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机构正在将安全和人工智能设计添加到旨在促进美国工业的组合中

大约一年前,美国国防部高级研究计划局( US Defense Advanced Research Projects Agency)撤回了其为期五年,价值15亿美元的计划,以重塑美国电子产业。该电子中兴倡议列入“积极的专业化”的芯片架构,即有足够的智慧来重新配置自己对你扔在他们的任何数据系统的努力,开源硬件,24小时按钮的系统设计,以及碳纳米管支持3D芯片制造,以及其他很酷的事情。与DARPA一样,这是一项高风险的研究; 但如果它的一半成功,它不仅可以改变设计类型系统的性质,还可以改变制造它们的方式和制造方式。

6月18日,IEEE Spectrum与IEEE研究员Mark Rosker进行了交谈,他是微系统技术办公室的新主任,该办公室领导着DARPA的ERI。Rosker谈论什么在ERI方案,已经添加了什么新的成分发生了,从什么期望2 次 ERI峰会。该活动将于7月15日至17日在密歇根州底特律举行,并由AMD,GlobalFoundries和Qualcomm的首席执行官主持。

Mark Rosker:

ERI如何变化

标准和小芯片

现在期待什么形成ERI

光子学到包装

ERI的新安全驱动力

RF中没有人能做到的

IEEE Spectrum:电子复兴计划如何进行?

马克罗斯克:这是一个非常好的问题。而且我想这是第二次峰会的基础,我想,从现在开始大约一个月,我们将会有这个问题。我认为它非常好。我们现在正在做的是向DARPA更传统的运营模式靠拢,我们已经确定了我们认为真正改变游戏规则的技术的具体领域,并且我们正在努力解决每个问题。那些地区。与此同时,我一直在寻找新项目,新项目,这将是破坏性的,并且属于电子复兴计划的章程。所以在某种程度上,这对我们来说感觉很舒服,但绝不是说它是增量的。这就是我们开展业务的方式。

IEEE Spectrum:去年协同推动的优势是什么?

Mark Rosker:同时开始运行许多新程序对我们来说可能不是最有效的事情。可能,我的意思是它不是。但就其在捕捉社区方面的价值而言,在吸引注意力方面,让传统上对参与政府研究不感兴趣的人得到关注时,我认为它具有很大的价值。我认为我们现在所处的位置是:我们关注他们。因此,重新获得效率可能更重要。

IEEE Spectrum:您能否提供去年启动ERI的一些关键计划的最新进展?他们中的一些人有着非常惊人的目标,例如寻求按钮24小时系统设计,以及使90纳米晶圆代工厂与7纳米晶圆厂竞争。

Mark Rosker:将在底特律举行的很多讨论将讨论每个表演者所做的具体细节。而且我不想过于遥遥领先并对我们在该领域的表现做一些概括。

IEEE Spectrum: ERI的计划集中在三个主要支柱:设计,架构,材料和集成。现在有没有进化过任何新的子程序?

Mark Rosker:在峰会上,我可能会谈到将来如何将ERI划分为四个不同的领域。第一个领域[将专注于]新材料和设备超越传统上必须使用的材料和设备。在很大程度上,我们在谈论硅片。第二个领域是一个非常熟悉的主题[前ERI主任,现在是DARPA主任的特别助理] Bill Chappell谈了很多:专门的功能电路,真正专注和优化,以完成特定的任务。第三个方面实际上是帮助您组织这些专业功能的工具,还使您能够在不必成为安全专家的情况下整合安全性。最后,是异构集成:如何将这些新的专用函数绑定在一起。

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IEEE Spectrum:异构集成,特别是通过小芯片,正在被业界积极探索和争论。这个节目与辩论之间是否有来回?

马克罗斯克:是的。我确实相信,在10年或20年内,这一时期的电子产品可能与异构集成有关。真的,这只是我们一直在讨论的一切的物理表现。所以你要问的是,在全球范围内实现这一目标的标准和流程是什么。该芯片方案[通用异构集成和IP复用策略]肯定是要创建这样的标准,以及对采用的是因为有要过相互的收益,如果每个人的方式,允许重复使用和兼容性设计推动社区的例子。

我自己的观点是,DARPA无法推动标准的形成,当然也不是商业世界。但我们能做的是鼓励更大的社区制定这些标准, 表明在某些情况下,在某些领域,拥有这些商业标准确实有很大的优势。

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IEEE Spectrum: ERI未来的路线图是什么?

