Google / Alphabet işlemci üretiyor mu?

[™ Admin]

Google / Alphabet işlemci üretiyor mu?

Evet, Google cihazları ve veri merkezleri için işlemciler üretiyor, bunlara şunlar dahildir:

Google Tensor: Pixel telefonlarda Google AI'yı çalıştıran bir sistem çipi (SoC) işlemcisi:

Kavramsallaştırma: 2016'da

İlk entegrasyon: 2021'de Pixel 6'da

Son sürüm: 2024'te piyasaya sürülen Google Tensor G4

Özellikler: Daha iyi fotoğraflar ve videolar, daha akıllı konuşma tanıma ve güçlü güvenlik dahil olmak üzere karmaşık AI ve makine öğrenimi süreçleri sunmak için tasarlandı

Google Axion: Veri merkezleri için tasarlanmış özel bir Arm tabanlı CPU:
Tasarlandı: Google'ın sürdürülebilirlik misyonunu yerine getirmek ve müşterilerin ve ortakların altyapı ihtiyaçlarını karşılamaya yardımcı olmak

Şunlarla oluşturuldu: Arm Neoverse V2 hesaplama çekirdekleri

Özel bulut işlemcileri: Apple AI ve Gemini'yi çalıştırmak için kullanıldı

Google ayrıca geçen yıl üçüncü en büyük veri merkezi işlemci tedarikçisiydi.

Google, cihazları ve bulut hizmetleri için bir dizi işlemci geliştirdi, bunlar arasında şunlar yer alıyor:

Piksel işlemciler

Bunlara Pixel Visual Core (2017), Titan M (2018), Pixel Neural Core (2019), Titan C (2019), Titan M2 (2021), Google Tensor (2021), Google Tensor G2 (2022) ve Google Tensor G3 (2023) dahildir.

Tensor İşleme Birimi (TPU)

TPU ilk olarak 2015 yılında piyasaya sürüldü ve Google'ın imza ürünü olarak kabul ediliyor. Beşinci nesil TPU (v5), dördüncü nesilden neredeyse iki kat daha hızlı ve Google, v5p'nin H100 ile rekabet edebileceğini iddia ediyor.

Axion işlemciler

Bu işlemciler, Google'ın silikon uzmanlığını Arm'ın CPU çekirdekleriyle birleştiriyor. Google, Axion işlemcilerin buluttaki diğer Arm tabanlı örneklerden %30'a kadar daha iyi performans sunabileceğini iddia ediyor.

AMD işlemciler

Google Cloud, Genoa 4. Nesil, Milan 3. Nesil ve Rome 2. Nesil dahil olmak üzere AMD EPYC işlemcilerini destekler.
Google ayrıca, yapay zekaları için Google'ın yongalarını kullanan Apple gibi diğer şirketler için özel yongalar da üretir.

ve en önemlisi

Son teknoloji kuantum çipimiz Willow ile tanışın - Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip

Bugün en son kuantum çipimiz Willow'u duyurmaktan mutluluk duyuyorum. Willow, birçok ölçümde en son teknoloji performansına sahip ve iki büyük başarıya imza atıyor.

Birincisi, daha fazla kübit kullanarak ölçeklendirildikçe Willow'un hataları katlanarak azaltabilmesi. Bu, alanın yaklaşık 30 yıldır peşinde olduğu kuantum hata düzeltmesindeki önemli bir zorluğun üstesinden geliyor.

İkincisi, Willow, günümüzün en hızlı süper bilgisayarlarından birinin 10 septilyon (yani 1025) yılını alacak standart bir kıyaslama hesaplamasını beş dakikadan kısa sürede gerçekleştirdi; bu sayı, Evrenin yaşını çok aşıyor.

Willow çipi, 10 yıl önce başlayan bir yolculukta önemli bir adım. Google Quantum AI'yı 2012'de kurduğumda vizyonum, bilimsel keşifleri ilerletmek, faydalı uygulamalar geliştirmek ve toplumun en büyük zorluklarından bazılarını ele almak yoluyla topluma fayda sağlamak için kuantum mekaniğini (bugün bildiğimiz kadarıyla doğanın "işletim sistemi") kullanabilen kullanışlı, büyük ölçekli bir kuantum bilgisayarı inşa etmekti. Google Research'ün bir parçası olarak ekibimiz uzun vadeli bir yol haritası çizdi ve Willow bizi ticari olarak ilgili uygulamalara doğru bu yolda önemli ölçüde ilerletiyor.

