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从数据到决策:  内存在 AI 领域的作用

Rahul Sandil | 2024 年 8 月

随着人工智能 (AI) 技术的发展,其与人类智能的相似度已超出了我们的想象。虽然 AI 无法像人类一样四处走动或拥有情感,但却同样依赖于人类具有的一项关键认知功能:记忆。“记忆”可帮助 AI 实现学习、推理和适应环境的能力。如同人类依靠记忆来回忆过往,并将已有知识应用于当前情景,AI 依靠“记忆”(内存)来保存和检索至关重要的信息,以完成特定任务。本文探讨了“记忆”(内存)在 AI 领域的关键作用,包括内存作为 AI 系统重要基础硬件的作用,以及相关的道德伦理问题和未来发展。

两种“记忆”

AI 依赖于两类“记忆”:短期“记忆”(即内存)和长期“记忆”(即存储)。短期“记忆”就像一个认知工作区,可供计算处理器操作数据并做出即时决策。这类“记忆”尤其适用于实时语言翻译等任务。在这些任务中,AI 系统必须处理和响应口头或书面文字。例如,聊天机器人使用短期“记忆”在对话过程中保存上下文信息,以确保响应的连贯性和相关性。

AI 的长期“记忆”是指 AI 系统所使用的存储库,其中保存着长期积累的知识和经验。借助长期“记忆”,AI 系统能够识别规律、从历史数据中学习,并根据行为做出预测。例如,医疗领域的 AI 使用长期“记忆”来分析医疗记录,并制定治疗方案,帮助临床医生做出明智决策。

AI“记忆”的挑战

尽管取得了长足进步,但与人类的记忆相比,AI 的“记忆”仍然面临一些挑战,主要是速度和延迟问题。虽然 AI 能够以远超人类的速度处理数据,但其快速整合信息并应用于特定情境的能力无法与人类认知相比。在需要依靠常识快速推理并做出决策的任务中,AI 响应较慢,表现不佳;相比之下,人类的直觉和经验更胜一筹。不过,随着内存和计算技术的飞速发展,速度和延迟问题已基本得到解决。但是,AI 系统的性能表现与制造业管理理论中的约束理论颇为相似,即当一个瓶颈消除后,另一个瓶颈就会出现。在当今的前沿 AI 系统中,瓶颈正越来越多地表现为外界提供给系统的能量。

在资源受限环境(如移动设备小型无人机等)中,AI 系统需要创新型内存解决方案来尽可能降低能耗并提高计算效率,而大型数据中心同样需要考虑此类问题。要解决这些问题,需要创新型低功耗内存技术,如 LPDDR5X高带宽内存 (HBM)DDR5 DRAM 等。

内存的未来

内存技术的进步有望大幅提升各领域 AI 的能力。随着新一代 HBM 和显存 (GDDR) 的推出,数据处理的速度和带宽显著提高。对于需要实时分析大型数据集的应用,高性能内存至关重要。例如,在医疗领域,高速内存可帮助先进的 AI 算法快速分析医学图像,从而更快、更准确地做出诊断。

神经形态计算是一种面向未来的 AI 内存架构,其模型旨在模拟人脑的并行处理能力。此类架构受人类大脑结构启发,通过模拟互相连接的分布式神经网络,来增强 AI 的适应性、容错性和能源效率。随着神经形态计算研究的进步,有望实现通用 AI (AGI),届时 AI 系统将能够像人类一样认知环境,并完成各种任务。

高带宽内存的优势

利用高带宽内存支持的强大 AI 模型,人类可开发出更自主、更通用的系统,具备从大型数据集中学习的能力。此类系统能够更快地处理新信息,从而推动个性化医疗、预测性维护和金融预测的发展。例如,金融领域的 AI 预测分析技术使用存储在长期“记忆”(存储设备)中的过往市场数据,来预测未来趋势并优化投资策略。

长期“记忆”的道德伦理问题

随着 AI 系统不断发展,很多此类系统长期保留着大量数据,相关的伦理道德问题日益凸显,如数据隐私、偏见放大、决策透明度等等。为确保负责任的 AI 开发,需要实施可解释性 AI (XAI) 等框架,以增强透明度,帮助追究责任。通过 XAI 技术,AI 系统能够以人类可理解的术语解释其决策过程,从而建立人类对 AI 的信任,并减少长期“记忆”可能带来的偏见。

美光的前沿内存解决方案助力 AI 革命

美光在开发对 AI 发展至关重要的内存解决方案方面处于前沿地位。美光在 DRAMNAND高带宽内存解决方案等领域的创新显著提高了 AI 系统的性能和效率,推动了 AI 在各行各业的广泛应用。

凭借遍布全球的研发部门、持续推出的突破性内存节点技术、极具韧性的供应链,以及从云端到边缘的前沿内存和存储产品组合,美光建立了广泛而深入的生态系统合作伙伴关系,以加速 AI 的普及。

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Vice President of Corporate Marketing

Rahul Sandil

Rahul Sandil is vice president of Micron’s Corporate Marketing, where he leads brand management, creative studios, business and technology marketing, marketing technology and digital marketing. Passionate about creating customer-centric experiences that connect communities with technology, Rahul believes in the power of storytelling, creativity and data to drive business outcomes and social impact. He is also an avid geek and usually the first to adopt new consumer technology products. To read more about Rahul’s thoughts on AI, marketing and leadership, check out his blog, connect with him on LinkedIn, subscribe to his newsletter or follow him on Medium.

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