现在是时候再次深入研究特斯拉打算如何实施 FSD 了。再次感谢X 上的 SETI Park 对特斯拉专利的出色报道。
这一次,我们讲的是特斯拉如何为人工智能打造一个“通用翻译器”,让其 FSD 或其他神经网络能够无缝适应不同的硬件平台。
该转换层可以让复杂的神经网络(如 FSD)在几乎任何满足其最低要求的平台上运行。这将大大有助于减少训练时间、适应特定于平台的限制、更快地做出决策和更快地学习。
我们将分解专利的要点,并尽可能使其易于理解。这项新专利很可能是特斯拉在非特斯拉汽车、Optimus 和其他设备上实现 FSD 的方式。
决策
想象一下神经网络作为一台决策机器。
但构建一个神经网络还需要对其结构和数据处理方法做出一系列决策。可以将其想象为为复杂的食谱选择正确的配料和烹饪技术。
这些选择称为“决策点”,它们对于神经网络在给定硬件平台上的表现起着至关重要的作用。
为了自动做出这些决定,特斯拉开发了一个类似于“边运行边训练”的神经网络的系统。
这个巧妙的系统可以分析硬件的功能并实时调整神经网络,确保无论在哪个平台上都能实现最佳性能。
约束
每个硬件平台都有其局限性——处理能力、内存容量、支持的指令等等。这些限制充当“约束”,决定了神经网络的配置方式。
想象一下,这就像在厨房里用小烤箱和有限的柜台空间烤蛋糕。你需要调整你的食谱和技术以适应厨房或工具的限制。
特斯拉的系统会自动识别这些限制,确保神经网络可以在硬件的边界内运行。这意味着 FSD 可以从一辆车转移到另一辆车,并快速适应新环境。
让我们分解一下所涉及的一些关键决策点和限制。
1、数据布局:神经网络处理大量数据。这些数据在内存中的组织方式(“数据布局”)对性能有显著影响。不同的硬件平台可能倾向于不同的布局。例如,有些平台可能更倾向于以 NCHW 格式(批次、通道、高度、宽度)组织数据,而其他平台可能更喜欢 NHWC(批次、高度、宽度、通道)。特斯拉的系统会自动为目标硬件选择最佳布局。
2、算法选择:许多算法可用于神经网络中的操作,例如卷积,这对于图像处理至关重要。有些算法(如 Winograd 卷积)速度更快,但可能需要特定的硬件支持。其他算法(如快速傅里叶变换 (FFT) 卷积)更通用,但速度可能更慢。特斯拉的系统会根据硬件的功能智能地选择最佳算法。
3、硬件加速:现代硬件通常包括专门设计用于加速神经网络操作的处理器。这些包括图形处理单元 (GPU) 和张量处理单元 (TPU)。特斯拉的系统识别并利用这些加速器,从而最大限度地提高给定平台的性能。
可满足性
为了找到给定平台的最佳配置,特斯拉采用了“可满足性求解器”。这个强大的工具,具体来说是可满足性模理论 (SMT) 求解器,就像一个复杂的解谜引擎。
它以逻辑公式的形式表达神经网络的要求和硬件的限制,并寻找满足所有约束的解决方案。试着把它想象成在边界(约束)确定后把拼图碎片拼在一起。
以下是其具体操作步骤:
1、定义问题:系统将神经网络的需求和硬件的约束转化为一组逻辑语句。例如,“数据布局必须是 NHWC”或“卷积算法必须得到 GPU 的支持”。
2、寻找解决方案: SMT 求解器探索大量可能的配置,使用逻辑推理排除无效选项。它会系统地尝试不同的设置组合,例如调整数据布局、选择算法和启用硬件加速。
3、查找有效配置:求解器识别满足所有约束的配置。这些是解决在给定硬件上有效运行神经网络的“难题”的潜在解决方案。
优化
找到可行的配置是一回事,但找到最佳配置才是真正的挑战。这涉及优化各种性能指标,例如:
1、推理速度:网络处理数据和做出决策的速度。这对于 FSD 等实时应用至关重要。
2、功耗:网络使用的能量。优化功耗对于延长电动汽车和机器人的电池寿命至关重要。
3、内存使用量:存储网络及其数据所需的内存量。最小化内存使用量对于资源受限的设备尤其重要。
4、准确性:确保网络在新平台上保持或提高其准确性对于安全性和可靠性至关重要。
特斯拉的系统根据这些指标评估候选配置,选择整体性能最佳的配置。
翻译层与可满足性求解器
区分“翻译层”和可满足性求解器非常重要。
翻译层是管理整个适应过程的总体系统。它包括分析硬件、定义约束和调用 SMT 求解器的组件。
求解器是翻译层用来查找有效配置的特定工具。将翻译层视为管弦乐队的指挥,将 SMT 求解器视为在 AI 适应交响乐中发挥关键作用的乐器之一。
简单类比
想象一下,你有一个复杂的食谱(神经网络),并想在不同的厨房(硬件平台)烹饪它。有些厨房有燃气灶,有些厨房有电炉;有些厨房有大烤箱,有些厨房有小烤箱。
特斯拉的系统就像一位大厨,调整食谱和技巧,使其在每个厨房中发挥最佳效果,确保无论在何种烹饪环境下都能做出美味佳肴(高效的人工智能)。
这意味着什么?
现在,让我们总结一下,并将其放在上下文中——这对特斯拉意味着什么?
事实上,意义重大。这意味着特斯拉正在构建一个转换层,只要满足最低限制,它就能使 FSD 适应任何平台。
这意味着特斯拉将能够迅速加速在新平台上部署 FSD,同时找到理想的配置,以最大限度地提高该平台的决策速度和电源效率。
综上所述,特斯拉正在准备授权 FSD,这是一个令人兴奋的未来。而且不仅限于车辆——请记住,特斯拉的人形机器人 Optimus 也在 FSD 上运行。
FSD 本身可能是一种适应性极强的基于视觉的人工智能。
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