A Semron néven újonnan alapított német startup olyan innovatív integrált áramköröket fejleszt, amelyek „3D méretezett” chipeknek nevezett, lehetővé teszik mesterséges intelligencia modellek futtatását helyben okostelefonokon, fülhallgatókon, virtuális valóság szemüvegeken és más mobil eszközökön.
A Semron mögötti Kai-Uwe Demasius és Aron Kirschen, mérnöki végzettségűek Stuttgartról. A cég által kifejlesztett integrált áramkörök elektromos mezőket használnak a számításokhoz, nem pedig hagyományos elektromos áramot, ami a hagyományos processzorok esetében tipikus. Ennek köszönhetően a Semron chipei nagyobb energiahatékonyságot érnek el, miközben csökkentik a termelési költségeket, Kirschen szerint.
„Az várható mesterséges intelligencia számítási erőforrások hiánya miatt sok vállalat, akiknek üzleti modellje az ilyen képességekre támaszkodik, kockáztatják a létezésüket – például a saját modelleket képző nagy start-upok,” mondta Kirschen a TechCrunchnak küldött e-mail interjúban. „Technológiánk egyedi jellemzőinek köszönhetően sikerül majd elérnünk a mai áramkörök árszintjét a fogyasztói elektronikában, annak ellenére, hogy a chipjeink futtatnak fejlett mesterséges intelligenciát, amit mások nem tudnak.”
A Semron chipeihez, amelyekre Demasius és Kirschen 2016-ban nyújtotta be az első szabadalmi beadványt, egy kicsit szokatlan komponenst, úgynevezett „memkapacitort” használnak, amely egy kondenzátor memóriával. A legtöbb számítógépes chip tranzisztorokból áll, amelyek ellentétben a kondenzátorokkal nem tárolnak energiát; az „on/off” kapcsolóként működnek, vagyis engedik vagy megszakítják az áramáramlást.
A Semron memkapacitorai hagyományos félvezető anyagokból készülnek, és úgy működnek, hogy kihasználják a kémiai kémiai „töltésszűrést” jelenséget. A memkapacitorok segítségével szabályozzák a felső és alsó elektródák közötti elektromos mezőt egy „védőréteg” segítségével. A védőréteget pedig a chip memóriája irányítja, amely eltérő „súlyokat” tárol az AI modellben. (A súlyok lényegében a modellel kapcsolatos gombokként működnek, a tréning és az adatfeldolgozás során manipulálják és beállítják annak teljesítményét.)
Az elektromos mező alapú megközelítésével a Semron chipei minimalizálják az elektronmozgást az integrált áramkör szintjén, ezáltal csökkentve az energiafogyasztást és a hőtermelést. A Semron tervezi, hogy kihasználja az elektromos mező hőmérséklet-csökkentő tulajdonságait, hogy több száz réteg memkapacitort helyezzenek el egyetlen chipen, ami jelentősen növeli a számítási kapacitást.
„Az elektromos mező tulajdonságait használjuk eszközként, hogy több százszor nagyobb számítási erőforrásokat helyezzünk el egy fix szilícium felületen,” tette hozzá Kirschen. „Elképzelheted úgy, mint egy chipben több chip.”
A Semron és a Max Planck Intézet a Mikrostruktúrák Fizikájáért kutatói 2021-ben a „Nature Electronics” című folyóiratban közzétett tanulmányban sikeresen kiképeztek egy számítógépes látási modellt memkapacitorok segítségével, amelynek energiahatékonysága meghaladta a 3500 TOPS/W értéket, ami 35-300-szoros növekedést jelent meglévő technikákhoz képest. A TOPS/W egy meglehetősen általános mérőszám, de lényegében azt jelenti, hogy a memkapacitorok jelentősen csökkenthetik az energiafogyasztást a mesterséges intelligencia modell kiképzése során.
A Semron számára még mindig korai a fejlődés, ahogy Kirschen állítja. A cég a „pre-production” fázisban van, és „elhanyagolható” bevétele van. Gyakran a legnagyobb kihívást jelenti egy integrált áramkörrel foglalkozó startup számára a tömeggyártás és egy jelentős ügyfélkör szerzése, bár ez nem feltétlenül ebben a sorrendben történik.
A Semron előnye, hogy versenytársaként számos hasonló integrált áramkör projekt van, mint például a Kneron, az EnCharge és a Tenstorrent, amelyek összesen tízmillió dollárt meghaladó kockázati tőkét gyűjtöttek össze. Az EnCharge, hasonlóan a Semronhoz, kondenzátorokat használ tranzisztorok helyett, de más alapokon.
A Semron jelenleg 11 emberrel dolgozik, és tervezi, hogy az év végére mintegy 25 fővel növeli a létszámot. Az eddigi alapok között szerepel a Join Capital, a SquareOne, az OTB Ventures és az Onsight Ventures befektetése. Eddig a startup 10 millió eurót (~10,81 millió dollárt) gyűjtött össze. Georg Stockinger, a SquareOne partnere az alábbiakat kommentálta e-mailben:
„A számítási erőforrások a 21. század ‘olaja’ lesznek. A hatalmas nyelvi modellek iránti növekvő igény és a Moore-törvény határai miatt a következő éveket jelentős számítási erőforrás-korlátozások határozzák majd meg. A nem megfelelő hozzáférés a számítástechnikai infrastruktúrához kétségtelenül lelassítja a termelékenységet és a versenyképességet mind a vállalatok, mind az országok számára. A Semron kulcsfontosságú elem lesz ezen probléma feloldásában, mivel egy forradalmian új chippet szállít, amely specializálódott az AI modellek számítására. Az elvárt teljesítménynövekedés mellett ez legalább 20-szorosan csökkenti a költségeket és az energiafogyasztást egy adott számítási feladathoz képest.”