DeepMind AI’s new way to sort objects could speed up global computing

อัลกอริทึมการเรียงลำดับเป็นฟังก์ชันพื้นฐานที่คอมพิวเตอร์ทั่วโลกใช้อย่างต่อเนื่อง ดังนั้นอัลกอริทึมที่ปรับปรุงแล้ว ซึ่งสร้างขึ้นโดยปัญญาประดิษฐ์อาจทำให้โปรแกรมนับล้านทำงานได้เร็วขึ้น

Sorting algorithms are basic functions used constantly by computers around the world, so an improved one created by an artificial intelligence could make millions of programs run faster

Sorting algorithms are a vital part of computing
BEST-BACKGROUNDS/Shutterstock

วิธีการจัดเรียงวัตถุแบบใหม่ของ DeepMind AI สามารถเร่งการประมวลผลทั่วโลกได้

อัลกอริทึมที่ใช้กันหลายล้านล้านครั้งต่อวันทั่วโลกสามารถทำงานได้เร็วขึ้นถึง 70 เปอร์เซ็นต์ ต้องขอบคุณปัญญาประดิษฐ์ที่สร้างโดย DeepMind บริษัทในสหราชอาณาจักร พบวิธีปรับปรุงสำหรับคอมพิวเตอร์ในการจัดเรียงข้อมูลที่โปรแกรมเมอร์มองข้ามมานานหลายทศวรรษ

Daniel Mankowitz จาก DeepMind กล่าวว่า “จริงๆ เราไม่ได้คาดหวังว่าจะได้อะไรที่ดีกว่านี้: มันเป็นโปรแกรมที่สั้นมาก โปรแกรมประเภทนี้มีการศึกษามานานหลายทศวรรษแล้ว” Daniel Mankowitz จาก DeepMind กล่าว

รู้จักกันในนามอัลกอริทึมการเรียงลำดับ (sorting algorithms) ซึ่งเป็นหนึ่งในกลไกทำงานด้านการคำนวณ ใช้ในการจัดระเบียบข้อมูลโดยการเรียงคำตามตัวอักษร หรือจัดลำดับตัวเลขจากน้อยไปมาก มีอัลกอริทึมการเรียงลำดับที่แตกต่างกันมากมาย แต่นวัตกรรมมีจำกัด เนื่องจากได้รับการประเมินว่ามีประสิทธิภาพเหมาะสมแล้ว ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา

ตอนนี้ DeepMind ได้สร้างโมเดล AI ที่ชื่อว่า AlphaDev ซึ่งออกแบบมา เพื่อค้นหาอัลกอริทึมใหม่ทั้งหมด เพื่อทำงานให้สำเร็จตามเป้าหมาย โดยตั้งเป้าว่าจะเอาชนะอัลกอริทึมที่มีอยู่ แทนที่จะปรับแต่งอัลกอริทึมปัจจุบัน AlphaDev เริ่มต้นใหม่ตั้งแต่ต้น

มันใช้รหัสแอสเซมบลี ซึ่งเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ระดับกลางที่อยู่ระหว่างรหัสที่มนุษย์เขียนและลำดับของคำสั่งไบนารีที่เข้ารหัสใน 0 และ 1 รหัสแอสเซมบลีสามารถอ่านและทำความเข้าใจได้โดยมนุษย์ แต่ซอฟต์แวร์ส่วนใหญ่เขียนด้วยภาษาระดับสูงกว่าซึ่งใช้งานง่ายกว่าก่อนที่จะแปลหรือ “คอมไพล์” เป็นโค้ดแอสเซมบลี DeepMind กล่าวว่ารหัสแอสเซมบลีช่วยให้ AlphaDev มีเวลามากขึ้นในการสร้างอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

AI ได้รับคำสั่งให้สร้างอัลกอริทึมทีละคำสั่งและทดสอบผลลัพธ์กับโซลูชันที่รู้จักเพื่อให้แน่ใจว่ากำลังสร้างวิธีการที่มีประสิทธิภาพ มีการบอกให้สร้างอัลกอริทึมที่สั้นที่สุดด้วย DeepMind กล่าวว่างานจะยากขึ้นอย่างรวดเร็วพร้อมกับปัญหาที่ใหญ่ขึ้น เนื่องจากจำนวนชุดคำสั่งที่เป็นไปได้สามารถเข้าใกล้จำนวนอนุภาคในจักรวาลได้อย่างรวดเร็ว

