أخبار ar.wedoany.com، أعلنت شركة TIER IV اليابانية المتخصصة في برمجيات القيادة الذاتية مفتوحة المصدر انضمامها إلى "برنامج الجيل الجديد لأشباه الموصلات للذكاء الاصطناعي الطرفي" الذي تشرف عليه وكالة العلوم والتكنولوجيا اليابانية (JST)، وذلك لتطوير شريحة نظام متكامل (SoC) قائمة على البرمجيات مخصصة للقيادة الذاتية من المستوى L4. في إطار هذا البرنامج، سيقود فريق البحث بقيادة البروفيسور يوشيهيرو كاواهارا من كلية الدراسات العليا للهندسة بجامعة طوكيو أبحاث تصميم شرائح الذكاء الاصطناعي الفيزيائي الموجهة بحالات الاستخدام والمتميزة وظيفيًا. وتتولى TIER IV مسؤولية تطوير التصميم المنطقي لشريحة ذكاء اصطناعي تعالج بكفاءة عمليات الاستدلال لنماذج الذكاء الاصطناعي للقيادة الذاتية من الطرف إلى الطرف (E2E)، على أن تُنشر أصول التصميم ذات الصلة وسلسلة الأدوات البرمجية كمصدر مفتوح.
لعبت تقنيات الحوسبة عالية الأداء، بما في ذلك وحدات معالجة الرسوميات (GPU)، دورًا محوريًا في تسريع التطور السريع للذكاء الاصطناعي. غير أن القيادة الذاتية من المستوى L4 تتطلب تشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي بشكل مستمر في ظل قيود العالم الحقيقي والزمن الفعلي، مما يستلزم تجاوز تقنيات الحوسبة عالية الأداء الحالية عبر أساليب تصميم جديدة تعالج كفاءة استهلاك الطاقة، فضلًا عن قضايا قابلية التكيف والشفافية والتحقق.
ستقوم TIER IV بتصميم شريحة ذكاء اصطناعي تدعم برمجيات القيادة الذاتية مفتوحة المصدر Autoware، وتقييم فعاليتها كمكوّن ضمن شريحة SoC. وبالإضافة إلى التصميم المنطقي للشريحة، سيتم أيضًا فتح مصدر المترجم (Compiler) وسلسلة الأدوات ذات الصلة، بهدف إنشاء نظام بيئي مفتوح يمكّن مصنّعي أشباه الموصلات من الاستفادة من منصتها التقنية لتسريع تسويق شرائح SoC للقيادة الذاتية من المستوى L4.
تعتمد نماذج الذكاء الاصطناعي للقيادة الذاتية حاليًا بشكل متزايد على نماذج Transformer واسعة النطاق لمعالجة مدخلات الاستشعار مثل صور الكاميرات وبيانات النقاط السحابية (Point Cloud) بطريقة متكاملة، بدءًا من الإدراك وصولًا إلى التخطيط الحركي. سيركز هذا البرنامج على استدلال نماذج Transformer، وتطوير بنية متخصصة تعمل على تبسيط آليات التحكم المعقدة المطلوبة في الحوسبة العامة. سيتم تحميل البيانات اللازمة لتنفيذ نماذج الذكاء الاصطناعي مسبقًا بكفاءة وإعادة استخدامها داخل الشريحة، مما يقلل من استهلاك الطاقة الناتج عن نقل البيانات إلى الذاكرة الخارجية والتحكم في الحوسبة. كما ستدمج هذه البنية دوائر حوسبة متخصصة للعمليات الشائعة في نماذج Transformer، بما في ذلك ضرب المصفوفات وآليات الانتباه. وأوضحت TIER IV أن هدف التحسين لا يقتصر على الأداء الأقصى للشريحة فحسب، بل يشمل أيضًا الأداء لكل واط لنظام القيادة الذاتية بأكمله بما في ذلك Autoware. ويجب أن يدعم التصميم نشرًا مرنًا عبر سيناريوهات تطبيق مختلفة، بدءًا من الأجهزة المدمجة التي تستهلك بضعة واطات وصولًا إلى وحدات التحكم الإلكترونية في المركبات التي تستهلك عشرات الواطات.
فيما يتعلق بمشكلة تكيف البنية مع التطور السريع لتقنيات الذكاء الاصطناعي للقيادة الذاتية، ستقوم TIER IV بإدخال مجموعة مشغلات الموتر (TOSA) كتمثيل وسيط موحد بين نماذج الذكاء الاصطناعي وشرائح الذكاء الاصطناعي. سيتم تحويل عمليات نماذج الذكاء الاصطناعي المطورة في أطر عمل مثل PyTorch إلى تمثيل TOSA العام، ثم تنفيذها على شريحة الذكاء الاصطناعي بعد التحسين وتوليد الكود، مما يحقق اقترانًا مرنًا بين أطر الذكاء الاصطناعي والعتاد. وبالتالي، يمكن التكيف مع التغييرات في بنية النموذج أو طرق الحوسبة بشكل أساسي من خلال تحديث المكونات البرمجية مثل المترجم وبيئة التشغيل، دون الحاجة إلى إعادة تصميم الشريحة بالكامل. ويعد هذا نهجًا لتصميم شريحة SoC معرفة بالبرمجيات يمكنها تحسين الأداء وكفاءة استهلاك الطاقة بشكل مستمر عبر البرمجيات.