Üstel kuantum hata düzeltmesi - eşik değerinin altında!

Hatalar, kuantum hesaplamadaki en büyük zorluklardan biridir, çünkü kuantum bilgisayarlarındaki hesaplama birimleri olan kübitler, çevreleriyle hızla bilgi alışverişinde bulunma eğilimindedir ve bu da bir hesaplamayı tamamlamak için gereken bilgileri korumayı zorlaştırır. Genellikle ne kadar çok kübit kullanırsanız, o kadar çok hata oluşur ve sistem klasik hale gelir.

Bugün Nature'da, Willow'da ne kadar çok kübit kullanırsak hataları o kadar azalttığımızı ve sistemin o kadar kuantum hale geldiğini gösteren sonuçları yayınladık. Fiziksel kübitlerin giderek daha büyük dizilerini test ettik, 3x3 kodlu kübitlerden oluşan bir ızgaradan 5x5'lik bir ızgaraya, sonra da 7x7'lik bir ızgaraya ölçeklendirdik ve her seferinde, kuantum hata düzeltmesindeki en son gelişmelerimizi kullanarak hata oranını yarıya indirebildik. Başka bir deyişle, hata oranında üstel bir azalma elde ettik. Bu tarihi başarı, alanda "eşik değerinin altında" olarak bilinir - kübit sayısını artırırken hataları azaltabilmek. Hata düzeltmede gerçek bir ilerleme göstermek için eşik değerinin altında olduğunuzu göstermelisiniz ve bu, Peter Shor tarafından 1995'te kuantum hata düzeltmesinin tanıtılmasından bu yana olağanüstü bir zorluk olmuştur.

Bu sonuçta başka bilimsel "ilkler" de yer almaktadır. Örneğin, aynı zamanda süperiletken bir kuantum sisteminde gerçek zamanlı hata düzeltmenin ilk ikna edici örneklerinden biridir - herhangi bir yararlı hesaplama için çok önemlidir, çünkü hataları yeterince hızlı düzeltemezseniz, hesaplamanız bitmeden mahvolur. Ve bu, kübit dizilerimizin, bireysel fiziksel kübitlerden daha uzun ömürlere sahip olduğu, hata düzeltmenin sistemi genel olarak iyileştirdiğine dair sahte olmayan bir işaret olan "eşitliğin ötesinde" bir gösteridir.

Eşik değerinin altındaki ilk sistem olarak, bu, bugüne kadar inşa edilmiş ölçeklenebilir bir mantıksal kübit için en ikna edici prototiptir. Bu, gerçekten de kullanışlı, çok büyük kuantum bilgisayarlarının inşa edilebileceğine dair güçlü bir işarettir. Willow, geleneksel bilgisayarlarda kopyalanamayan pratik, ticari açıdan ilgili algoritmaları çalıştırmaya bizi daha da yakınlaştırıyor.

Günümüzün en hızlı süper bilgisayarlarından birinde 10 septilyon yıl
Willow'un performansının bir ölçüsü olarak, rastgele devre örneklemesi (RCS) kıyaslamasını kullandık. Ekibimiz tarafından öncülük edilen ve artık alanda yaygın olarak bir standart olarak kullanılan RCS, bugün bir kuantum bilgisayarında yapılabilecek klasik olarak en zor kıyaslamadır. Bunu kuantum hesaplama için bir giriş noktası olarak düşünebilirsiniz; bir kuantum bilgisayarının klasik bir bilgisayarda yapılamayacak bir şeyi yapıp yapmadığını kontrol eder. Kuantum bilgisayarı inşa eden herhangi bir ekip, öncelikle RCS'de klasik bilgisayarları yenip yenemeyeceğini kontrol etmelidir; aksi takdirde daha karmaşık kuantum görevlerini üstlenebileceğine dair şüphecilik için güçlü bir neden vardır. Bu kıyaslamayı, bir çip neslinden diğerine ilerlemeyi değerlendirmek için sürekli olarak kullandık; Sycamore sonuçlarını Ekim 2019'da ve yakın zamanda Ekim 2024'te tekrar bildirdik.

Willow'un bu kıyaslamadaki performansı şaşırtıcı: Günümüzün en hızlı süper bilgisayarlarından birinin 1025 veya 10 septilyon yılını alacak bir hesaplamayı beş dakikadan kısa sürede gerçekleştirdi. Bunu yazmak isterseniz, 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000 yıl. Bu akıl almaz sayı, fizikteki bilinen zaman ölçeklerini ve evrenin yaşını çok aşıyor. Kuantum hesaplamanın birçok paralel evrende gerçekleştiği fikrine itibar kazandırır, bu da David Deutsch tarafından ilk kez yapılan bir tahmin olan çoklu evrende yaşadığımız fikriyle uyumludur.