Mark Rosker:我们从一项非常大的投资开始,我们向社区推出了一堆想法,我们得到了很好的反应。我们现在正处于第二年,这是一个非常好的时间来评估。我们承诺在这个过程中至少保持五年,我可能不应该推测五年后会发生什么。无论如何,如果我们要改变中段,如果我们要覆盖我们可能已经错过的新领域,那么现在是进行讨论并思考那些问题的好时机。事应该是。例如,在我们的第二年,我们更加关注安全性,以及加强可用于专业功能的制造选项,如光子学或射频。

IEEE Spectrum:你在正式发布几个月后开始了几个新程序,你能谈谈这些吗?

Mark Rosker:在7月的发布会上,我们举办了一天的研讨会。在这些研讨会上,我们收集了一些社区反馈,并创建了我们称之为第二阶段的计划。这是我们自11月以来宣布的另外六个项目。那些还没有开始,但他们已经宣布。围绕安全性,防御应用程序计划和一些制造计划分为六项新的努力。

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IEEE Spectrum:你能带我们看看那些新的吗?

Mark Rosker:我当然可以告诉你程序目标是什么。

我不认为这里的订单有任何特别的意义。但第一个程序是一个名为PIPES的程序,它代表极端可扩展性包中的Photonics。而真正意义上的是用于数字互连的超高带宽光信号。光子互连是每个人都能理解的东西,但我们真的在谈论将高带宽光子学一直驱动到封装级别。

IEEE Spectrum:目前它停在机架级别,对吧?

马克罗斯克:没错。究竟。因此,这对于在整个包装中实现极高的传输速率非常有用。

[由于某些原因尚未在商业上实现,请参阅“ 最终仪表中的硅光子学绊倒 ”,IEEE Spectrum,2018年9月。

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IEEE Spectrum:下一步是什么?

Mark Rosker:第二个项目名为T-MUSIC,代表混合模式超级集成电路技术。[犹豫。]我总是要检查,因为一旦你拿出这个首字母缩略词,没有人会记得它代表什么。这是一个真正专注于开发非常集成的宽带射频电子设备的计划。它将硅CMOS与硅锗技术相结合,以实现下一代混合模式器件。这些是在性能方面可能达到太赫兹的事情。显然,这与国防部非常相关。即使按商业标准,国防部通常也要求极高的性能。但它也提供了陆上制造的途径。这在这个特定的计划中非常重要。

此列表中的第三个程序是名为GAPS的程序,它代表物理安全的保证架构。同样,这又回到了问题的物理安全部分。你在这里谈论的真正意义是采用可以证明是分开的架构,并证明它是安全的。因此,它是硬件组件和接口,共同设计的工具,以及将工具集成到可以验证的系统中。

IEEE Spectrum:我需要一点点拆包。你的意思是什么可证明是独立的,可证明安全的?我不确定是什么与什么分开了。

马克罗斯克:所以为了解释这一点,我想让你想象你有多个你想做的任务,并且你想确保一个任务不与另一个任务交谈,或者那个应该从那里得到信息的人一个任务不会收到与其他任务相关的信息。最终,这些可能是彼此之间处于不同安全级别的事物,或者仅仅是它们可能在商业世界中 - 它们可能只是您希望确保分开的任务。这是国防部和政府领域的一个重大问题。

IEEE Spectrum:这是计算机架构的水平吗?

马克罗斯克:是的。

IEEE Spectrum:那就是你在谈论的吗?这听起来有点像对Spectre和Meltdown的回应- 由于架构问题,信息从一个进程流向另一个进程。

Mark Rosker:我认为这肯定属于我们感兴趣的各种事物的范围。

第四个程序叫做DRBE。我们通过首字母缩略词得到了一点创意,它是数字射频战场模拟器。这真的非常有趣,因为我们正在使用一个国防部感兴趣的问题,作为以更大的方式驱动高性能计算的东西:RF环境的高保真仿真。例如,如果您在芝加哥市中心,并且您周围有大量的发射器 - 手机信号塔,那么您在城市中找到的所有东西 - 试图了解RF环境如何工作是一种巨大的影响计算问题。

IEEE Spectrum:显然,既然你正在研究它,我想我知道答案,但这不是AT&T或Verizon目前可以做的事情吗?我的意思是,他们不能只是站在太空中,全面了解射频环境?

