой водородом».

Другой ключевой фактор заключался в том, что ALD уже является проверенной производством, зрелой технологией в полупроводниковой промышленности и просто интегрируется в существующие потоки процессов.

«Мы работаем с МФТИ в течение долгого времени, поэтому мы очень рады, что наша система позволила получить самые передовые результаты в технологии ReRAM, - сказал Юхана Костамо (Juhana Kostamo), управляющий директор Picosun. - Наши промышленные клиенты включают несколько ведущих производителей памяти, и увлекательно участвовать в разработке еще более продвинутых решений для хранения данных, что позволит целому новому семейству микроэлектронных продуктов улучшить повседневную жизнь, безопасность и способы общения». Технология ReRAM используется Western Digital и американским стартапом Crossbar для высокоскоростной памяти и внутренних соединений.

Новый подход к построению резистивной памяти

Cisco и BroadSoft – возможен синергетический эффект

После того как Cisco официально объявила, что покупает BroadSoft по цене 1,9 миллиарда долларов и расширяет свои предложения в сегменте объединенных коммуникаций (UC), мир UC пришел в некоторое волнение.

Получив доступ к продуктам BroadSoft, Cisco сможет дополнить свой текущий портфель Hosted Collaboration Solution (HCS) и облачный сервис для совместной работы Spark и начать сотрудничать с некоторыми из наиболее авторитетных сервис-провайдеров в мире (клиентами BroadSoft), получив более сильную опору в сегментах SMB и среднего бизнеса на рынке объединенных коммуникаций. Однако чтобы разобраться в тонкостях альянса, нужно представлять, какие продукты поставляет BroadSoft.

Итак, BroadSoft продает облачное программное обеспечение для управления вызовами. Этот продукт часто переименовывается и продается традиционными телефонными компаниями своим клиентам. К примеру, если клиент звонит в небольшую дизайнерскую фирму и перенаправляется к обслуживающему специалисту или в другое место, то стоящие за этими взаимодействиями функции часто выполняются с помощью ПО BroadSoft.

Тридцать лет назад такие компании, как Verizon, BT, Telstra и Telephonica продавали недорогие коммутаторы (PBX) для управления несколькими телефонными линиями компании и голосовой почтой. Теперь же они используют продукты BroadSoft для предоставления облачных телефонных систем бизнесу и центрам вызовов.

Другая ключевая область продуктов BroadSoft – это то, что технологи называют объединенными коммуникациями. Это ПО предназначено для того, чтобы рабочие группы могли проводить групповые голосовые чаты, видеоконференции и обмениваться экранами и документами. Это также область, в которой Cisco была агрессивна последнее десятилетие, сначала с WebEx, а затем со Spark. Но есть много других игроков, в том числе Amazon, которая в начале этого года запустил Chime, соперника Skype for Business от Microsoft.

Это приобретение связано с тем, что ИТ-производители называют «будущим работы». Этот термин относится к технологиям, которые облегчают взаимодействие рабочих групп и обслуживающего персонала с коллегами, клиентами или партнерами.

Руководство Cisco признало, что существует совпадение некоторых функций в продуктах двух компаний, но фишка заключается в том, что объединенные компании могут лучше конкурировать как с программным гигантом Microsoft, так и с меньшими, такими как RingCentral.

Приобретение BroadSoft должно также дать Cisco больше возможностей для поставок интеллектуальных технологических решений в ближайшие годы, поскольку она продолжает концентрироваться на разрушительных технологиях, таких как Интернет вещей, ИИ и виртуальная реальность.

Intel отправляет первый 17-кубитовый чип голландским исследователям

Чип был изготовлен с использованием уникальной конструкции для достижения улучшенных производительности и результатов благодаря передовой технологии упаковки. Вступление Intel в область квантовых вычислений знаменует собой значительный сдвиг к массовому производству сверхпроводящих технологий. При создании кубитов, основных блоков квантовых вычислений, однородность и стабильность являются ключевым условием, поскольку они чрезвычайно неустойчивы, и любой шум или непреднамеренное наблюдение могут вызвать потери данных. Эта неустойчивость требует, чтобы они работали при температуре примерно 20 милликельвинов, что делает упаковку кубитов ключом к их производительности и функциям. Исследовательская группа Intel по компонентам (CR) в командах Oregon and Assembly Test and Technology Development (ATTD) в Аризоне переопределила пределы дизайна чипа и технологии упаковки посредством новой архитектуры, что позволяет повысить надежность, уменьшить тепловыделение и снизить радиочастотные помехи между кубитами.

Пакет имеет размер примерно полудолларовой монеты и использует масштабируемую схему межсоединений, которая позволяет в 10-100 раз больше сигналов вводить в микросхему и из нее по сравнению с чипами с проводными соединениями.

