فشرده سازی حافظه در مقیاس نانوثانیه ZeroPoint می تواند زیرساخت های هوش مصنوعی تشنه قدرت را رام کند.

هوش مصنوعی تنها جدیدترین و گرسنه‌ترین بازار برای محاسبات با عملکرد بالا است و معماران سیستم شبانه‌روز در تلاش هستند تا هر قطره از عملکرد را از هر وات کاهش دهند. استارت آپ سوئدی نقطه صفربا 5 میلیون یورو (5.5 میلیون دلار) بودجه جدید، می‌خواهد با یک تکنیک جدید فشرده‌سازی حافظه در مقیاس نانوثانیه به آنها کمک کند – و بله، دقیقاً به همان اندازه که به نظر می‌رسد پیچیده است.

مفهوم این است: فشرده سازی بدون تلفات داده ها درست قبل از ورود به رم، و پس از آن از حالت فشرده خارج می شود، و تنها با افزودن یک قطعه کوچک به تراشه، کانال حافظه را تا 50 درصد یا بیشتر افزایش می دهد.

فشرده سازی، البته، یک فناوری اساسی در محاسبات است. همانطور که Klas Moreau مدیر عامل ZeroPoint (در تصویر بالا، با بنیانگذاران Per Stenström و Angelos Arelakis) اشاره کرد، “امروز بدون فشرده سازی اطلاعات روی هارد دیسک ذخیره نمی کنیم. تحقیقات نشان می دهد که 70 درصد از داده های موجود در حافظه غیر ضروری هستند. پس چرا در حافظه فشرده نمی کنیم؟

پاسخ این است که ما آن را نداریم زمان. فشرده سازی یک فایل بزرگ برای ذخیره سازی (یا رمزگذاری آن، همانطور که می گوییم زمانی که ویدیو یا صدا است) کاری است که بسته به نیاز شما می تواند ثانیه ها، دقیقه ها یا ساعت ها طول بکشد. اما داده ها در کسری از ثانیه از حافظه عبور می کنند و با سرعتی که CPU قادر به انجام آن است به داخل و خارج می شوند. تأخیر یک میکروثانیه، برای حذف بیت‌های «غیر ضروری» در بسته‌ای از داده‌ها که به سیستم حافظه می‌روند، برای عملکرد فاجعه‌بار خواهد بود.

حافظه لزوماً با همان سرعت CPU پیشرفت نمی کند، اگرچه این دو (همراه با بسیاری از اجزای تراشه دیگر) به طور جدایی ناپذیری به هم متصل هستند. اگر پردازنده خیلی کند باشد، داده ها در حافظه پشتیبان گیری می شوند – و اگر حافظه خیلی کند باشد، پردازنده چرخه های انتظار در انبوه بیت های بعدی را تلف می کند. همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، این همه در کنسرت کار می کند.

در حالی که فشرده سازی حافظه فوق سریع نشان داده شده است، منجر به مشکل دوم می شود: اساساً، شما باید داده ها را به همان سرعتی که فشرده کرده اید، از حالت فشرده خارج کنید، آنها را به حالت اولیه خود برگردانید، در غیر این صورت سیستم هیچ ایده ای از نحوه فشرده سازی آن نخواهد داشت. برای رسیدگی به آن بنابراین، تا زمانی که کل معماری خود را به این حالت جدید حافظه فشرده تبدیل نکنید، بی معنی است.

ZeroPoint ادعا می کند که هر دوی این مشکلات را با فشرده سازی حافظه بسیار سریع و سطح پایین که نیازی به تغییر واقعی در بقیه سیستم محاسباتی ندارد، حل کرده است. شما فناوری آنها را به تراشه خود اضافه می کنید، و انگار حافظه خود را دو برابر کرده اید.

اگرچه جزییات تلخ احتمالاً فقط برای افراد در این زمینه قابل درک است، اما درک اصول اولیه برای افراد ناآشنا به اندازه کافی آسان است، همانطور که مورئو وقتی آن را برای من توضیح داد ثابت کرد.

او گفت: «کاری که ما انجام می‌دهیم این است که مقدار بسیار کمی از داده را می‌گیریم – یک خط کش، گاهی اوقات 512 بیت – و الگوهای موجود در آن را شناسایی می‌کنیم. «این ماهیت داده‌هاست، یعنی پر از اطلاعات نه چندان کارآمد، اطلاعاتی که به صورت پراکنده قرار دارند. بستگی به داده ها دارد: هرچه تصادفی تر باشد، فشرده سازی کمتری دارد. اما وقتی به اکثر بارهای داده نگاه می کنیم، می بینیم که در محدوده دو تا چهار بار قرار داریم [more data throughput than before]”

این راز نیست که حافظه را می توان فشرده کرد. مورو گفت که همه افراد در محاسبات در مقیاس بزرگ از این امکان می‌دانند (او مقاله‌ای از سال 2012 به من نشان داد که آن را نشان می‌دهد)، اما کم و بیش آن را به عنوان آکادمیک نوشته است و پیاده‌سازی در مقیاس غیرممکن است. اما ZeroPoint، به گفته او، مشکلات تراکم – سازماندهی مجدد داده های فشرده شده برای کارآمدتر بودن – و شفافیت را حل کرده است، بنابراین این فناوری نه تنها کار می کند، بلکه کاملاً یکپارچه در سیستم های موجود کار می کند. و همه اینها در چند نانوثانیه اتفاق می افتد.

بیشتر فناوری‌های فشرده‌سازی، چه نرم‌افزاری و چه سخت‌افزاری، در حد هزاران نانوثانیه هستند. CXL [compute express link, a high-speed interconnect standard] مورو گفت که می تواند آن را به صدها نفر کاهش دهد. “ما می توانیم آن را به سه یا چهار کاهش دهیم.”

در اینجا مدیر ارشد فناوری آنجلوس آرالاکیس به روش خود توضیح می دهد: