تكتسب شركة Marvell Technology اهتمامًا من مستثمري وول ستريت مع تحول سوق أشباه الموصلات نحو كفاءة الطاقة وسط أزمة استهلاك طاقة مدفوعة بالذكاء الاصطناعي. وفقًا لبلومبرغ، ارتفعت تكاليف الكهرباء بالقرب من مراكز البيانات الأمريكية بنسبة 267% على مدار السنوات الخمس الماضية، مما أثر على 13 ولاية من أصل 50 ولاية أمريكية مع استهلاك أعباء عمل الذكاء الاصطناعي لكميات هائلة من الطاقة. تشتري شركات التكنولوجيا الكبرى الكهرباء بالجملة وتحصل على خصومات بينما يتحمل المستهلكون السكنيون تكاليف أعلى، مما يدفع الصناعة إلى إعطاء الأولوية لتصاميم الرقائق منخفضة الطاقة. يشرح البروفيسور كيم هاك-جو من قسم التكامل مع الذكاء الاصطناعي في جامعة هاندونغ العالمية أن استحواذ Marvell على شركة Inphi في عام 2021 - الرائدة في مجال اتصالات الإشارات بين الرقائق - يضع الشركة في موقع يمكنها من معالجة الاختناق الأساسي للذكاء الاصطناعي: نقل البيانات بين الذاكرة ووحدات المعالجة، وهو ما يمثل 40% من استهلاك طاقة الذكاء الاصطناعي.
استهلاك طاقة الذكاء الاصطناعي يسبب ارتفاعًا بنسبة 267% في تكاليف الكهرباء في مناطق مراكز البيانات الأمريكية
ذكرت بلومبرغ أن تكاليف الكهرباء في المناطق القريبة من مراكز البيانات الأمريكية ارتفعت بنسبة 267% مقارنة بما كانت عليه قبل خمس سنوات، مع تأثر 13 ولاية من أصل 50 ولاية أمريكية حاليًا واستمرار التوسع الجغرافي. تشتري شركات التكنولوجيا الكبرى التي تدير مراكز البيانات الكهرباء بالجملة، وتحصل على خصومات تنقل أعباء التكلفة إلى المستهلكين السكنيين. ينقسم استهلاك طاقة الذكاء الاصطناعي إلى أربع فئات: نقل البيانات (40%)، تبديد الحرارة والتبريد (35%)، الحوسبة (15%)، وصيانة تخزين البيانات (10%). صرح كبير العلماء في NVIDIA، بيل دالي، أن الذكاء الاصطناعي يستهلك طاقة أكبر بكثير في نقل البيانات من ذاكرة أشباه الموصلات الخارجية (HBM) إلى وحدات المعالجة (GPU) مقارنة بأداء العمليات الحسابية نفسها.
تحول صناعة أشباه الموصلات إلى معماريات SRAM وCIM من أجل كفاءة الطاقة
تتجه الصناعة نحو استخدام أكبر لذاكرة SRAM - الموجودة داخل وحدات معالجة GPU - بدلاً من ذاكرة HBM الخارجية لتقليل مسافات نقل البيانات. عندما يكون استهلاك طاقة الحوسبة مساويًا لـ 1، فإن استرجاع البيانات من ذاكرة SRAM الداخلية يتطلب 5-10 وحدات من الطاقة، بينما استرجاع البيانات من ذاكرة HBM الخارجية يستهلك 100-1000 وحدة بسبب مقاومة الإشارة على مسافات الأسلاك النحاسية الأطول والحاجة إلى تضخيم الإشارة. صممت شركات مثل Groq وCerebras رقائق تحتوي على كثافة عالية من SRAM، مما يلغي الحاجة إلى اتصالات HBM الخارجية على الرغم من قيود SRAM من حيث السعة والحجم المادي والتكلفة. كما تعمل الصناعة على تطوير معماريات رقاقة داخل الذاكرة (CIM) التي تدمج وحدات المعالجة مباشرة في الذاكرة لتقليل مسافات النقل بشكل أكبر.
Marvell Technology تكتسب ميزة تنافسية من خلال استحواذها على Inphi
استحوذت Marvell Technology على Inphi في عام 2021، مما أتاح لها الوصول إلى خبرة عالمية رائدة في مجال اتصالات الإشارات بين أشباه الموصلات. احتفظت Inphi بمراكز مهيمنة في كل من اتصالات الإشارات على المستوى الدقيق داخل مساحات الرقائق الضيقة وحلول شبكات الاتصالات الضوئية. تحتاج شركات التكنولوجيا الكبرى بما في ذلك Google وMicrosoft وAmazon إلى الملكية الفكرية لـ Inphi لتصميم شبكات بين الرقائق (ASIC)، مما يمنح Inphi قوة تفاوضية كبيرة حتى مع شركات التكنولوجيا الكبرى. تنتقل الصناعة في وسائط نقل البيانات من الأسلاك النحاسية إلى الاتصالات الضوئية القائمة على الليزر لتقليل استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة عند استرجاع كميات كبيرة من البيانات من ذاكرة HBM الخارجية، وهو المجال الذي تحتفظ فيه Inphi بأفضل الحلول.
الأسئلة الشائعة
ما الذي تسبب في ارتفاع تكاليف الكهرباء بالقرب من مراكز البيانات الأمريكية بنسبة 267%؟
وفقًا لبلومبرغ، ارتفعت تكاليف الكهرباء في مناطق مراكز البيانات الأمريكية بنسبة 267% على مدى خمس سنوات بسبب الاستهلاك الهائل للطاقة من الذكاء الاصطناعي، مما يؤثر حاليًا على 13 ولاية من أصل 50 ولاية أمريكية مع توسع النطاق الجغرافي.
لماذا استحوذت Marvell Technology على Inphi في عام 2021؟
استحوذت Marvell على Inphi في عام 2021 للوصول إلى تقنية عالمية رائدة في مجال اتصالات الإشارات بين الرقائق وشبكات الاتصالات الضوئية، وهي قدرات أساسية لمعماريات رقائق الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة حيث يمثل نقل البيانات 40% من استهلاك طاقة الذكاء الاصطناعي.
كيف تقلل SRAM من استهلاك طاقة الذكاء الاصطناعي مقارنة بذاكرة HBM؟
تتطلب SRAM الموجودة داخل وحدات معالجة GPU 5-10 وحدات من الطاقة لاسترجاع البيانات عندما تستهلك الحوسبة وحدة واحدة، بينما تستهلك ذاكرة HBM الخارجية 100-1000 وحدة بسبب مسافات نقل البيانات الأطول ومتطلبات تضخيم الإشارة عبر الأسلاك النحاسية.
