DevNotes Live

# Компьютер, который считает на шуме

В этом году ученые раскопали термодинамический способ ИИ-генерации, который может быть экономнее классических методов в 10 млрд раз. Теоретически, это значит, что подписка на Midjourney могла бы стоить дешевле чашки кофе.

К сожалению, рассказать как это всё работает без предыстории невозможно — там присутствует тяжелая математика и физика, читать которую без "человеческих" объяснений невозможно.

Полный разбор научной работы я выложил на Хабре, в силу ограничений Telegram на размер текста.

Сама научная работа лежит в Файлах.

Здесь расскажу коротко.

Полвека инженеры боролись с тепловым шумом в электронике — охлаждали, экранировали, фильтровали. А ребята из стартапа Normal Computing взяли и построили процессор, который на этом шуме работает.

Статья вышла в Nature Communications в апреле 2025. Устройство называется SPU — стохастический процессор. Восемь связанных электрических контуров на плате. Выглядит как лабораторка второго курса, работает как генератор случайных чисел со специальными свойствами.

Когда система приходит в равновесие с окружающей средой, напряжения на её элементах начинают случайно колебаться — но не хаотично, а по определённому закону. И форму этого закона можно настраивать, меняя параметры схемы.

Зачем это нужно? Для задач, где требуется много случайных чисел со сложной структурой зависимостей. Байесовские нейросети, симуляции, оптимизация — везде, где нужно работать с неопределённостью. На GPU это делается перемножением огромных матриц, и чем больше задача — тем дороже. Термодинамический процессор делает то же самое, просто ожидая, пока физика сама придёт в равновесие.

Бонус: тот же процесс позволяет обращать матрицы. Это базовая операция для кучи алгоритмов, и она тоже становится «бесплатной» — физика считает за счёт тепла окружающей среды.

Цифры: при размерности около 3000 переменных SPU начинает обгонять GPU по скорости. При 10000 — выигрыш на порядок. По энергии выигрывает на любых размерах.

Но есть нюансы. Текущий прототип — 8 элементов, точность 25-30%. Для масштабирования нужно избавляться от катушек индуктивности и решать проблему связности (полмиллиона проводников на тысячу элементов — это много). Альтернативная архитектура в симуляциях даёт 2% погрешности, но до железа пока не дошло.

Интересное сравнение с квантовыми компьютерами: те требуют охлаждения до почти абсолютного нуля и экзотических материалов. Термодинамический процессор работает при комнатной температуре из стандартных компонентов. Шум — не враг, а ресурс.

Если взлетит — байесовские методы в ML станут намного дешевле. А значит, нейросети, которые умеют говорить «я не знаю», перестанут быть роскошью.

Хабр

Шум как hardware: почему Normal Computing строит компьютеры, которые работают на тепловых флуктуациях

В этом году ученые раскопали термодинамический способ ИИ-генерации, который может быть экономнее классических методов в 10 млрд раз. Теоретически, это значит, что подписка на Midjourney могла бы...

1 view05:04