Власти заказали исследование имитирующих работу мозга процессоров

Минпромторг хочет изучить российские и мировые аппаратно-программные комплексы для развития искусственного интеллекта, в том числе процессоры, имитирующие работу мозга. Сейчас лидер в разработке таких устройств — США

В начале июля Минпромторг объявил конкурс по выбору подрядчика на проведение маркетингового исследования "отечественной и глобальной отраслей аппаратно-программных комплексов для целей искусственного интеллекта", следует из информации на портале госзакупок. Начальная цена контракта составляет 70 млн руб.

Победитель будет должен выполнить следующие работы:

проанализировать существующие и перспективные задачи искусственного интеллекта;
проанализировать ведущих зарубежных производителей программно-аппаратных комплексов и платформ для решения задач искусственного интеллекта, в том числе существующих и планируемых к выпуску платформ таких производителей, как NVidia, ARM, Qualcomm и Intel, а также решений Google, Amazon, Facebook и Alibaba и разработки стартапов;

выявить российских разработчиков аппаратных решений для искусственного интеллекта, имеющих высокий конкурентный потенциал на мировом рынке, в том числе проанализировать российские разработки нейроморфных и тензорных процессоров;

разработать предложения по развитию отечественной отрасли аппаратно-программных комплексов для целей искусственного интеллекта: по снижению нормативных правовых и административных барьеров и др. Разработать "дорожную карту" для поддержки не менее трех российских программно-аппаратных комплексов для задач ИИ.

Как отмечается в конкурсной документации, исследование проводится в рамках федерального проекта "Искусственный интеллект" нацпрограммы "Цифровая экономика", за реализацию которого отвечают Минпромторг, Минэкономразвития и Минцифры. Ожидаемый итог их работы — к 2024 году будет разработано не менее трех нишевых аппаратно-программных комплексов для целей искусственного интеллекта. "Принципиально важным для достижения этого результата является определение приоритетных нишевых решений, на которых может быть сосредоточена государственная поддержка", — отмечается в конкурсной документации Минпромторга.

Как пояснил РБК представитель Минпромторга, в федеральном проекте на разработку нишевых аппаратно-программных комплексов для искусственного интеллекта предусмотрены субсидии. Правила их предоставления, по его словам, пока находятся на согласовании с другими ведомствами, но в 2021 году на них предусмотрено 1,5 млрд руб.

Термин "нейроморфный" обозначает, что архитектура чипа основывается на принципах работы человеческого мозга. Ожидается, что подобные процессоры будут значительно быстрее и более энергоэффективными, чем существующие. За счет этого они будут востребованы при развитии искусственного интеллекта и машинного обучения. Коммерческие решения, как ожидается, будут применяться при создании полностью беспилотных автомобилей, в системах распознавания лиц, устройствах интернета вещей (Internet of Things, IoT) для предприятий, зон конфликтов и др.

По оценке Sheer Analytics, объем мирового рынка нейроморфных компьютерных технологий составил $29,9 млн в 2020 году и должен вырасти до $780 млн к 2028 году. MarketsAndMarkets оценила объем рынка нейроморфных чипов в $22,5 млн в 2020 году. К 2026 году показатель должен увеличиться до $333,6 млн. По мнению экспертов MarketsAndMarkets, в 2021‒2026 годах основными игроками рынка будут компании из Северной Америки, в частности Intel Corporation и IBM Corporation (США).

В 2008 году Управление перспективных исследовательских проектов Минобороны США (DARPA) запустило программу по финансированию разработок нейроморфических технологий, процессоров и систем, потенциально масштабируемых до уровня, сопоставимого с размером мозга зверей (SyNAPSE). Одним из участников этой программы было исследовательское подразделение IBM, и в 2014 году компания объявила о создании чипа TrueNorth. Intel представила свой нейроморфный процессор Loihi в 2017 году. Спустя год компания отчиталась, что заработала $1 млрд на продаже нейроморфных и других процессоров для искусственного интеллекта. В марте 2020 года Intel объявила, что Loihi научился распознавать запахи, в том числе потенциально вредные для человека.

Работают над подобными чипами и за пределами США, например австралийская BrainChip Holdings и южнокорейская Samsung.

Тензорные процессоры предназначены для выполнения узкого круга математических операций и применяются в решении задач машинного обучения. В 2016 году Google раскрыла, что к тому моменту уже год использовала подобные процессоры в своих дата-центрах. Компания применяла эти устройства для решения различных задач, в том числе при создании компьютерной программы AlphaGo — в марте 2016 года она обыграла в настольной игре Го корейского профессионала Ли Седоля со счетом 4:1 в пяти партиях. В 2018-м Google сделала свои тензорные процессоры доступными другим игрокам через облачную инфраструктуру или покупку.

Есть ли в России подобные решения

Руководитель управления экспериментальных систем машинного обучения SberDevices Сергей Марков отметил, что разработкой нейроморфных архитектур сегодня занимаются множество компаний и стартапов в разных странах мира. При этом он оговорился, что под нейроморфными процессорами понимают обычно сразу два класса устройств — те, которые предназначены для симуляции работы биологических нейронных сетей, и устройства для решения широкого спектра прикладных задач в области машинного обучения. Тензорные процессоры, по словам Маркова, сегодня являются наиболее популярным оборудованием для выполнения и обучения классических искусственных нейронных сетей. Такие процессоры являются компонентами современных видеокарт или специализированных ускорителей для нейронных сетей, таких как, например, Tesla A100 от Nvidia или TPU v4 от Google.

В России вопросами создания нейроморфных и тензорных вычислительных устройств, как говорит Марков, занимается Лаборатория нейровычислительных систем МФТИ совместно с ГосНИИАС и ИНУЭМ им. И.С. Брука (в 2019 году они представили тензорный нейропроцессор NCore), НТЦ "Модуль" с микропроцессором Л1879ВМ1 на базе архитектуры NeuroMatrix, поддерживающий тензорные вычисления, и др. При создании российских программно-аппаратных комплексов для развития искусственного интеллекта, по мнению Сергея Маркова, вопрос будет заключаться в том, будет ли предъявляться требование, чтобы все компоненты были произведены в России. "Если такое требование не будет предъявляться (а оно обычно не предъявляется к гражданской продукции), то никаких существенных препятствий на пути создания таких комплексов и платформ нет", — считает он.

Директор по финансам и инвестициям "Центра искусственного интеллекта МТС" Алексей Постернак говорит, что проблема в том, что для того, чтобы считать программно-аппаратные комплексы российскими нужна высокая степень локализации. "В настоящий момент в России, как и в большинстве стран мира, в основном действуют дизайн-центры, которые разрабатывают архитектуру чипа, и в дальнейшем, в соответствии с этой документацией заказывают их на производствах за рубежом. Крупнейшим производителем является тайваньская компания TSMC, на которую приходится около 60% мирового рынка. С ней с трудом конкурируют даже Intel и Samsung", — отметил он.

Технический директор Intel в России Михаил Цветков считает возможным создание российских программно-аппаратных комплексов. "Однако проектирование нового класса вычислительных систем — сложный процесс, поскольку нейроморфные процессоры имеют иные принципы работы. Помимо воплощения вычислителя в кремнии требуется создать экосистему программного обеспечения для удобства создания приложений. Также много времени уходит на исследования в области эффективности нейроморфных чипов", — говорит Цветков. При этом начать проектирование и создать программные инструменты, по его словам, можно и на существующих компьютерах и серверах.