כששואלים את קונסטנטין זבזדין במה הוא עוסק בימים אלו עיניו נוצצות. ניכר בו כי הוא מאמין שהפיתוחים בהם הוא עסוק עתידים לשנות את העולם. ואכן הטכנולוגיה של חברת ספינאדג' (Spinedge) שהוא עומד בראשה משתמשת בשילוב פורץ דרך בין ספינטרוניקה (Spintronics) וחישוב אנלוגי כדי ליצור מאיצי AI המבטיחים יעילות אנרגטית ומהיריות גבוהות פי עשרות מונים מהמקובל.
הכל החל לפני כשנתיים כאשר שני מהנדסים מומחים בתחומם חברו יחד כדי לפתח דור חדש של מאיצי בינה מלאכותית שמטרתם להגיע לביצועים מצוינים תוך יעילות אנרגטית הטובה פי 100 ויותר מהפתרונות הקיימים כיום ובמחיר שיכול להגיע לעד פי 50-100 פחות מהעליות המוכרות כיום. שני היזמים ד"ר קונסטנטין זבזדין, יליד מוסקווה החי כיום באיטליה ונחשב מומחה עולמי בתחום הספינטרוניקה, וד"ר דימיטרי לשינר, מומחה אלגוריתמי AI וטכנולוגיות ניורומורפיות שעבד בעבר בגוגל, ויהו וחי כיום בבוסטון, חברו לד"ר ניר קרסיקוב, איש עסקים בעל נסיון עסקי של מעל 25 שנה בחברות הייטק.
המספרים שמציגים יזמי ספינאדג' נשמעים טובים מדי כדי להיות אמיתים אבל מה שבטוח הוא שהם מתכננים לספק בדיוק מה שנחוץ כיום כדי להביא את הבינה המלאכותית לקצה (Edge) כלומר לבצע חישובים והיסקים מבוססי בינה מלאכותית כבר במכשור האלקטרוני עצמו ולא במרכזי הנתונים.
כיום עובד רק צוות קטן של מהנדסים על פיתוח השבב המהפכני עובדה המאלצת את החברה להתקדם לאט יחסית. מה שחסר לספינאדג' יותר מכל הוא גיוס משמעותי שיאפשר לה להאיץ את קצב הפיתוח ולגרום למוצר שלה להגיע לשוק בתוך שנתיים-שלוש במקום חמש שנים.
כדי להבין את החידוש שמביאה ספינאדג', יש להכיר את "צוואר הבקבוק" בחישוב המסורתי. כיום המחשבים המוכרים עובדים בארכיטקטורת פון נוימן. בארכיטקטורה זו, המידע (הנתונים) עובר הלוך ושוב בין יחידת העיבוד (המעבד) ליחידת האחסון (הזיכרון). כל העברה של מידע דיגיטלי (אפס ואחד) צורכת אנרגיה ומייצרת חום, וזהו החסם העיקרי המונע ממערכות AI לפעול במהירות וביעילות במכשירים קטנים. בעיות אלו מחריפות בסביבת הקצה, שם ההחלטות חייבות להתקבל בזמן אמת – למשל, ברחפנים, או ברכבים חשמלים בהם הסוללה היא משאב יקר ומוגבל.
הפתרון של ספינאדג' משלב שני עולמות:
- ספינטרוניקה (Spintronics)
במקום להשתמש במטען החשמלי של האלקטרונים (כמו במעבדים רגילים), ספינטרוניקה משתמשת בתכונה הקוונטית של האלקטרון, המכונה "ספין.(Spin) " טכנולוגיה זו, המבוססת על זיכרון, MRAM (Magneto resistive Random-Access Memory) מאפשרת אחסון ועיבוד נתונים באמצעות מצבים מגנטיים. יתרונה הגדול הוא היכולת לבצע פעולות במהירות ובצריכת חשמל נמוכה דרמטית.
- חישוב בתוך זיכרון אנלוגי (Computing-in-Memory – CiM)
זוהי ליבת הטכנולוגיה של ספינאדג' כלומר במקום להמיר נתונים אנלוגיים (כמו אותות מחיישנים, קול או תמונה) לדיגיטליים, המאיץ של ספינאדג' מבצע את החישובים של רשתות הבינה המלאכותית בתוך תאי הזיכרון עצמם, תוך שימוש ישיר באותות אנלוגיים.
- מהפכת ה : CiM טכניקה זו מבטלת את הצורך להעביר כמויות עצומות של נתונים בין המעבד לזיכרון (הבעיה האנרגטית של פון נוימן).
- עיבוד אנלוגי טבעי: המעבד של ספינאדג' מעבד את הנתונים האנלוגיים בצורה ישירה, וחוסך את שלבי ההמרה האינטנסיביים באנרגיה.
התוצאה היא מעבד המסוגל להשיג שיפור של פי 10 במהירות העיבוד (TOPS) ושיפור של פי 50 ומעלה ביעילות אנרגטית (TOPS/W), בהשוואה למעבדי ה- AI המתקדמים ביותר הקיימים כיום.
היכולת להקטין דרסטית את צריכת האנרגיה תוך שמירה על מהירות עיבוד גבוהה פותחת שער לשווקים שלא היו נגישים עד כה ל AI עוצמתי:
- רכב אוטונומי: חישובים מהירים במיוחד של ניתוח סביבה, ללא צורך בהעברת הנתונים לענן.
- רחפנים ומערכות לבישות: יכולת עיבוד AI מלאה עם סוללה קטנה יותר וחיי סוללה ארוכים יותר.
- תעשייה 4.0: חיישנים חכמים המקבלים החלטות בזמן אמת על פס הייצור.
ספינאדג' ממוצבת בחזית החדשנות העולמית. החברה רשמה כבר מספר פטנטים על הטכנולוגיה היחודית שלה והיא עסוקה כעת בפיתוח המוצר שלה תוך שימוש בפלטפורמת התאומים הדיגיטליים של סימנס EDA המאפשרת לחברות מוליכים למחצה ואלקטרוניקה לתכנן, לדמות, לאמת ולמטב מעגלים משולבים (IC), מעגלים מודפסים (PCB) ומערכות אלקטרוניות באמצעות מודל וירטואלי המדמה התנהגות בעולם האמיתי. כמו כן היא שותפה מרכזית בפרויקטMultiSpin AI הממומן על ידי Horizon Europe שמטרתו לקדם את פתרונות ה AI מבוססי הספינטרוניקה
בעידן בו בינה מלאכותית הופכת לקריטית גם בכל מכשיר אלקטרוני, פתרונות העיבוד המסורתיים מגיעים לקצה גבול היכולת וספינאדג' היא זו שתאפשר לשלב אותה בכל התקן נייד כולל רכבים אוטונומיים, רחפנים, מצלמות אבטחה ומכונות תעשייתיות. במקומות אלו, זמן התגובה הוא קריטי וצריכת האנרגיה היא גורם חיוני לשימוש מתמשך.
