BoolSi збирає 6 млн доларів для перетворення програмного забезпечення на спеціалізовану апаратуру за допомогою штучного інтелекту

Прискорення апаратури давно обіцяло драматичні поліпшення продуктивності, але доступ до цих поліпшень традиційно вимагав спеціалізованої експертизи у сфері проектування мікросхем. Стартап BoolSi з Бостона намагається змінити це співвідношення. Компанія оголосила про збір 6 мільйонів доларів у рамках раунду сід-фінансування під керівництвом Fine Structure Ventures, з участю Pillar VC, Fifth Quarter Ventures та Coalition Ventures, працюючи над тим, щоб зробити прискорення апаратури доступним для розробників програмного забезпечення.

Фінансування підтримає запуск приватної бета-версії BoolSi пізніше цього року та прискорить розвиток платформи, яка автоматично конвертує програмне забезпечення у прискорювачі апаратури, що працюють на програмованих логічних інтегральних схемах (FPGA), без потреби у тому, щоб інженери вивчали мови опису апаратури чи традиційні робочі процеси проектування мікросхем.

Переосмислення шляху від коду до апаратури

У центрі підходу BoolSi лежить проста ідея: розробники програмного забезпечення повинні мати можливість досягати апаратного рівня продуктивності без того, щоб ставати інженерами-апаратниками.

Натомість ніж перекладати вихідний код ряд за рядом у цифрові схеми, BoolSi навчає моделі машинного навчання, щоб вони вивчали поведінку програми. Як тільки система розуміє перетворення між входами та виходами, нейронна мережа сходиться у повністю цифрову схему, яку можна проаналізувати, перевірити та оптимізувати за допомогою існуючих інструментів проектування мікросхем. За словами компанії, отримана апаратура не є наближенням до вихідного коду, а точною реалізацією його поведінки.

Компанія описує це як новий рівень компіляції, який розташовується між програмним забезпеченням та кремнієм. Розробники ідентифікують обчислювальний хотспот у мовах C, C++ чи інших підтримуваних мовах, і BoolSi генерує спеціалізований апаратний прискорювач поряд з необхідними артефактами розгортання. Результатом є копроцесор, спеціально розроблений для цієї робочої нагрузки.

Чому важливі FPGA

Початковим фокусом BoolSi є FPGA, категорія перепрограмовуваних мікросхем, які можна налаштувати після виробництва. FPGA стали все більш важливими у робототехніці, апаратурі штучного інтелекту та вбудованих системах, оскільки вони можуть виконувати спеціалізовані робочі завдання з значно нижчою затримкою та споживанням енергії, ніж традиційні ЦП.

Незважаючи на їхні переваги, розвиток FPGA залишається складним для більшості команд програмістів. Існуючі інструменти часто вимагають знань мов опису апаратури, таких як Verilog чи VHDL, створюючи крутий навчальний ухил, який обмежує прийняття. BoolSi намагається повністю усунути цей бар’єр, розглядаючи генерацію апаратури як проблему компіляції, а не проблему проектування апаратури.

Від місяців інженерії до одного дня

Одним із найбільш вражаючих прикладів компанії є бібліотека регулярних виразів на мові C, що складається з 10 000 рядків, яка використовується для ідентифікації адрес електронної пошти у потоці тексту. При виконанні на процесорі ARM Cortex-A9 робочий процес завершувався за 2,66 мілісекунди. Після компіляції у апаратний прискорювач, згенерований BoolSi, час виконання знизився до 0,325 мілісекунди. Використання восьми паралельних апаратних агентів ще більше знизило затримку до 0,042 мілісекунди, що становить 63-кратне поліпшення продуктивності порівняно з базовим ЦП.

Більш широке бачення розширюється за межі окремих завдань прискорення. BoolSi вважає, що багато сучасних застосунків містять повторювані цикли, обробники протоколів, системи контролю та ядра обробки, які могли б виграти від спеціалізованої апаратури. Натомість ніж змушувати розробників переписувати ці компоненти мовами апаратури, компанія хоче, щоб саме програмне забезпечення слугувало специфікацією.

Робототехніка та вбудовані системи спочатку

BoolSi спочатку націлена на розробників вбудованих систем, які працюють у сфері робототехніки, де затримка, енергоефективність та продуктивність у реальному часі часто визначають, чи буде продукт успішним. Застосунки, такі як злиття датчиків, контроль двигунів, оцінка оптичного потоку та передбачувальне керування, є природними кандидатами на апаратне прискорення.

Довгострокова амбіція компанії значно ширша. Вона бачить майбутнє, у якому кожен ЦП буде доповнений перепрограмовуваною логікою, яку можна налаштувати для робочих завдань, що виконуються поряд з ним. Коли розвиток програмного забезпечення за допомогою штучного інтелекту продовжує зменшувати час, необхідний для створення застосунків, BoolSi вважає, що наступний великий стрибок продуктивності може прийти з автоматичної конвертації цих застосунків у спеціалізовану апаратуру.

Якщо це бачення вдасться, розрізнення між інженерією програмного забезпечення та інженерією апаратури може стати значно менш жорстким, ніж сьогодні. Наразі компанія зосереджена на доведенні того, що спеціалізована апаратура може стати такою ж доступною, як і написання коду.