在边缘驾驭更多智能

5G、人工智能和即将到来的移动革命

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我们 用“智能”来形容手机,但它们到底有多么智能呢? 如果您曾经试图用手持设备访问音频流,或者利用语音识别功能编辑消息,就会知道答案通常“并非如此”。

的确,手机可以把有些事做得很好,例如搜索、拍照、帮助我们浏览社交媒体帐户,以及播放音乐。但它们做不到的事情要多得多。

事实上,我们的手机只能出色地完成一些特定任务——执行搜索、拍照、浏览社交媒体账号、播放音乐——仍有许多需要改进的功能。

当我们到一个新的城市旅行,我们的手机无法为晚餐推荐素食餐厅,而且如果不提醒的话,它们也无法为我们进行预约。

它们无法帮我们自动筛选交友网站上的众多潜在对象,也无法提示特别合适的配对。

当我们需要紧急帮助时,它们无法呼叫救护车并告诉医生具体情况。

研究显示,人类大脑可以存储大约万亿字节的信息,而且只需十三毫秒即可处理整个图像。即使配备现有较大的内存,我们的手机与人脑相比也相去甚远。

我们的手机没有人脑思维的处理速度,也没有海量的内存来获取洞察,因此它的功能很有限,只不过是执行命令的机器而已。那么它哪里智能了?

5G 高速公路

然而,新时代即将降临,降临的时间比我们大多数人意识到的还要早。

即将到来的 5G 蜂窝技术有望在信息高速公路上开拓一系列新车道,减少甚至消除交通拥堵,促进大量数据比以往更快、更畅通地移动。

凭借内存和存储领域的创新(即 5G),再加上包括人工智能 (AI) 在内的下一代技术,为手机蜕变为具有先见之明、直观、真正智能的伴侣带来了巨大前景。

鉴于当今手机使用的数量之大和范围之广,手机成为全球规模最大的计算平台,有预测称手机很快将成为我们唯一的计算机。5G/人工智能革命将改变我们的沟通方式、工作方式、消费方式,重塑我们的体验。

与先前无线技术的进步不同,5G 的出现不只是一小步变化:而是数据传输速度、响应速度和连接性的一次巨大飞跃。每一代(或每个 G)都为手机带来了重大变化,但 5G 将彻底改变我们的设备和日常生活。

下面概述了发展到如今这一代的历程:

  • 1981 年:1G。模拟蜂窝技术,仅用于语音,设备上不提供数据存储或处理,传输速度为每秒 2.4 千比特 (kbps) 或更低。手机的使用范围非常有限,信号极易受到干扰。
  • 1991 年:2G。这项技术转变为数字语音通信,并且还支持短信收发,但手机仍然缺乏数据存储或处理。数据传输速度增加到每秒 40 千比特 (kbps) - 按今天的标准来说仍然很慢。
  • 1998 年:3G。现在手机可以存储数据 [32 兆字节 (MB) 到 16 千兆字节 (GB)],并且可以浏览互联网。数据速度提高到每秒 21.6 兆比特 (Mbps)。
  • • 2008 年:4G。数据优化支持视频流。内存增加到 16GB-256GB 存储空间,传输速度提升到每秒 1 千兆比特 (Gbps)。

其中的每一项进步都堪称不朽,但手机终归不过是一种按命令行事的设备而已,别无其他。

5G Translated 

然而,从 2019 年开始,5G 的出现将为移动设备带来新的功能,2019 年对存储容量的需求将扩展到 512 GB(到 2021 年则扩展到 1 太字节),数据传输速度高达 20 Gbps,带宽足以支持同时连接到多台设备,其中包括传感器以及自动驾驶汽车等其他“智能”设备。

这些进步将推动手机超越当前被动仆人的角色,转变成为主动参与者,能够实时处理来自于众多来源的海量数据(响应时间或“延迟”将缩小),以从前只能想象的方式来影响我们的决策、体验和生活。

它将使用人工智能 (AI) 等多种技术实现这一目标。

自主思维

5G 无线技术所提供的快速处理、低延迟、高带宽和海量存储能力最终将为移动设备提供智能,可以与人类大脑相媲美。

我们将有史以来第一次拥有一种响应迅捷、积极主动的个人助理,它能够根据我们的偏好、环境、情境、个人特质和局限性理解我们和我们的愿望,引导我们做出选择和获得相应的体验。这些功能正是人工智能的核心。

