С 2023 года DARPA реализует программу OPTIMA с общим бюджетом в 78 миллионов долларов. Ее основная задача — преодолеть фундаментальный кризис современной вычислительной техники и создать сверхэффективные ИИ-ускорители на базе вычислений в массивах памяти. Однако вместо того чтобы вкладываться в единый стандарт, Пентагон распределил финансирование между двумя конкурирующими физическими концепциями: консорциум Принстона и стартапа EnCharge AI получил основную сумму в 18,6 млн долларов, в то время как сторонники транзисторного подхода — Georgia Tech и UCLA — получили 9,1 млн и 8 млн долларов соответственно.

Поводом взглянуть на внутренние детали проекта стала недавняя публикация патента Технологического института Джорджии на архитектуру FAST‑CIM. В этом документе они раскрывают, на что сделали ставку инженеры транзисторного направления.

Чтобы понять, о чем их технология, нужно вспомнить классическую архитектуру фон Неймана. В обычных процессорах вычисления и хранение разделены физически: данные непрерывно движутся между памятью и вычислительным ядром. При обработке нейросетей на этот бесполезный транзит, а также на постоянное преобразование сигналов из аналоговой реальности датчиков в цифру, уходит до 80–90% всей энергии.

FAST‑CIM полностью меняет эту схему. Инженеры заставили ячейки памяти напрямую складывать и умножать аналоговые токи, не переводя промежуточные данные в нули и единицы. Динамика процессов запоминается на конденсаторах встроенной схемы, образуя эквивалент автономного «спинного мозга». В результате время отклика падает до рекордно низких 13,8 наносекунд, энергопотребление снижается на 86% — до 0,68 ватта, а сам чип реагирует на входной сигнал как биологический рефлекс.

Однако у этой физики есть и «темная сторона» — технологический брак и капризность. В аналоговых транзисторах малейшее отклонение геометрии кристалла при литографии искажает ток, превращая точные веса нейросети в хаотичный шум. Кроме того, транзисторный ток сильно зависит от температуры: стоит микросхеме нагреться, как ее логика «плывет».

Из-за этих ограничений область применения FAST‑CIM — это кинетические перехватчики ближнего боя, комплексы активной защиты бронетехники и противодроновые снаряды. В сценарии, где боевой контакт длится доли секунды, температурный дрейф не успеет проявиться. Зато огромная скорость реакции в 13,8 наносекунд гарантирует уничтожение скоростной воздушной цели прямо на подлете.

Именно этот баланс рисков объясняет, почему Принстон получил вдвое больше средств. Их конденсаторная технология (на базе MOM-конденсаторов) хоть и уступает в предельной плотности и скорости, зато практически невосприимчива к перепадам температур. Главное же преимущество емкостного подхода — предсказуемость в производстве: такие чипы можно штамповать миллионными сериями на стандартных коммерческих фабриках с выходом годных кристаллов под 99%, создавая фундамент для дальнобойных дронов и стратегических сенсоров.

Секреты DARPA и ЦРУ