Mark Rosker:实际上,任何人都无法做到这一点。当然,这取决于你试图模拟的保真度。您可以使用电子表格模拟系统。但是如果你要求一个复杂的模型来模拟大量发射器和大量所谓的多路径发生的事情,问题就会逐渐增加。如果我采取一个非常小的数字 - 比如10,这很容易做到。但是,如果我像城市环境中的人数那么大,而不是真的。没有人能做到这一点。

我在这里很滑稽,因为我说的是人数或发射器的数量,但我也不得不担心路径的数量。这是一个多路径问题。事实上,这个问题变得非常棘手。

IEEE Spectrum:还有哪些其他新程序?

Mark Rosker:这些都是新的。一种称为实时机器学习,即RTML。它可能听起来像它是什么。它正试图通过开发自动生成机器学习芯片设计的方法来降低开发AI或机器学习的设计成本。真的,我猜你会说的是RTML是关于制作机器学习编译器的。如果你能做到这一点,那么在降低建造成本方面就非常重要 - 我想你可以称之为机器学习处理器。

IEEE Spectrum:这是针对推理还是培训芯片?

Mark Rosker:培训类型。这基本上是张量处理器和 世界的Pytorches。

IEEE Spectrum: ERI已经通过IDEA程序拥有硬件编译器组件吗?

Mark Rosker:是的,但是没有机器学习编译器存在。这是一个完全独立的问题。所以这将是第一次。通过POSH和IDEA开发的硬件编译技术,那些程序是更传统的冯诺依曼式广义处理。

IEEE Spectrum:您还想谈谈其他任何课程吗?

马克罗斯克:还有一个我没有提到的,我们称之为AISS,自动实施安全硅。这是一个设计程序。它由[DARPA项目经理] Serge Leef运营,基本上,它的目的是创建一个与安全机制一致的增强芯片设计流程。

IEEE Spectrum:这与您通过POSH和IDEA开展的其他自动化设计程序有何不同?

马克罗斯克: POSH和IDEA真的是在努力应对复杂性。这是关于安全的硅。您如何使设计提供评估方式并确保您已达到某种安全指标?

IEEE Spectrum:安全始终是一个不断变化的目标。通过设计,必须防范什么样的事情?或者你决定那些东西是什么?

马克罗斯克:你是对的; 在安全空间中,您必须定义问题。AISS专门处理四种威胁载体:侧通道攻击,木马插入,逆向工程以及克隆和伪造等供应链攻击。

IEEE Spectrum:有点像GAPS程序,但是采用自动化设计?

马克罗斯克:是的。它位于两者之间的空间中。

IEEE Spectrum: 7月份研讨会的理想结果是什么?

Mark Rosker:我认为,对于我们来说,峰会就是与更大的社区接触。我认为我们在第一年就非常成功地吸引了许多公司的注意力,我们称之为非传统表演者,[我们的意思是]那些传统上没有响应我们呼吁回应新想法的人。

我认为我们希望继续前进的目的是更好地与那些人和那些社区以及我们在问题上工作的一些更传统的表演者结合起来。

但是,在DARPA,我们始终注意到我们是国防部的一员。最终,我们开发的那些改进和功能,我们希望看到在对国防部来说重要且具有破坏性的应用程序中实现。

所以理想的结果就是参与。不仅在我们和不同的社区之间,而且在传统和非传统表演者社区之间。让他们在一起,互相交谈。希望在我们前进的过程中,在ERI中相互合作。

IEEE Spectrum:您可以分享ERI的任何2019财年预算信息?

马克罗斯克:嗯,我认为我们没有公布预算。我们承诺在5年内至少花费15亿美元,我们绝对会做到这一点。

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