次世代エッジAI半導体研究開発に参画したティアフォーの取り組み

自動運転革命を促すティアフォーの挑戦

株式会社ティアフォーは、最新の技術革新を推進するディープテック企業として、自動運転の民主化をビジョンに掲げています。このたび、国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）が実施する「次世代エッジAI半導体研究開発事業」に参加し、画期的な研究開発を進めています。特に、自動運転レベル4向けのソフトウェア定義型システム・オン・チップ（SoC）の研究に注力しています。

このプロジェクトでは、東京大学大学院工学系研究科川原圭博教授を研究開発のリーダーに迎え、「ユースケース駆動による機能分化型フィジカルAIチップ設計」をテーマに取り組んでいます。ティアフォーは、自動運転AIの推論処理を効率化するためのAIチップの論理設計を行い、その成果をオープンソース化し、広く展開していく計画です。

高性能計算技術の重要性

AIの進化にはGraphics Processing Unit（GPU）をはじめとする高性能計算技術が深く関与しています。しかし、自動運転レベル4ではリアルタイムでの処理能力が求められ、今までの技術に加えた新たなアプローチが必要です。特に、電力効率や適応性、透明性、検証可能性の向上が急務です。これらの課題に対して、ティアフォーは独自のアプローチを模索しています。

具体的には、ティアフォーはオープンソース自動運転ソフトウェア「Autoware」に対応した自動運転AIチップを自主設計し、その実用性を評価します。さらに、AIチップの論理設計と一緒にコンパイラなどのツールチェーンをオープンソース化し、さまざまな半導体企業が利用できるエコシステムの構築を目指しています。

電力効率の向上

自動運転AIは、カメラやセンサーから得た情報をもとに、認識から行動計画を一貫して処理します。ティアフォーは、Transformerモデルの推論処理を効率化する専用アーキテクチャの開発にも注力しています。この新しいアーキテクチャにより、AIモデル実行に必要なデータを効率的に配置し、内部メモリで効率良く繰り返し使うことで、外部メモリとのデータ転送を減らし、電力消費を抑えることで、全体の電力対性能比を改善することが目指されています。

適応性の確保

AI技術が日進月歩で進化している中、特定のモデルやハードウェアに依存する設計では今後の進展に柔軟に対応することが難しくなります。ティアフォーは、AIチップとモデル間に標準化された中間表現であるTensor Operator Set Architecture（TOSA）を導入し、AIモデルの構成や演算方法の変化にも容易に対応できる仕組みを構築しています。

TOSAを介することで、PyTorch等で開発したAIモデルを共通形式に変換し、その上で最適化を行ったうえでAIチップ上での実行を可能にします。これにより、構造や性能は維持しつつ、新たなAIフレームワークの登場にも迅速に適応することができる環境を整えています。

透明性と安全性の確保

自動運転レベル4では安全性が極めて重要です。そのため、計算機システムの内部構造や処理過程が理解できる透明性も求められます。ティアフォーの设计方案では、AIチップの論理設計やツールチェーンをオープンソース化することで、開発者が内部の構造を理解し、個々の車両やAIモデルに応じて改良・拡張できる環境を整備します。これは自動運転技術がさらに進化するための礎になります。

検証可能性の確保

AIモデルをチップ上で実行する際には、モデル形式の変換や演算最適化が不可欠ですが、この過程での数値的な整合性も大事です。ティアフォーでは、TOSAを基盤にしたコンパイル変換のプロセスを整理し、形式検証技術を導入しています。これにより、演算の正当性を確認できる仕組みを構築し、安全性に配慮した自動運転AI実行環境を確立します。

企業のビジョン

ティアフォー代表取締役の加藤真平氏は、自動運転システムの社会実装を前にしたこの重要な時期において、計算機アーキテクチャの重要性を強調しています。「ソフトウェア定義型且つオープンなAIチップ設計のアプローチで、電力効率や適応性、透明性、検証可能性を両立させる新たなプラットフォームを実現することを目指します」との言葉からも、その強い意志が伺えます。

また、東京大学の川原教授はティアフォーの取り組みを評価し、特に新たなチップ設計が自動運転に求められる高次の判断機能を担う重要性を指摘しています。「この活動が日本からの新たな半導体スタートアップの誕生へとつながることを期待しています」と話しています。

まとめ

ティアフォーが進める自動運転AI半導体の研究開発は、業界全体に革新をもたらす可能性を秘めています。オープンソースプラットフォームの理念を基にした技術の進化が、自動運転の未来をさらに明るいものにしていくでしょう。ティアフォーは、自動運転技術の持続的発展を支え、安全な社会の実現に向けて新たな地平を切り開いていきます。