NVIDIA、百科事典全体を瞬時に理解するAIを開発

科学・技術

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ニュース要約

以下の内容がオンラインで公開されました。要約を日本語で示します。詳細については原文をご覧ください。

NVIDIA社は、AIが膨大な情報を処理する方法を劇的に改善する「ヘリックス並列処理」と呼ばれる革新的な技術を発表しました。この技術により、AIモデルは百科事典全体に相当する数百万トークンの文脈を扱いながら、リアルタイムの応答速度を維持することができます。この技術は、AIの処理における2つの主要なボトルネックであるキー・バリュー・キャッシュのストリーミングと、フィードフォワード・ネットワークの重み読み込みの問題に取り組んでいます。DNA二重らせん構造に着想を得た独自のアプローチにより、ヘリックス並列処理は従来の方法と比べて最大32倍の同時ユーザー数を処理できるようになりました。つまり、AIアシスタントは数か月分の会話履歴を維持しつつ、膨大な法的文書を瞬時に分析したり、巨大なコードリポジトリを探索したりできるようになります。この技術は、NVIDIA社のBlackwell システムと特に連携するよう設計されており、膨大な知識とインスタントな応答が必要とされる実世界のアプリケーションにおいて、AIをより実用的なものにする重要な一歩を示しています。

出典: NVIDIA Developer Blog

本サイトによる解説

発表内容の背景

Background and Context illustration

AIを、膨大な教科書を読み理解しながら質問に答えようとする学生のように考えてみましょう。従来のAIモデルは、膨大な情報を記憶する必要があるため苦戦します。まるで、会話をしながら百科事典全体を頭の中に保持しなければならないようなものです。トークンは、AIが文章を理解するための基本単位で、現代のAIアプリケーションでは一度に数百万トークンを処理する必要があります。

この課題は、超高速の読み手が、質問に答えるたびに何千ページもめくり返さなければならないようなものに似ています。AIが応答を生成するたびに、それまでの全ての情報にアクセスしなければならないのです。これがKVキャッシュと呼ばれるものです。会話が長くなったり、文書が巨大になったりすると、この絶え間ないメモリアクセスが大きな遅延の原因となります。まるで高速道路の渋滞のようです。

専門的な分析

NVIDIA社の解決策は巧みです。彼らはヘリックス並列処理と呼ばれる技術を開発しました。これは、協調して動作する複数の読み手を活用するようなものです。1台のコンピューターが全てを処理するのではなく、ヘリックスは作業を多数のGPU(グラフィックスプロセッシングユニット、AIを実行する強力なチップ)に賢明に分散させるのです。

この革新の核心は、注意(コンテキストの理解)とフィードフォワードネットワーク(情報処理)という2種類の作業を、ヘリックスがどのように管理するかにあります。研究に専念する者と、執筆に専念する者がいるチームのように、これらの役割を瞬時に交換できるのです。このような柔軟性により、同じGPUセットが最適に異なる課題を処理でき、従来のアプローチが抱えるボトルネックを回避できるのです。

追加データや根拠

性能の向上は目覚ましいものです。NVIDIA社のBlackwell ハードウェアを使った シミュレーションによると:

? 32倍の改善が見られ、同じ速度で同時に処理できるユーザー数が大幅に増加しました

? 低トラフィックの状況では、1.5倍高速な応答時間が実現できます

? 100万トークンの文脈(約75万語、つまり非常に厚い本に相当)を扱えるようになりました

これらの改善により、AIアシスタントは数か月分の会話履歴を維持できるようになり、弁護士は膨大な事例ファイルを瞬時に分析でき、プログラマーは膨大なコードベースを活用できるようになります。しかも、従来のAIシステムが小さな課題を処理する速さと同等の応答速度を保つことができるのです。

関連ニュース

この進展は、AIカンパニーが更に高度なモデルの開発に熾烈な競争を繰り広げている最中に起きています。OpenAI、Google、Anthropicなどが、コンテキストウィンドウ(AIが一度に考慮できる情報量)の拡大に取り組んでいます。NVIDIA社のハードウェア・ソフトウェアアプローチにより、チップとアルゴリズムの両面を最適化することで、他社にない優位性を得ることができました。

この技術は、AIハードウェアでの NVIDIA社の優位性に基づいています。同社のGPUが世界のAI学習と推論の大部分を支えています。ヘリックスが設計されたBlackwell アーキテクチャは、FP4演算(非常に効率的な計算方式)や、チップ間の高帯域接続など、最新のAI専用チップ機能を備えています。

まとめ

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ヘリックス並列処理は、AIをより賢明かつ迅速にする画期的な技術です。AIがより大きなコンテキストを扱えるようにすることで、NVIDIA社はより洗練されたAIアプリケーションの扉を開きました。つまり、未来のAIアシスタントは単なる素早い回答を提供するだけでなく、膨大な情報を理解し推論しながら、即座に応答できるようになるのです。

一般ユーザーにとっては、数か月分の会話履歴を記憶したり、複雑な研究プロジェクトを支援したり、大規模な分析に協力したりするなど、AIがより役立つようになることを意味します。この技術が実製品に組み込まれるにつれ、深い理解力を必要とする課題にも、AIアシスタントが大きな助けとなることが期待されます。

世間の反応

開発者コミュニティは、特に大規模言語モデルのアプリケーションに取り組む人々を中心に、ヘリックス並列処理に強い関心を示しています。多くの開発者が、この技術がどのように人気のAIフレームワークに統合されるかを待ち望んでいます。同時に多数のユーザーにサービスを提供しつつコストを抑えられる可能性に、AIサービスの拡大を目指す企業の関心も集まっています。ただし、ヘリックスを最大限活用するには、NVIDIA最新のBlackwell ハードウェアへのアクセスが必要となるため、当初は資金的に余裕のある組織に限定される可能性も指摘されています。

よくある質問

Q: 「数百万トークン」とはどのような意味ですか?
A: トークンは文章の「パズルピース」のようなものです。100万トークンは約75万語に相当します。つまり、ハリー・ポッター全シリーズ分の本を丸ごと記憶しながら会話できるようなイメージです!

Q: これはどのように一般ユーザーのAI活用に役立ちますか?
A: AIアシスタントが、より長い会話履歴を記憶したり、膨大な文書を素早く分析したり、同時に多数のユーザーにサービスを提供できるようになることを意味します。まるで、メモ帳からスーパーコンピューターのメモリに格段にアップグレードされたようなものです。

いつこの技術が利用可能になりますか?
A: NVIDIA社は具体的な発売時期を発表していませんが、近いうちにこれらの最適化をインファレンスフレームワークに組み込むと述べています。まずは企業やクラウドのAIサービスに登場し、その後消費者向けアプリケーションにも広がっていくと考えられます。

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