เมื่อถูกขอให้สร้างอัลกอริทึมการจัดเรียง AlphaDev คิดอัลกอริทึมที่เร็วกว่าอัลกอริทึมที่ดีที่สุดถึง 70 เปอร์เซ็นต์สำหรับรายการข้อมูล 5 ชิ้น และเร็วกว่า 1.7 เปอร์เซ็นต์สำหรับรายการมากกว่า 250,000 รายการ

“ตอนแรกเราคิดว่ามันผิดพลาดหรือมีจุดบกพร่องหรืออะไรบางอย่าง แต่เมื่อเราวิเคราะห์โปรแกรม เราก็รู้ว่า AlphaDev ค้นพบบางสิ่งที่เร็วกว่านั้นจริง ๆ” Mankowitz กล่าว

เนื่องจากมีการใช้อัลกอริทึมการเรียงลำดับในซอฟต์แวร์ทั่วไปจำนวนมาก การปรับปรุงนี้อาจมีส่งผลดีอย่างมีนัยสำคัญทั่วโลก อัลกอริทึมดังกล่าวมีความสำคัญมากจนต้องเขียนลงในไลบรารีของโค้ดที่ทุกคนสามารถใช้ได้ แทนที่จะเขียนเอง DeepMind ได้สร้างอัลกอริทึมโอเพ่นซอร์สใหม่และรวมไว้ในไลบรารี Libc++ ที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งหมายความว่าผู้คนสามารถใช้งานได้แล้วในปัจจุบัน นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งแรกในส่วนนี้ของไลบรารีอัลกอริทึมการเรียงลำดับในรอบกว่าทศวรรษ DeepMind กล่าว

Mankowitz กล่าวว่ากฎของมัวร์ – แนวคิดที่ว่าจำนวนพลังการประมวลผลของชิปตัวเดียวเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในช่วงเวลาปกติ – กำลังจะสิ้นสุดลงเนื่องจากการย่อส่วนให้เล็กลงถึงขีดจำกัดทางกายภาพที่ไม่เปลี่ยนรูป แต่ AlphaDev อาจช่วยชดเชยสิ่งนี้ได้ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพ .

“ทุกวันนี้ อัลกอริทึมเหล่านี้ถูกนำไปใช้ [ทำงานในซอฟต์แวร์] คาดว่าประมาณล้านล้านครั้งทุกวัน และ [ถูก] นำไปใช้โดยนักพัฒนาและบริษัทนับล้านทั่วโลก” Mankowitz กล่าว “การเพิ่มประสิทธิภาพรหัสของฟังก์ชันพื้นฐานที่ถูกนำไปใช้หลายล้านล้านครั้งต่อวันหวังว่าจะมีประโยชน์มากพอที่จะกระตุ้นให้ผู้คนพยายามทำฟังก์ชันเหล่านี้ให้มากขึ้น และเพื่อเป็นหนทางหนึ่งในการปลดบล็อกอุปสรรคคอขวด [ของกฎของมัวร์ที่ชะลอตัวลง] ”

Mark Lee แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม สหราชอาณาจักรกล่าวว่า AlphaDev นั้นน่าสนใจ และแม้แต่การเพิ่มความเร็ว 1.7 เปอร์เซ็นต์ก็ยังมีประโยชน์ แต่เขาบอกว่าแม้ว่าจะพบประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกันในอัลกอริธึมทั่วไปอื่น ๆ เขาก็ไม่เชื่อว่าวิธีการนี้จะชดเชยการฝ่าฝืนกฎของมัวร์ เนื่องจากไม่สามารถทำกำไรได้เท่าเดิมในซอฟต์แวร์ที่ลึกลับกว่านี้

“ฉันคิดว่าพวกเขาจะสามารถทำเช่นนั้นกับสิ่งต่างๆ เช่น อัลกอริธึมการเรียงลำดับ และอัลกอริธึมการคำนวณแบบมาตรฐาน แต่มันจะไม่ถูกนำไปใช้กับ… โค้ดที่ซับซ้อน (complex bits of code)” เขากล่าว “ฉันคิดว่าประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของฮาร์ดแวร์จะยังคงเป็นปัจจัยสำคัญ”

view original *