neural network
Xilinx

軌道上で設定変更可能で機械学習に最適化されたXilinxの宇宙規格チップ

次の記事

マイクロソフトはOpenAIと協力してAzure上に世界第5位となるスーパーコンピューターを構築

宇宙に特化した半導体メーカーのXilinx(ザイリンクス)が開発した、宇宙空間や人工衛星で利用可能な新型プロセッサーは、いくつもの点で世界一を誇っている。宇宙向けとしては初めての20nmプロセスを実現し、演算能力と省電力性を高めている。そして、ニューラルネットワークをベースにした推論アクセラレーションによる高度な機械学習に対応する性能を備えたのも初めてだ。

このプロセッサーはFPGA、つまり基本的にユーザーが設定を変更できるハードウェアなので、必要に応じて調整が行える。機械学習の面では、演算命令実行回数が「深層学習に最適化したINT8のピーク性能」で最大5.7TOPS。これは、ひとつ前の世代と比較して25倍もの性能アップだ。

Xilinxの新しいチップは、いくつかの理由で人工衛星市場で多大なポテンシャルを発揮できる。ひとつには、プロセッサーのサイズが格段に小さくなったことだ。同社がこれまで作ってきた耐放射線チップは65nmプロセスのみの提供だった。つまりこれはサイズ、重量、電力消費量における大幅な改善を意味する。このどれもが、宇宙での使用を語る際に非常に大切な要素となる。何故なら人工衛星は、打ち上げコストと宇宙空間で使用する推進剤の必要量を減らすために、できるだけ小さく軽く作る必要があるからだ。

もうひとつは、書き換え可能であるため軌道を周回するアセットは、必要に応じてプログラム変更をして別の仕事にあたらせられることだ。その仕事に今回、機械学習アルゴリズムのローカルでの処理が加わった。つまり理論的には、例えば雲の密度と気候パターンを追跡するよう設定された地球観測衛星を、森林破壊や鉱物の露天採掘を推論させる衛星に変更することが可能だ。また、市場の需要が大きい地域に衛星を集合させたい衛星コンステレーションの運用にも、大きな柔軟性をもたらす。

Xilinxのチップはどれも、地上で使うものといろいろな点で異なっている。前述の耐放射線性能もそのひとつだ。また、パッケージは分厚いセラミックでできており、激しい振動といった外部からのストレスが加わる打ち上げ時にも、空気がないために放射線や温度の点で過酷な環境にさらされる軌道上でも、確かな耐久性を確保できるように作られている。

[原文へ]
(翻訳:金井哲夫)