في التطبيقات الحرجة للسلامة مثل القيادة الذاتية من المستوى L4، لا يقتصر الأمر على فهم نموذج الذكاء الاصطناعي نفسه، بل يتطلب أيضًا فهم البنية الداخلية وعمليات المعالجة لنظام الحوسبة الذي يعتمد عليه. ستقوم TIER IV بفتح مصدر التصميم المنطقي لشريحة الذكاء الاصطناعي للقيادة الذاتية والمترجم وسلسلة الأدوات ذات الصلة، مما يمكن مصنّعي أشباه الموصلات والمطورين من فحص البنية الداخلية للشريحة وسلوك البرمجيات، وتعديلها وتوسيعها وإعادة استخدامها وفقًا لمنصات مركباتهم ونماذج الذكاء الاصطناعي ومتطلبات الأداء وقيود استهلاك الطاقة الخاصة بهم. يمد هذا النهج فلسفة المصدر المفتوح لـ Autoware من طبقة البرمجيات إلى تصميم الشرائح وسلسلة الأدوات ذات الصلة، بهدف إنشاء نظام بيئي تعاوني لا يعتمد على منتجات أشباه موصلات محددة أو بيئات تطوير مغلقة.
تتضمن عملية تنفيذ نماذج الذكاء الاصطناعي على الشريحة سلسلة من التحويلات مثل تحويل تنسيق النموذج، وتحسين الحوسبة، والقياس الكمي (Quantization)، والتقريب (Rounding)، وهذه التحويلات وإن كانت تحسّن الأداء وكفاءة استهلاك الطاقة، إلا أنها قد تُدخل أيضًا اختلافات رقمية تؤثر على نتائج الحساب النهائية. بالاستناد إلى TOSA ومواصفات مشغلاته، ستقوم TIER IV ببناء عملية تحويل الترجمة وإدخال تقنيات التحقق الرسمي (Formal Verification)، للتحقق رياضيًا من الاتساق الرقمي قبل وبعد التحويل للتحويلات والعمليات المحددة، ومن مطابقتها لحدود التسامح مع الخطأ المحددة مسبقًا. يتيح هذا النهج تتبع التحويلات التي يمر بها نموذج الذكاء الاصطناعي قبل تنفيذه على الشريحة، والتحقق من صحة عمليات المعالجة، مما يوفر بيئة تنفيذ أكثر موثوقية للذكاء الاصطناعي في القيادة الذاتية.
صرّح شينبي كاتو، مؤسس شركة TIER IV والرئيس التنفيذي لها، أن تقدم الذكاء الاصطناعي يعود الفضل فيه إلى منصات الحوسبة القوية بما في ذلك وحدات معالجة الرسوميات، ومع توجه القيادة الذاتية من المستوى L4 نحو نشر أوسع، هناك حاجة إلى بنى حوسبة مصممة خصيصًا لتلبية متطلبات العالم الحقيقي والزمن الفعلي لتكملة هذه المنصات. وأشار إلى أن القدرة على فهم كيفية تحويل نماذج الذكاء الاصطناعي للتنفيذ والتحقق من صحة المعالجة ستزداد أهمية في البيئات الحرجة للسلامة؛ وأن توسيع فلسفة المصدر المفتوح من البرمجيات إلى تصميم شرائح الذكاء الاصطناعي وسلسلة الأدوات ذات الصلة سيمكن مصنّعي السيارات ومصنّعي أشباه الموصلات والمطورين من مواصلة تطوير أنظمتهم الخاصة بناءً على ذلك، مما يؤسس أساسًا حوسبيًا قابلًا للتوسع والتكيف والموثوقية للقيادة الذاتية من المستوى L4.
أشار البروفيسور يوشيهيرو كاواهارا إلى أن استهلاك الطاقة لوحدات معالجة الرسوميات كان منذ فترة طويلة العائق الرئيسي أمام نشر الأجهزة التي تعمل بالبطاريات في تطبيقات الذكاء الاصطناعي الفيزيائي مثل الروبوتات والقيادة الذاتية. ويهدف هذا المشروع إلى التغلب على هذا القيد من خلال تصميم شرائح متميزة وظيفيًا تُشتق من رسم خرائط عكسي لحالات استخدام محددة. وأعرب عن تطلعه إلى أن تقوم TIER IV بتطوير الشريحة المسؤولة عن اتخاذ القرارات عالية المستوى، أي طبقة السلوك عالية المستوى التي تعالج عمليات التفكير المطلوبة للذكاء الاصطناعي الفيزيائي من الطرف إلى الطرف والقيادة الذاتية. وباعتبارها القوة الدافعة لبرمجيات Autoware مفتوحة المصدر، تحقق TIER IV إضفاء الطابع الديمقراطي على التصميم من متطلبات التطبيق إلى العتاد، مما يمكن باحثي التطبيقات من تشكيل أشباه موصلات تناسب احتياجاتهم الخاصة. ومع دعم النظام البيئي المفتوح، يمكن لهذا البرنامج أن يؤسس قاعدة للشركات الناشئة اليابانية لخلق أشباه موصلات عالية القيمة بشكل مستدام.
TIER IV هي شركة قيادة ذاتية تركز على الابتكار التكنولوجي العميق، وتتخذ من برمجيات Autoware مفتوحة المصدر نواة لها، وتوفر منصة وخدمات شاملة تغطي تطوير البرمجيات وشراء المركبات ودعم التشغيل، وتعمل بالتعاون مع شركاء عالميين عبر النظام البيئي لـ Autoware على تعزيز تطبيق البرمجيات مفتوحة المصدر في مجال المركبات الذكية.
