BoolSi samler inn 6 millioner dollar for å transformere programvare til tilpasset silisium med AI

Hardware-accelerasjon har lenge lovet dramatiske ytelsesforbedringer, men å få tilgang til disse forbedringene har tradisjonelt sett krevet spesialisert ekspertise i chipdesign. Boston-baserte startup BoolSi har som mål å endre denne ligningen. Selskapet har annonsert en seed-runde på 6 millioner dollar ledet av Fine Structure Ventures, med deltakelse fra Pillar VC, Fifth Quarter Ventures og Coalition Ventures, mens de arbeider med å gjøre tilpasset hardware-accelerasjon tilgjengelig for programvareutviklere.

Finansieringen vil støtte lanseringen av BoolSis private beta senere i år og accelerere utviklingen av en plattform som automatisk konverterer programvare til hardware-akseleratorer som kjører på feltprogrammerbare gate-arrays (FPGAs), uten å kreve at ingeniører lærer hardware-beskrivelsesspråk eller tradisjonelle chipdesign-arbeidsflyter.

Omdefinere veien fra kode til hardware

I hjertet av BoolSis tilnærming ligger en enkel idé: programvareutviklere bør kunne oppnå hardware-nivå ytelsesforbedringer uten å bli hardware-ingeniører.

I stedet for å oversette kildekoden linje for linje til digitale kretser, trener BoolSi maskinlæringsmodeller for å lære oppførselen til et program. Når systemet forstår transformasjonen mellom inndata og utdata, konvergerer neuralt nettverk til en fullstendig digital krets som kan analyseres, verifiseres og optimaliseres ved hjelp av eksisterende chipdesign-verktøy. Ifølge selskapet er det resulterende hardwaret ikke en approksimasjon av den opprinnelige koden, men en eksakt implementering av dens oppførsel.

Selskapet beskriver dette som et nytt kompilasjonslag som ligger mellom programvare og silisium. Utviklere identifiserer en beregningshotspot i C, C++ eller andre støttede språk, og BoolSi genererer en tilpasset hardware-akselerator sammen med de nødvendige deployeringsartefakter. Resultatet er en co-prosessor som er tilpasset spesifikt for den arbeidsbelastningen.

Hvorfor FPGAs er viktige

BoolSis initial fokus er på FPGAs, en kategori av omprogrammerbare chip som kan tilpasses etter produksjon. FPGAs har blitt stadig viktigere i robotikk, edge AI og innebygde systemer fordi de kan kjøre spesialiserte arbeidsbelastninger med langt lavere latency og strømforbruk enn tradisjonelle CPUer.

Til tross for deres fordeler, forblir FPGA-utvikling vanskelig for de fleste programvareteam. Eksisterende verktøy krever ofte ekspertise i hardware-beskrivelsesspråk som Verilog eller VHDL, og skaper en bratt læringskurve som begrenser adopsjonen. BoolSi prøver å fjerne denne barrieren helt ved å behandle hardware-generering som et kompilasjonsproblem i stedet for et hardware-designproblem.

Fra måneder med ingeniørarbeid til en ettermiddag

Et av selskapets mer slående eksempler involverer en 10 000-linjers C-uttrykkbibliotek som brukes til å identifisere e-postadresser i en tekststrøm. Kjørende på en ARM Cortex-A9-prosessor, fullførte arbeidsbelastningen på 2,66 millisekunder. Kompilert til en BoolSi-generert hardware-akselerator, falt eksekveringstiden til 0,325 millisekunder. Ved å bruke åtte parallelle hardware-agenter ble latencyen ytterligere redusert til 0,042 millisekunder, noe som representerer en 63-ganger forbedring sammenlignet med CPU-baselinjen.

Den bredere visjonen strekker seg langt utenfor isolerte akselerasjonsgjøremål. BoolSi tror at mange moderne applikasjoner inneholder repetitive løkker, protokollhåndterere, kontrollsystemer og prosesskjerne som kan dra nytte av dedikert hardware. I stedet for å tvinge utviklere til å omskrive disse komponentene i spesialiserte hardware-språk, ønsker selskapet at den opprinnelige programvaren selv skal fungere som spesifikasjonen.

Robotikk og innebygde systemer først

BoolSi retter seg initialt mot innebygde utviklere som arbeider i robotikk, hvor latency, strømeffektivitet og sanntidsytelse ofte avgjør om et produkt lykkes. Applikasjoner som sensorfusjon, motorstyring, optisk flytestimasjon og modellbasert kontroll er naturlige kandidater for hardware-akselerasjon.

Selskapets langsiktige ambisjon er betraktelig større. De forestiller seg en fremtid hvor hver CPU er parret med omprogrammerbar logikk som kan tilpasses for arbeidsbelastningene som kjører ved siden av den. Ettersom AI-assistert programvareutvikling fortsetter å redusere tiden det tar å lage applikasjoner, argumenterer BoolSi for at den neste store produktivitetsøkningen kan komme fra å automatisk konvertere disse applikasjonene til spesialisert hardware.

Hvis denne visjonen viser seg å være oppnåelig, kan skillet mellom programvareingeniører og hardware-ingeniører bli langt mindre rigid enn det er i dag. For nå er selskapet fokusert på å bevise at tilpasset silisium kan bli like tilgjengelig som å skrive kode.