複数AIアクセラレータ搭載チップ、動作を確認：開発に評価プラットフォーム活用

新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）らは、仕様が異なる6種類のAIアクセラレータを搭載した実証チップ「AI-One」を試作し、設計通りの周波数で動作することを確認した。AIアクセラレータ向け評価プラットフォームを活用することで、従来に比べAIチップの開発期間を45％以下に短縮できるという。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

従来に比べ45％以下の期間でAIチップの設計、評価が可能に

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は2022年3月、産業技術総合研究所（産総研）や東京大学と共同で、仕様が異なる6種類のAIアクセラレータを搭載した実証チップ「AI-One」を試作し、設計通りの周波数で動作することを確認したと発表した。NEDOなどが用意したAIアクセラレータ向け評価プラットフォームを活用することで、従来に比べAIチップの開発、評価期間を45％以下に短縮できるという。

　NEDOは、「AIチップ開発加速のためのイノベーション推進事業」に取り組んでいる。その一環として、産総研や東京大学と共同で東京大学浅野キャンパス内に、中小・ベンチャー企業などが行うチップ開発を支援する「AIチップ設計拠点」を設けた。

　この拠点では、半導体設計に必要となる共通基盤技術の開発や回路設計用EDAツール、標準IPコアなどを用意し、「AIアクセラレータ開発に向けた評価プラットフォーム」として、ベンチャー企業などに提供している。

　今回は、同評価プラットフォームを実証するため、ベンチャー企業らの協力を得て、6種類の独自AIアクセラレータを1チップに搭載したAI-Oneを設計。外部に製造を委託し、28nmCMOSプロセスを用いて実チップを試作した。そして、これら全てのAIアクセラレータが設計通りの周波数で動作することを確認した。

AIアクセラレータ向け評価プラットフォームの実証チップ「AI-One」の外観 出所：NEDO他

　具体的には、下記の項目についてその動作を確認した。

（1）AI-Oneに組み込んだCPUの800MHz動作において、各AIアクセラレータからLPDDR4メモリに対しフルバンド幅（毎秒24.8GB）でデータを転送。

（2）CPUからLPDDR4メモリに対し、SoC評価時に求められる安定した読み書き動作。

（3）PCIe Gen3プロトコル8Gビット/秒での通信とプログラム制御、基板上のフラッシュメモリに書き込んだプログラムからQSPI25MHzでのブートとLPDDR4の起動、DFT機能による内蔵メモリやロジック回路およびPLLの動作、CPUから各AIアクセラレータのレジスターアクセスと割り込み、クロック周波数変更時のAIアクセラレータ動作。

AI-Oneを実装した評価ボードに対しPCIe Gen3で接続テストを行う様子 出所：NEDO他

　今回、AI-Oneの設計に協力したベンチャー企業などは、試作した各AIアクセラレータの消費電力や性能などについて、さらに詳細な評価を行う。NEDOと産総研、東京大学は、参加企業からのフィードバックに基づき、さらに使いやすいエッジ向けAIチップの評価プラットフォームを確立していく計画である。