На Tesla AI Day продемонстрированы Full Self-Driving, суперкомпьютер Dojo и… танцующий андроид
Недавно компания Tesla провела мероприятие AI Day (День искусственного интеллекта), в ходе которого она представила весомые аргументы в пользу того, чтобы считаться мировым лидером в области разработки искусственного интеллекта (ИИ).
Автопроизводитель продемонстрировал три технологии, подтверждающие эти заявления: Full Self-Driving, суперкомпьютер Dojo и Tesla Bot. Рассмотрим эти технологии подробнее.
Full Self-Driving
Изображения «Vector Space» из видео с мероприятия AI Day
В настоящее время в отношении компании Tesla проводится административное расследование в связи с тем, что система Autopilot не работает должным образом при встрече с автомобилями скорой помощи, — и это не первый раз, когда компания подвергается контролю со стороны регулирующих органов.
Но автопроизводитель продолжает заниматься беспилотным транспортом и представил на AI Day технологию полного самоуправления (Full Self-Driving, FSD), которая должна решить проблемы такого рода. Хотя сейчас FSD пока еще не может управлять автономным транспортным средством, команда, занимающаяся в Tesla искусственным интеллектом, добивается значительных успехов в достижении этой цели.
«Мы фактически создаем синтетическое животное с нуля», — сказал Андрей Карпати, глава подразделения искусственного интеллекта Tesla. — Машину можно рассматривать как животное — она движется и воспринимает окружающую среду, а также действует автономно и разумно. Мы строим все компоненты с нуля собственными силами… все механические компоненты тела, нервную систему, которую олицетворяют электрические компоненты, и мозг для наших целей — автопилот».
FSD в действии
Tesla разрабатывает нейронную сеть, которая обрабатывает информацию с восьми камер автомобиля в режиме реального времени и воспроизводит ее в виртуальном трехмерном представлении, называемом «Vector Space». Оно будет включать распознанные бордюры, обочины, дорожные знаки и светофоры, а также другие транспортные средства — их положение, направление, скорость, расстояние до них и т. д.
Эти данные будут передаваться для обработки в Neural Net Planner, представляющий собой серию алгоритмов искусственного интеллекта, которые интерпретируют данные и создают маршрут для транспортного средства. Planner запускает тысячи симуляций в минуту, что позволяет транспортному средству не только замечать и интерпретировать свое окружение, но также моделировать и прогнозировать поведение окружающих его объектов — других автомобилей, пешеходов и прочих препятствий. Он даже запоминает скрытые объекты, например пешеходов, загороженных грузовым фургоном, и предсказывает их поведение.
Это значительный шаг вперед по сравнению с технологиями, использующимися сегодня в автомобилях Tesla, и он должен решить задачу распознавания припаркованного автомобиля с мигающими аварийными огнями (именно это является предметом текущего расследования).
«Я уверен, что версия hardware 3 Full Self-Driving computer 1 сможет обеспечить полное самоуправление с уровнем безопасности намного более высоким, чем у человека, — сказал генеральный директор Tesla Илон Маск. — По крайней мере, на 200 или 300 процентов лучше… Затем, очевидно, будет hardware 4 FSD computer 2, который мы, вероятно, представим вместе с Cybertruck, может быть, через год или около того. У него будет примерно в четыре раза больше возможностей».
Основная часть обработки изображений происходит в самом автомобиле, но обучение нейронной сети и симуляция осуществляются в дата-центрах Tesla, где анализируются данные датчиков для распознавания миллионов объектов. Полученные модели поведения затем передаются автомобилю, чтобы помочь точнее настроить работу бортового компьютера.
Неудивительно, что FSD потребует огромных вычислительных мощностей. И мы переходим к следующему герою AI Day — суперкомпьютеру Dojo.
Суперкомпьютер Dojo
По словам Карпати, нынешний суперкомпьютер Tesla занимает пятое место в рейтинге крупнейших суперкомпьютеров в мире. Dojo выйдет на новый уровень: Tesla утверждает, что ее следующий суперкомпьютер станет самым быстрым в мире компьютером для обучения искусственному интеллекту, поскольку его производительность больше в 4 раза, производительность на ватт больше в 1,3 раза и занимаемая им площадь в пять раз меньше, чем у его конкурентов, — за те же деньги.
Dojo все еще находится в разработке, но Tesla уже представила свой собственный микрочип D1, который будет использоваться для работы суперкомпьютера.
В настоящее время вычислительные мощности на суперкомпьютерах масштабируются легко, но сложно увеличить пропускную способность и чрезвычайно сложно уменьшить задержки. Dojo решает эту проблему, используя распределенную вычислительную архитектуру с вычислительной плоскостью (compute plane), заполненной большим количеством мощных вычислительных элементов, связанных каналами с чрезвычайно высокой пропускной способностью и малыми задержками, в двумерном формате. Большие сети распараллеливаются на этой архитектуре, а затем нейронный компилятор использует пространственные и временные локальности, чтобы уменьшить коммуникационные потери в локальных зонах, а также глобальную коммуникационную нагрузку. Это позволяет масштабировать пропускную способность в соответствии с потребностями.
Самая маленькая единица архитектуры — обучающий узел — имеет вычислительную мощность 1064 гигафлопс. Архитектура обучающего узла позволяет одновременно выполнять функции вычислений и передачи данных, а архитектура пользовательского набора инструкций Tesla полностью оптимизирована для машинного обучения.
Вычислительный массив чипа Tesla D1 состоит из 354 взаимосвязанных обучающих узлов, обеспечивающих скорость передачи данных 4 терабайта в секунду. На 645-миллиметровом чипе размещены 50 миллиардов транзисторов и более 11 миль разводки, и он изготовлен с использованием 7-нанометровой технологии.
«Этот чип выполняет вычисления на уровне GPU с гибкостью на уровне CPU и вдвое большей пропускной способностью ввода-вывода, чем у сетевого чипа», — сказал Ганеш Венкатараманан, старший директор по аппаратному обеспечению Autopilot и руководитель проекта Dojo.
500 000 чипов D1 будут объединены в обучающий тайл (tile), который станет единицей измерения мощности Dojo. Чтобы вычислительная плоскость обладала высокой пропускной способностью, она должна быть ортогональна источникам питания и охлаждению. Каждый обучающий тайл будет иметь производительность 9 петафлопс.
Шкаф с двумя лотками, каждый с шестью тайлами, будет обладать производительностью более 100 петафлопс. А 10 шкафов образуют то, что Tesla называет ExaPOD: процессор размером с комнату с производительностью более 1 экзафлопс с равномерно высокой пропускной способностью и структурой, обеспечивающей малую задержку.
Вычислительная плоскость может быть разделена на отдельные DPU (Dojo Processing Units), виртуальные устройства, размер которых может быть изменен в соответствии с потребностями приложения. Его можно увеличивать или уменьшать в зависимости от потребностей сети. Все, что нужно сделать пользователю, — это внести небольшие изменения в свои скрипты, и компилятор Dojo выполнит отображение на DPU.
Чтобы продемонстрировать прогресс Tesla в разработке системы, Венкатараманан показал аудитории физический тайл. Он сказал, что сети уже работают и что компания скоро приступит к созданию шкафов. У Tesla даже уже есть план разработки следующего поколения.
За оградой автопарка: Tesla Bot
Dojo разрабатывается не только для поддержки технологии FSD. Целью Tesla является применение Dojo и в других областях использования искусственного интеллекта, в частности в робототехнике. И сейчас мы посмотрим, что из себя представляет Tesla Bot.
Tesla Bot
Вы наверняка читали о парне или видели его, танцующего на AI Day в костюме Tesla Bot. Но Tesla серьезно настроена на прорыв в области искусственного интеллекта за пределами своих автомобилей.
«Нет причин, по которым [Dojo] может использоваться только в компьютере для Autopilot», — сказал Лекс Фридман, эксперт по искусственному интеллекту из Массачусетского технологического института. — Вы можете использовать его для любой задачи машинного обучения, особенно там, где требуется масштабирование».
В компании уверены, что можно использовать аппаратные и программные технологии, разработанные для Dojo, и для создания гуманоидного робота. Как сказал Маск, автомобили Tesla уже представляют собой «полуразумных роботов на колесах». В голове Tesla Bot будут размещены системные камеры FSD и Autopilot, которые будут служить для навигации. Робот будет иметь доступ к возможностям Dojo: обучению, планированию нейронной сети, автоматической маркировке и симуляции.
Бот возьмет на себя скучную, повторяющуюся и опасную работу, которую люди выполняют в настоящее время. Робот ростом 5 футов 8 дюймов сможет нести 45 фунтов, тянуть 150 фунтов и бегать со скоростью 5 миль в час. Его функционирование будут обеспечивать 40 электромеханических приводов, датчики обратной связи по усилию и двухосные стопы для балансировки; изготовлен он будет из легких материалов. На его «лице» будет расположен экран с полезной информацией. Маск ожидает, что рабочий прототип будет готов в следующем году.
Мероприятие Tesla AI Day
Разрабатывая технологию Full Self-Driving, суперкомпьютер Dojo и робота-гуманоида, Tesla определенно демонстрирует амбиции построить будущее искусственного интеллекта не только на автомобильных дорогах, но и за их пределами. «Tesla — это гораздо больше, чем просто производитель электромобилей», — сказал Маск на открытии AI Day. — Пожалуй, мы являемся лидерами в реальном мире искусственного интеллекта».