试想一下,早在起步阶段,人工智能就已经可以做到这些:在社交媒体上(有时在手机上)识别面部;转录语言和翻译语言;相比人类,能更好地在血液样本中发现癌症;检测制造设备时即将发生的故障;无人机和自动驾驶汽车等等。

不过,其中许多应用依赖于编程算法。凭借 5G 的扩展能力,视频和音频流中的非结构化信息、静态图像、文本和来自人类以及各种物体的代码不仅能与我们通信,而且可以彼此通信。

5G 无线技术所提供的快速处理、低延迟、高带宽和海量存储能力最终将为移动设备提供智能,可以与人类大脑相媲美。

例如,由于存储空间和带宽得到扩展,利用手机还能够监控恒温箱中的婴儿并与之沟通。它们能从智能绷带向医生发送伤口愈合程度的信息,也能提供视频游戏流,以便我们与其他人远程玩游戏。

纳入人工智能后,设备能够即时处理这些任务所需的所有数据,并根据当前情境以及过去的经验教训调整响应。

由于能够学习,我们的设备将真正实现智能化,比如告知我们需要为伤口涂抹抗生素,或是换绷带。

在工厂中,人工智能的机器学习能力可以让工厂自行作为网络物理系统运行,几乎无需人为干预。机器将彼此通信,从而监控生产,一经出错或在出错之前纠正错误,更换磨损的零部件,根据实时需求增减生产规模等等。

人工智能还将增强自动驾驶汽车的能力,不仅可以通过 5G 与我们通信,而且可以与其他车辆以及街道和高速公路上的传感器通信,从而改变航向、减速或加速,并执行人类驾驶时往往无意识做出的数不胜数的其他计算和行为。计算设备借助人工智能还能管理流量。

一切关乎芯片

5G 的出现不仅会改变移动设备的能力,还会改变它们的内存和处理要求:对于人工智能应用,尤其需要远超现在的内存和速度。因此,当今的人工智能应用依赖于位于云中的服务器,这些服务器则依赖于联网收发数据。所有这些往来都需要时间,导致处理速度降低,形成数据“瓶颈”。慢速手机根本称不上智能手机。

但借助 5G 的扩展能力,我们的手机更易与云无缝通信,并以人类思维速度(或更快)实时检索存储在设备(“边缘”计算)上的数据,以此消除网络瓶颈。(顺便提一句,边缘计算可以节能,也更安全。) 但是,要做到这一点,我们的手机需要比现在更快的速度来读写数据。

更大的信息“管道”是,5G 也将同时容纳更多数据。为保持所有信息的访问便捷性,手机需要极大扩展存储容量。内存和处理正是美光大展身手的舞台。

如今许多手机都使用一种扁平的 2D 闪存存储芯片,它就是 NAND。NAND 快速、高效,它在 4G 时代为我们提供了良好的服务,但随着我们使用手持设备完成越来越多的任务,这种形式的内存很快将无法满足我们的需求。

预见到这个问题后,美光开发了 3D NAND,它堆叠多层数据存储单元,占用的空间与单块 NAND 芯片相同,但存储容量增加了三倍。

要通过扩展的 5G 带宽快速移动所有数据,设备需要具备极大的处理能力。美光开发了强大的 LPDRAM 内存,以极快的速度通过计算系统传输大量数据 - 这对于人工智能正常工作时所需提供的低延迟至关重要。但是 利用低功率(DRAM 中的 LP)需求可以实现这个目标,以帮助延长电池寿命。

正在开发当中的美光技术将针对目前只有人脑才能将它打败的智能,融合最佳 3D NAND(高容量数据存储)与最理想的 DRAM 功能(超高速处理)。

“数据是人工智能的关键推动因素。”美光高级研究员 Mark Helm 解释说,“如果你对比一下执行历史工作负载的计算系统与执行人工智能工作负载的计算系统,就会发现数据对于人工智能来说是一个更为重要的因素。”

“无论是通过 DRAM 进行低延迟访问,还是从 NAND 闪存系统获得超高存储容量,这都为美光成为数据守护者营造了机会。我们对数据控制有方,由此获得了很好的机会,来在未来利用人工智能的价值。”

美光致力于探索 AI 在健康、基础设施、能源等领域的巨大潜力。如需了解更多信息,请访问 micron.com 并在 Twitter、Facebook 和 LinkedIn 上关注我们。

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