Aşağıdaki grafikte gösterildiği gibi Willow için bu son sonuçlar şimdiye kadar elde ettiğimiz en iyi sonuçlardır, ancak ilerlemeye devam edeceğiz.

Willow'un dünyanın en güçlü klasik süper bilgisayarlarından biri olan Frontier'ı nasıl geride bıraktığına dair değerlendirmemiz muhafazakar varsayımlara dayanıyordu. Örneğin, herhangi bir bant genişliği yükü olmadan ikincil depolamaya, yani sabit disklere tam erişim olduğunu varsaydık; Frontier için cömert ve gerçekçi olmayan bir ödenek.

Elbette, 2019'da ilk klasik ötesi hesaplamayı duyurduktan sonra olduğu gibi, klasik bilgisayarların bu kıyaslamada gelişmeye devam etmesini bekliyoruz; ancak hızla büyüyen fark, kuantum işlemcilerin iki kat üstel bir oranda soyulduğunu ve ölçeklendikçe klasik bilgisayarlardan çok daha iyi performans göstermeye devam edeceğini gösteriyor.

Son teknoloji performans

Willow, Santa Barbara'daki yeni, son teknoloji üretim tesisimizde üretildi; bu, dünyada bu amaçla sıfırdan inşa edilen birkaç tesisten biri. Kuantum çipleri tasarlarken ve üretirken sistem mühendisliği önemlidir: Tek ve iki kübitlik kapılar, kübit sıfırlama ve okuma gibi bir çipin tüm bileşenleri aynı anda iyi tasarlanmış ve entegre edilmiş olmalıdır.

Herhangi bir bileşen gecikirse veya iki bileşen birlikte iyi çalışmazsa, sistem performansını düşürür. Bu nedenle, sistem performansını en üst düzeye çıkarmak, çip mimarisinden ve üretiminden kapı geliştirme ve kalibrasyona kadar sürecimizin tüm yönlerini bilgilendirir. Bildirdiğimiz başarılar, kuantum hesaplama sistemlerini tek seferde yalnızca bir faktör değil, bütünsel olarak değerlendirir.

Sadece niceliğe değil kaliteye odaklanıyoruz; çünkü yeterince yüksek kalitede değillerse, yalnızca daha fazla sayıda kübit üretmek işe yaramaz. 105 kübitle Willow artık yukarıda tartışılan iki sistem kıyaslamasında sınıfının en iyisi performansa sahip: kuantum hata düzeltme ve rastgele devre örneklemesi. Bu tür algoritmik kıyaslamalar, genel çip performansını ölçmenin en iyi yoludur.

Diğer daha spesifik performans ölçütleri de önemlidir; örneğin, kübitlerin bir uyarımı ne kadar süreyle koruyabileceğini ölçen T1 sürelerimiz — temel kuantum hesaplama kaynağı — artık 100 µs'ye (mikrosaniye) yaklaşıyor. Bu, önceki nesil çiplerimize göre etkileyici bir ~5 kat iyileştirme. Kuantum donanımını değerlendirmek ve platformlar arasında karşılaştırma yapmak istiyorsanız, işte temel özelliklerin bir tablosu:

Willow ve ötesiyle sırada ne var

Alan için bir sonraki zorluk, günümüzün kuantum çiplerinde gerçek dünya uygulamasıyla ilgili ilk "yararlı, klasik ötesi" hesaplamayı göstermek. Willow nesli çiplerin bu hedefe ulaşmamıza yardımcı olabileceği konusunda iyimseriz. Şimdiye kadar iki ayrı deney türü oldu. Bir yandan, klasik bilgisayarlara karşı performansı ölçen ancak bilinen gerçek dünya uygulaması olmayan RCS kıyaslamasını çalıştırdık. Öte yandan, yeni bilimsel keşiflere yol açan ancak hala klasik bilgisayarların erişebileceği kuantum sistemlerinin bilimsel olarak ilginç simülasyonlarını yaptık. Amacımız her ikisini de aynı anda yapmak, yani klasik bilgisayarların erişiminin ötesinde, gerçek dünyadaki ticari sorunlara faydalı algoritmalar alanına adım atmak.

Kaynak: Google