Intel использовала передовую RF-упаковку для радиоизоляции 17 кубитов в тестовом чипе, поставляемом QuTech в Голландии.

«Наши квантовые исследования продвинулись до такой степени, что наш партнер QuTech моделирует рабочие нагрузки на основе квантового алгоритма, и Intel постоянно разрабатывает новые чипы для тестирования кубитов на наших передовых производственных объектах, - сказал д-р Майкл Мэйберри (Michael Mayberry), корпоративный вице-президент и управляющий директор Intel Labs. - Опыт Intel в области изготовления, управления электроникой и архитектуры выделяет нас и сослужит нам хорошую службу, поскольку мы делаем венчурные инвестиции в новые вычислительные парадигмы от нейроморфных до квантовых вычислений».

Работа Intel с QuTech, передовым исследовательским центром по квантовым вычислениям и квантовому Интернету, созданным при TU Delft и TNO, началась в 2015 году. С тех пор сотрудничество достигло многих успехов – от демонстрации ключевых схемных блоков для интегрированной криогенной КМОП-системы управления до разработки Intel процесса изготовления спинового кубита по 300-миллиметровым технологическим нормам и разработке упаковки для сверхпроводящих кубитов.

Intel отправляет первый 17-кубитовый чип голландским исследователям

 

Intel Nervana - первый специализированный чип для ИИ

Пока общество будоражат и волнуют страхи и надежды, связанные с ИИ, компании, включившиеся в гонку, активно проводят исследования в этой области. Среди них и компания Intel, которая анонсировала первое в мире семейство процессоров для ИИ, разработанное с нуля.

Intel производит довольно быстрые чипы, но ни один из них не является сверхэффективным в самом горячем сегодня направлении вычислений – ИИ. Методы глубокого обучения, которые используются для машинного видения, распознавания речи и других задач ИИ, требуют матричных вычислений на гигантских массивах, для чего не очень приспособлены чипы общего назначения, такие как Core и Xeon. Однако Intel намерена изменить ситуацию с приобретением компании Nervana, специализирующейся на технологиях и алгоритмах для глубокого обучения. И вот спустя год после получения этих активов объявлены первые специализированные чипы для ИИ – Intel Nervana Neural Network Processor (NNP). Цель новой архитектуры – обеспечить необходимую гибкость для поддержки всех примитивов глубокого обучения и в то же время сделать компоненты аппаратного ядра как можно более эффективными.

Матричное умножение и свертки - это пара важных примитивов, лежащих в основе глубокого обучения. Эти вычисления отличаются от рабочих нагрузок общего назначения, поскольку операции и перемещение данных в основном известны априори. По этой причине Intel Nervana NNP не имеет стандартной иерархии кэш-памяти, а встроенная память управляется программным обеспечением напрямую. Лучшее управление памятью позволяет чипу достичь высокого уровня использования огромного количества вычислений на каждой матрице. Это означает достижение более короткого времени обучения для моделей глубокого обучения.

Разработанный с высокоскоростными соединениями как на чипе, так и вне его, Intel Nervana NNP обеспечивает массивную двунаправленную передачу данных. Заявленная цель проекта заключается в том, чтобы достичь истинного параллелизма модели, где параметры нейронной сети распределены между несколькими чипами. Это позволяет использовать несколько чипов как один большой виртуальный чип, который может вместить более крупные модели, позволяя заказчикам получать больше информации от своих данных.

Производительность нейронной сети на одном чипе во многом ограничена пропускной способностью памяти и рассеиваемой мощностью. Чтобы достичь более высокой степени пропускной способности для рабочих нагрузок нейронных сетей, Nervana NNP использует целую математику с пониженной точностью, называемую Flexpoint. Flexpoint позволяет реализовать скалярные вычисления в виде умножений и сложений с фиксированной точкой, допускающий большой динамический диапазон, используя общий показатель. Поскольку каждая схема получается меньше, это приводит к значительному увеличению параллельности на матрице, одновременно снижая мощность, расходуемую на вычисления.

В свое время NVIDIA лихо вытолкнула Intel на обочину дороги в области ИИ благодаря какой-то счастливой случайности. Так получилось, что графические процессоры этого производителя – лучший вариант для обучения алгоритмам ИИ, хотя они под них и не проектировались специально. И сегодня для специализированных задач такие гиганты, как Facebook и Google используют именно чипы NVIDIA.

Intel, без сомнения, надеется изменить эту ситуацию с выпуском чипов Nervana NNP, которые эффективны как для обучения, так и для ИИ. Компания говорит, что у нее есть «несколько поколений» чипов в разработке, и Intel, очевидно, имеет производственную и сбытовую инфраструктуру, необходимую для того, чтобы произвести нужный объем и дать их в руки клиентов. Intel также работает над так называемым нейроморфным чипом Loihi, который имитирует человеческий мозг, а кроме того в своем арсенале имеет чип Myriad X, разработанный специально для машинного зрения.

