تخمین‌ها برای بازار جهانی تراشه هوش مصنوعی!

به گزارش مجله خبری نگار/ایستنا،تراشه‌های هوش مصنوعی، دستگاه‌های نیمه‌هادی تخصصی هستند که برای تسریع یادگیری ماشین، یادگیری عمیق، پردازش شبکه عصبی و حجم کاری تحلیلی پیشرفته طراحی شده‌اند. این بازار به دلیل افزایش استقرار زیرساخت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی در مراکز داده، سیستم‌های محاسبات لبه، پلتفرم‌های خودران و شبکه‌های اتوماسیون صنعتی، به‌طور قابل‌توجهی گسترش یافته است. بیش از ۷۰ درصد از مراکز داده با مقیاس بزرگ اکنون از شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی برای وظایف آموزشی و استنتاجی استفاده می‌کنند. تراشه‌های هوش مصنوعی تریلیون‌ها عملیات را در ثانیه پردازش می‌کنند و در عین حال در مقایسه با پردازنده‌های سنتی، تاخیر و مصرف انرژی را کاهش می‌دهند. بیش از ۹۵ درصد از مدل‌های پیشرفته هوش مصنوعی مولد برای آموزش و استقرار به پردازنده‌های گرافیکی (GPU) با کارآیی بالا یا شتاب‌دهنده‌های اختصاصی هوش مصنوعی متکی هستند. تولیدکنندگان نیمه‌هادی، تراشه‌هایی حاوی بیش از ۲۰۰‌میلیارد ترانزیستور را برای پشتیبانی از حجم کار هوش مصنوعی که به‌طور فزاینده‌ای پیچیده می‌شود، معرفی کرده‌اند.

تقاضا برای قدرت محاسباتی هوش مصنوعی افزایش یافته است، زیرا سازمان‌ها، هوش مصنوعی را در تشخیص‌های مراقبت‌های بهداشتی، نظارت بر امنیت سایبری، تجزیه و تحلیل مالی، اتوماسیون تولید و عملیات خرده‌فروشی ادغام می‌کنند. فناوری‌های پیشرفته بسته‌بندی مانند چیپلت‌ها و انباشت سه‌بعدی، چگالی عملکرد را در چندین محصول تجاری بیش از ۴۰ درصد بهبود بخشیده‌اند. ارائه‌دهندگان خدمات ابری سهم قابل‌توجهی از مصرف تراشه‌های هوش مصنوعی را به خود اختصاص می‌دهند و سالانه هزاران سرور هوش مصنوعی مستقر می‌کنند.

پارامترهای میلیاردی

گسترش مدل‌های زبانی بزرگ که به‌میلیارد‌ها پارامتر نیاز دارند، همچنان تقاضا برای سخت‌افزار هوش مصنوعی را افزایش می‌دهد. تولیدکنندگان تراشه‌های هوش مصنوعی برای افزایش کارآیی محاسباتی، زیادی در فناوری‌های پردازش زیر ۵ نانومتر انجام می‌دهند. افزایش پذیرش گوشی‌های هوشمند، وسایل نقلیه هوشمند و دستگاه‌های متصل به هوش مصنوعی، تقاضای بازار را بیشتر تقویت کرده است. ادغام فزاینده هوش مصنوعی در برنامه‌های سازمانی و لوازم الکترونیکی مصرفی همچنان از توسعه پایدار بازار تراشه هوش مصنوعی (AI) پشتیبانی می‌کند.

حمایت فدرال از تولید نیمه‌هادی‌ها پس از تصویب قانونی که ۵۲‌میلیارد دلار به طرح‌های نیمه‌هادی داخلی اختصاص داد، افزایش یافت. با پیاده‌سازی برنامه‌های کاربردی هوش مصنوعی مولد و یادگیری ماشین توسط شرکت‌ها، استقرار شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی در محیط‌های ابری به سرعت رشد کرده است. بیش از ۶۰ درصد از ظرفیت ابر جهانی در مقیاس بزرگ با تاسیسات واقع در ایالات متحده مرتبط است. موسسات تحقیقاتی و شرکت‌های فناوری به گسترش توسعه مدل‌های هوش مصنوعی ادامه می‌دهند و برخی از سیستم‌ها از بیش از یک تریلیون پارامتر استفاده می‌کنند.

سرمایه‌گذاری‌های تولید نیمه‌هادی منجر به پروژه‌های تولیدی متعددی در آریزونا، تگزاس و اوهایو شده است. بخش خودرو نیز با نصب سیستم‌های پیشرفته کمک راننده در‌میلیون‌ها وسیله نقلیه سالانه، در حال افزایش پذیرش تراشه‌های هوش مصنوعی است.

آخرین روند‌های بازار تراشه هوش مصنوعی

هوش مصنوعی مولد به‌عنوان یکی از تاثیرگذارترین روند‌های شکل‌دهنده بازار تراشه‌های هوش مصنوعی ظهور کرده است. مدل‌های زبانی بزرگ اغلب شامل بیش از ۱۰۰‌میلیارد پارامتر هستند که تقاضای قابل‌توجهی برای شتاب‌دهنده‌های با کارآیی بالا ایجاد می‌کنند. خوشه‌های آموزشی هوش مصنوعی اکنون هزاران پردازنده به هم پیوسته را برای پشتیبانی از حجم کار محاسباتی پیشرفته در خود جای داده‌اند. گسترش روزافزون خدمات هوش مصنوعی مولد در محیط‌های سازمانی، تهیه سخت‌افزار تخصصی هوش مصنوعی را تسریع کرده است. فناوری‌های پیشرفته بسته‌بندی به‌طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کنند. تولیدکنندگان نیمه‌هادی از ادغام سه‌بعدی و معماری‌های چیپلت برای بهبود عملکرد و در عین حال کاهش مصرف برق استفاده می‌کنند. برخی از پردازنده‌های هوش مصنوعی نسل بعدی بیش از ۲۰۰‌میلیارد ترانزیستور را در خود جای داده‌اند و قابلیت‌های پردازشی بیش از چندین هزار ترا عملیات در ثانیه را ارائه می‌دهند. این نوآوری‌ها امکان تراکم محاسباتی بیشتر را در فضای مراکز داده موجود فراهم می‌کنند.

هوش مصنوعی لبه‌ای

استقرار هوش مصنوعی لبه‌ای (Edge AI) یکی دیگر از روند‌های مهم بازار است. انتظار می‌رود بیش از ۱۵‌میلیارد دستگاه متصل از قابلیت‌های هوش تعبیه‌شده استفاده کنند. تراشه‌های هوش مصنوعی ادغام‌شده در تلفن‌های هوشمند، دوربین‌ها، تجهیزات صنعتی و سیستم‌های خودران، از پردازش محلی و تاخیر کمتر پشتیبانی می‌کنند. برنامه‌های محاسبات لبه‌ای به‌طور فزاینده‌ای به واحد‌های پردازش عصبی اختصاصی نیاز دارند که قادر به مدیریت تجزیه و تحلیل‌های بلادرنگ بدون وابستگی به ابر باشند. پذیرش هوش مصنوعی خودرو همچنان در حال گسترش است. سیستم‌های پیشرفته کمک راننده و پلتفرم‌های رانندگی خودران به پردازنده‌های هوش مصنوعی متکی هستند که قادر به پردازش همزمان اطلاعات حسگر‌ها از دوربین‌ها، رادار‌ها و سیستم‌های لیدار هستند. چندین پلتفرم هوش مصنوعی خودرو اکنون بیش از ۱۰۰۰ تریلیون عملیات در ثانیه را پردازش می‌کنند و امکان افزایش هوش و عملکرد‌های ایمنی خودرو را فراهم می‌کنند.

پویایی بازار تراشه هوش مصنوعی

گسترش سریع کاربرد‌های هوش مصنوعی مولد، همچنان تقاضا برای تراشه‌های پیشرفته هوش مصنوعی در صنایع مختلف افزایش می‌دهد. مدل‌های زبانی بزرگ اغلب به مجموعه داده‌های آموزشی حاوی‌میلیارد‌ها نقطه داده و زیرساخت‌های محاسباتی با استفاده از هزاران پردازنده نیاز دارند. بیش از ۸۰ درصد از سازمان‌های سازمانی در حال ارزیابی استراتژی‌های استقرار هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی عملیاتی هستند. ارائه دهندگان ابر، ظرفیت سرور‌های هوش مصنوعی را به‌طور قابل‌توجهی گسترش می‌دهند تا از تقاضای رو به افزایش مشتری پشتیبانی کنند. حجم کار هوش مصنوعی به حافظه با پهنای باند بالا، پردازش شتاب‌یافته و اتصالات با تاخیر کم نیاز دارد و تقاضای زیادی برای راه‌حل‌های نیمه‌هادی تخصصی ایجاد می‌کند. صنایعی از جمله مراقبت‌های بهداشتی، خودرو، تولید، امور مالی و مخابرات به طور فزاینده‌ای به تجزیه و تحلیل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی وابسته هستند. رشد سیستم‌های خودمختار، پلتفرم‌های نگهداری پیش‌بینی‌کننده و راه‌حل‌های اتوماسیون هوشمند، پذیرش تراشه‌های هوش مصنوعی را در سراسر جهان تسریع می‌کند و فرصت‌های گسترش بازار بلندمدت را تقویت می‌کند.

فرصت‌های فراوان

تراشه‌های هوش مصنوعی به فناوری‌های پیشرفته ساخت، روش‌های بسته‌بندی پیچیده و یکپارچه‌سازی حافظه با کارآیی بالا نیاز دارند. تولید این پردازنده‌ها شامل تجهیزات و امکانات بسیار تخصصی است که مقیاس‌پذیری تولید را محدود می‌کند. کارخانه‌های ساخت نیمه‌هادی نیاز به سرمایه‌گذاری بیش از چند‌میلیارد دلار دارند و اغلب برای آمادگی عملیاتی به چندین سال زمان نیاز دارند. ظرفیت بسته‌بندی پیشرفته در چندین منطقه محدود است و بر دسترسی به محصول تاثیر می‌گذارد. محدودیت‌های تجاری ژئوپلیتیک بر زنجیره‌های تامین نیمه‌هادی و انتقال فناوری تاثیر می‌گذارند. برخی از پردازنده‌های هوش مصنوعی به گره‌های تولیدی پیشرفته‌ای که از طریق تعداد محدودی از کارخانه‌های ریخته‌گری در دسترس قراردارند، وابسته هستند. تامین مواد اولیه، الزامات آزمایش و چالش‌های لجستیکی، فرآیند‌های تولید را پیچیده‌تر می‌کنند. این عوامل می‌توانند برنامه‌های استقرار را به تاخیر بیندازند، زمان‌های تحویل تدارکات را افزایش دهند و به‌رغم افزایش تقاضای مشتری، گسترش فوری بازار را محدود کنند.

موتور تولید تراشه‌ها

گسترش دستگاه‌های هوشمند، فرصت‌های قابل‌توجهی را برای تولیدکنندگان تراشه‌های هوش مصنوعی ایجاد می‌کند. بیش از ۱۵‌میلیارد دستگاه متصل، از اشکال مختلف هوش تعبیه‌شده در کاربرد‌های صنعتی، مصرفی و تجاری پشتیبانی می‌کنند. دوربین‌های هوشمند، سیستم‌های نظارت بر مراقبت‌های بهداشتی، حسگر‌های صنعتی، روبات‌های خودران و وسایل نقلیه متصل به طور فزاینده‌ای به قابلیت‌های پردازش هوش مصنوعی اختصاصی نیاز دارند. محاسبات لبه‌ای با پردازش اطلاعات به صورت محلی به جای تکیه کامل بر زیرساخت‌های ابری، تاخیر را کاهش داده و حریم خصوصی داده‌ها را بهبود می‌بخشد. تولیدکنندگان در حال توسعه شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی فشرده بهینه شده برای محیط‌های کم‌مصرف هستند. پذیرش روزافزون ابتکارات صنعت ۴ و پلتفرم‌های تولید هوشمند، تقاضا برای سخت‌افزار هوش مصنوعی لبه‌ای را بیشتر پشتیبانی می‌کند. این تحولات، سناریو‌های استقرار جدیدی را ایجاد کرده و فرصت‌های قابل‌توجهی را در سراسر بازار تراشه هوش مصنوعی گسترش می‌دهد.

چالش‌های موجود

مدل‌های مدرن هوش مصنوعی به منابع محاسباتی قابل‌توجهی نیاز دارند که مصرف انرژی را در محیط‌های آموزشی و استنتاج افزایش می‌دهد. خوشه‌های هوش مصنوعی در مقیاس بزرگ ممکن است شامل هزاران پردازنده باشند که به‌طور مداوم تحت حجم کاری فشرده کار می‌کنند. با افزایش مداوم تراکم ترانزیستورها، مدیریت حرارتی به یک چالش مهندسی حیاتی تبدیل شده است. اپراتور‌های مرکز داده باید برای حفظ عملکرد قابل اعتماد، روی سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته سرمایه‌گذاری کنند. برخی از سرور‌های هوش مصنوعی چندین کیلووات در هر سیستم مصرف می‌کنند و پیچیدگی‌های برنامه‌ریزی زیرساخت را ایجاد می‌کنند. اهداف پایداری زیست‌محیطی فشار بیشتری را بر تولیدکنندگان برای بهبود معیار‌های بهره‌وری وارد می‌کند. طراحی تراشه‌هایی که قابلیت پردازش، مصرف برق و عملکرد حرارتی را متعادل می‌کنند، نیازمند تحقیق و سرمایه‌گذاری مهندسی قابل‌توجهی است. این چالش‌های فنی بر چرخه‌های توسعه محصول و استراتژی‌های استقرار عملیاتی در سراسر صنعت تاثیر می‌گذارند.

تقسیم‌بندی بازار تراشه‌های هوش مصنوعی

تقسیم‌بندی بازار، الزامات متنوع فناوری را در سراسر حوزه‌های هوش مصنوعی نشان می‌دهد. تراشه‌های هوش مصنوعی بر اساس معماری پردازنده و تمرکز کاربرد دسته‌بندی می‌شوند. پردازنده‌های گرافیکی (GPU)، تراشه‌های FPGA، تراشه‌های ASIC، پردازنده‌های مرکزی (CPU) و سایر شتاب‌دهنده‌ها، نیاز‌های عملکردی متمایزی را برآورده می‌کنند. کاربرد‌ها شامل پردازش زبان طبیعی، اتوماسیون فرآیند روباتیک، بینایی کامپیوتر و امنیت شبکه هستند که از پذیرش گسترده بازار پشتیبانی می‌کنند.

پردازش زبان طبیعی (NLP)

پردازش زبان طبیعی تقریبا ۳۲ درصد از استفاده از تراشه‌های هوش مصنوعی را به دلیل پذیرش سریع هوش مصنوعی محاوره‌ای و مدل‌های زبانی تشکیل می‌دهد. سیستم‌های پیشرفته NLP‌میلیارد‌ها کلمه را پردازش می‌کنند و از برنامه‌هایی از جمله دستیاران مجازی، تولید محتوا، ترجمه و جست‌وجوی سازمانی پشتیبانی می‌کنند. مدل‌های زبانی بزرگ در مراحل آموزش و استنتاج به منابع محاسباتی گسترده‌ای نیاز دارند. تراشه‌های هوش مصنوعی بهینه شده برای عملیات ماتریسی و محاسبات تانسور نقش مهمی در زیرساخت NLP ایفا می‌کنند. ارائه دهندگان ابر، خوشه‌های شتاب‌دهنده اختصاصی را برای پشتیبانی از حجم کار پردازش زبان مستقر می‌کنند. شرکت‌ها به طور فزاینده‌ای قابلیت‌های NLP را در پلتفرم‌های خدمات مشتری و هوش تجاری ادغام می‌کنند. پیشرفت‌ها در معماری‌های ترانسفورماتور همچنان به افزایش الزامات محاسباتی ادامه می‌دهد. تقاضای فزاینده برای راه‌حل‌های هوش مصنوعی چند‌زبانه، استقرار تراشه‌های هوش مصنوعی را در محیط‌های پردازش زبان طبیعی بیشتر تقویت می‌کند.

اتوماسیون فرآیند روباتیک

اتوماسیون فرآیند روباتیک تقریبا ۱۸ درصد از کاربرد‌های تراشه هوش مصنوعی را تشکیل می‌دهد و از مدیریت هوشمند گردش کار در صنایع پشتیبانی می‌کند. سازمان‌ها از پلتفرم‌های RPA برای خودکارسازی فرآیند‌های تکراری کسب‌وکار از جمله مدیریت اسناد، تعاملات مشتری و نظارت بر انطباق استفاده می‌کنند. تراشه‌های هوش مصنوعی، تشخیص الگو، تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده و عملکرد‌های تصمیم‌گیری را در سیستم‌های خودکار تسریع می‌کنند. موسسات مالی، ارائه‌دهندگان خدمات درمانی و سازمان‌های تولیدی به گسترش پیاده‌سازی RPA ادامه می‌دهند. پلتفرم‌های اتوماسیون هوشمند روزانه‌میلیون‌ها تراکنش را پردازش می‌کنند و در عین حال کارآیی عملیاتی را بهبود می‌بخشند. شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی، تجزیه و تحلیل بلافاصله و بهینه‌سازی تطبیقی ​​فرآیند را امکان‌پذیر می‌کنند. تقاضا برای ابتکارات تحول دیجیتال از سرمایه‌گذاری مداوم در فناوری‌های اتوماسیون پشتیبانی می‌کند. افزایش ادغام الگوریتم‌های یادگیری ماشین در سیستم‌های گردش کار، الزامات تراشه هوش مصنوعی را در سراسر استقرار‌های اتوماسیون فرآیند روباتیک تقویت می‌کند.

بینایی کامپیوتر

بینایی کامپیوتر تقریبا ۳۸ درصد از تقاضای تراشه‌های هوش مصنوعی را تشکیل می‌دهد و همچنان یکی از بزرگ‌ترین دسته‌های کاربردی است. سیستم‌های بینایی، تصاویر و جریان‌های ویدئویی را برای تشخیص اشیاء، تشخیص چهره، بررسی کیفیت و ناوبری خودکار تجزیه و تحلیل می‌کنند. شتاب‌دهنده‌های مدرن هوش مصنوعی هزاران فریم تصویر در ثانیه را برای تجزیه و تحلیل‌ها بلافاصله پردازش می‌کنند. پلتفرم‌های خودرو، روباتیک صنعتی، سیستم‌های نظارتی و راه‌حل‌های تصویربرداری مراقبت‌های بهداشتی به شدت به فناوری‌های بینایی کامپیوتر متکی هستند. تراشه‌های هوش مصنوعی طراحی شده برای موارد مربوط به بینایی، معماری‌های تخصصی را در خود جای داده‌اند که از پردازش داده‌های موازی پشتیبانی می‌کنند. استقرار دوربین‌های هوشمند و سیستم‌های نظارتی هوشمند همچنان در سطح جهان در حال گسترش است. بهبود در دقت تشخیص تصویر و کارآیی پردازش، پذیرش راه‌حل‌های سخت‌افزاری بینایی کامپیوتر را بیشتر می‌کند.

امنیت شبکه

امنیت شبکه تقریبا ۱۲ درصد از کاربرد‌های تراشه‌های هوش مصنوعی را تشکیل می‌دهد، زیرا سازمان‌ها دفاع از امنیت سایبری را تقویت می‌کنند. سیستم‌های امنیتی مبتنی بر هوش مصنوعی ترافیک شبکه را تجزیه و تحلیل می‌کنند، ناهنجاری‌ها را شناسایی می‌کنند و فعالیت‌های مخرب را در زمان واقعی تشخیص می‌دهند. محیط‌های سازمانی سالانه میلیارد‌ها رویداد امنیتی را پردازش می‌کنند و تقاضا برای زیرساخت‌های تحلیلی سریع را ایجاد می‌کنند. تراشه‌های هوش مصنوعی سرعت تشخیص تهدید را بهبود می‌بخشند و در عین حال از عملیات نظارتی در مقیاس بزرگ پشتیبانی می‌کنند. ارائه دهندگان خدمات مخابراتی، موسسات مالی و سازمان‌های دولتی به طور فزاینده‌ای پلتفرم‌های امنیت سایبری مبتنی بر هوش مصنوعی را مستقر می‌کنند. الگوریتم‌های یادگیری ماشین به‌طور مداوم الگو‌های رفتاری را ارزیابی و تهدید‌های نوظهور را شناسایی می‌کنند. شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری اختصاصی زمان پاسخ را کاهش داده و اثربخشی عملیاتی را بهبود می‌بخشند. پیچیدگی روزافزون حملات سایبری همچنان باعث سرمایه‌گذاری در فناوری‌های پیشرفته امنیت شبکه پشتیبانی شده توسط تراشه‌های هوش مصنوعی می‌شود.

چشم‌انداز منطقه‌ای بازار تراشه‌های هوش مصنوعی

تقاضای منطقه‌ای برای تراشه‌های هوش مصنوعی تحت تاثیر توسعه زیرساخت‌های ابری، سرمایه‌گذاری در تولید نیمه‌هادی‌ها، تحول دیجیتال سازمانی و ابتکارات فناوری دولتی قرار دارد. آمریکای شمالی در پذیرش بازار پیشرو است، درحالی‌که آسیا و اقیانوسیه قدرت تولید بالایی را نشان می‌دهد. اروپا بر پیاده‌سازی هوش مصنوعی صنعتی تاکید دارد و خاورمیانه و آفریقا به گسترش زیرساخت‌های فناوری که از استقرار هوش مصنوعی پشتیبانی می‌کنند، ادامه می‌دهند.