Андрей Щербаков 
Корпорация NTT объявила о создании революционного чипа для задач искусственного интеллекта (ИИ), способного обрабатывать видео разрешением 4K в реальном времени со скоростью 30 кадров в секунду, потребляя при этом менее 20 Вт энергии. Эта новая интегральная схема большой степени интеграции (БИС) является первой в мире, достигшей такой высокой производительности при обработке видео с помощью ИИ в условиях ограниченного энергопотребления, что открывает новые горизонты для периферийных вычислений (edge computing).
Чип, представленный на саммите NTT Upgrade 2025 в Сан-Франциско, специально разработан для установки в периферийные устройства – оборудование, физически расположенное близко к источнику данных, такое как дроны, умные камеры и датчики. В отличие от традиционных систем ИИ, которые для логического вывода (инференса) полагаются на облачные вычисления, этот чип переносит мощные возможности ИИ непосредственно на «периферию», значительно сокращая задержки и устраняя необходимость передачи видео сверхвысокой четкости на централизованные облачные серверы для анализа.
Разница между периферийными и облачными вычислениями имеет решающее значение. При традиционном облачном подходе данные с устройств, например, дронов или камер, отправляются в удаленные центры обработки данных, часто находящиеся за сотни или тысячи километров, где они обрабатываются и анализируются. Хотя такой подход предлагает практически неограниченную вычислительную мощность, он приводит к задержкам из-за передачи данных, что является проблемой для приложений реального времени, таких как автономная навигация, мониторинг безопасности и принятие решений в режиме онлайн.
Периферийные вычисления, напротив, обрабатывают данные локально, на самом устройстве или рядом с ним. Это снижает задержку, экономит пропускную способность канала связи и позволяет получать информацию в реальном времени даже в средах с ограниченным или прерывистым подключением к интернету. Также повышается конфиденциальность и безопасность данных за счет минимизации передачи чувствительной информации по общедоступным сетям. Новый ИИ-чип от NTT полностью реализует философию приоритета периферийных вычислений, обеспечивая анализ 4K-видео в реальном времени непосредственно на устройстве, без зависимости от облака.
Установка этого чипа на дрон позволяет обнаруживать людей или объекты на расстоянии до 150 метров – это максимальная разрешенная высота полета дронов в Японии. Такое усовершенствование является значительным прорывом по сравнению с традиционными системами ИИ реального времени, которые обычно ограничены дальностью в 30 метров из-за более низкого разрешения или скорости обработки. Это открывает множество новых сценариев использования, включая инспекцию инфраструктуры в труднодоступных местах, реагирование на стихийные бедствия в районах с ограниченной связью, мониторинг сельскохозяйственных угодий на больших площадях, а также обеспечение безопасности и видеонаблюдения без постоянной загрузки данных в облако.
Все эти возможности достигаются с помощью чипа, потребляющего менее 20 Вт, что значительно ниже сотен ватт, необходимых для серверов ИИ на базе графических процессоров (GPU), которые непрактичны для мобильных систем или устройств с батарейным питанием.
Производительность БИС основана на разработанном NTT специализированном процессоре для ИИ-вывода, который обеспечивает высокую скорость и точность результатов при минимальном энергопотреблении. Ключевые инновации включают использование межкадровой корреляции, что позволяет чипу сравнивать последовательные кадры видео и сокращать избыточные вычисления, повышая эффективность. Также применяется динамическое управление битовой точностью: эта техника на лету регулирует необходимую числовую точность, используя меньше битов для более простых задач, что экономит энергию без ущерба для точности. Кроме того, чип поддерживает прямое выполнение алгоритма YOLOv3 (You Only Look Once v3), одного из самых быстрых алгоритмов обнаружения объектов в реальном времени в машинном обучении.
Сочетание этих особенностей позволяет чипу обеспечивать надежную работу ИИ в средах, ранее считавшихся слишком ограниченными по мощности или пропускной способности для продвинутого логического вывода.
NTT планирует вывести чип на рынок в течение 2025 финансового года через свою операционную компанию NTT Innovative Devices Corporation. Исследователи уже изучают его интеграцию в Innovative Optical and Wireless Network (IOWN) – концепцию инфраструктуры следующего поколения от NTT, направленную на модернизацию цифровой основы современного общества. В рамках ориентированной на данные инфраструктуры (Data-Centric Infrastructure, DCI) сети IOWN чип сможет использовать полностью фотонную сеть (All-Photonics Network) для сверхнизкой задержки и высокоскоростной связи, дополняя локальную вычислительную мощность, которую он предоставляет периферийным устройствам.
NTT также сотрудничает с NTT DATA, Inc. для объединения возможностей чипа с технологией шифрования на основе атрибутов (Attribute-Based Encryption, ABE), которая обеспечивает безопасный и гранулированный контроль доступа к конфиденциальным данным. Вместе эти технологии будут поддерживать приложения ИИ, требующие как скорости, так и безопасности, например, в здравоохранении, умных городах и автономных системах.
Этот ИИ-чип является последней демонстрацией миссии NTT по созданию устойчивого, интеллектуального общества посредством глубоких технологических инноваций. Являясь глобальным лидером с доходом более 92 миллиардов долларов, 330 000 сотрудников и ежегодными инвестициями в НИОКР в размере 3,6 миллиарда долларов, NTT обслуживает более 75% компаний из списка Fortune Global 100 и миллионы потребителей в 190 странах. Новый чип NTT готовит почву для следующего этапа развития ИИ на периферии, где интеллект встречается с мгновенностью – будь то дроны, летающие за пределами прямой видимости, камеры, обнаруживающие события в реальном времени без зависимости от облака, или защита потоков данных с помощью шифрования на основе атрибутов.