Хотя Intel надеется хотя бы догнать NVIDIA, последняя не стоит на месте. Недавно компания выпустила чип V100 специально для приложений ИИ и наняла Клемента Фарабе (Clément Farabet) в качестве вице-президента по инфраструктуре ИИ, скорее всего, с целью создания чипов, которые так же хороши при запуске программ глубокого обучения. В то же время Google построила собственный «Tensor Processing Unit» (TPU), который она строго использует в своих собственных центрах обработки данных, а у IBM есть нейроморфный чип, получивший название «True North».

Intel примеряет майку лидера в области ИИ

Сегнетоэлектрические доменные стенки создают надежную память

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии объявили о новой энергонезависимой сегнетоэлектрической памяти на стенках доменов, выполненной с помощью специально разработанных наноэлектродов. Двоичное состояние памяти определяется наличием или отсутствием проводимости стенок, и данные могут быть считаны без разрушения при умеренных напряжениях менее 3 В. Память также имеет относительно высокое отношение тока OFF-ON – около 10^3, является надежной и может хранить данные на нескольких уровнях.

Сегнетоэлектрические материалы имеют постоянный дипольный момент, как их ферромагнитные аналоги магнитный. Однако в сегнетоэлектриках дипольный момент является электрическим, а не магнитным и поэтому может быть ориентирован с использованием электрических полей. Это открывает множество новых приложений для устройств, поскольку позволяет хранить электрическую цифровую информацию в сегнетоэлектрических тонких пленках, что может быть использовано для создания чипов компьютерной памяти и логических устройств.

Как и их магнитные аналоги, сегнетоэлектрики также имеют доменные стенки (атомарно острые топологические дефекты, разделяющие области однородной поляризации), но они в 10-100 раз меньше. «Это делает их идеальной наноскопической управляемой особенностью в твердых материалах, - объясняет лидер команды Ян Зайдель (Jan Seidel). - Сегнетоэлектрические доменные стенки (FEDW) обычно имеют ширину всего 1 нм (что также примерно в 10 раз меньше, чем современные кремниевые электронные CMOS-структуры). Благодаря их чрезвычайно малым размерам, в FEDW могут возникать изменения структуры и симметрии, и эти изменения могут радикально влиять на свойства материала. Фактически, мы можем думать о том, что FEDW является совершенно другим материалом из окружающей массы».

Критически важным здесь является расположение электродов. «Это ключевой момент, который мы используем в наших ячейках памяти, - сказал Зайдель. - FEDWs гораздо более электропроводящие, чем материал, окружающий стенку (объем), который сам изолирует. Поскольку электрические диполи в сегнетоэлектриках могут быть переориентированы внешними электрическими полями (приложенным напряжением), мы можем создавать, стирать или перемещать FEDW в материале с использованием этих полей. Создавая и стирая стенки, мы можем сформировать или разрушать проводящие каналы, в которых хранятся данные, создавая, таким образом, 1 и 0 двоичной логики».

Исследователи сделали свою энергонезависимую память из тонких пленок сегнетоэлектрического материала BiFeO3 (BFO). Используя электронно-лучевую нанолитографию, они структурировали металлические электроды Pt/Ti на пленке, что позволило им применить электрическое поле в плоскости пленки. Это особое расположение электродов является критическим, поскольку поле, приложенное между электродами, позволяет им стабилизировать доменные стенки на наномасштабе.

«Такая геометрия электрода адаптирована к изучаемому конкретному материалу, и знание того, какой наилучший тип расположения выбрать, стало возможным только благодаря тому, что сложные свойства материала были изучены заранее, что потребовало от нас более 10 лет в случае BFO», - объясняет Зайдель.

Он добавляет, что специально разработанная плоская компоновка электродов позволяет кодировать и извлекать информацию с использованием умеренных электрических полей. Таким образом, устройство работает, используя небольшую энергию. Низковольтное импульсное считывание записанных состояний является также неразрушающим.

И это еще не все: FEDW могут хранить данные на нескольких уровнях, потому что серия последовательно различных состояний сопротивления может быть настроена ступенчато посредством точного контроля длины доменной стенки. Поэтому плотность хранения данных в этих устройствах памяти FEDW значительно повышена по сравнению с традиционными двоичными битами.

«Большая часть работы на данный момент является фундаментальным исследованием, но предложения по коммерциализации обсуждаются и активно изучаются. Я думаю, что наша работа закладывает основу для потенциального индустриального принятия идей и концепций, описанных в нашем исследовании» - отметил Зейдель.

Сегнетоэлектрические доменные стенки создают надежную память
Процесс сегнетоэлектрического переключения

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT