O que é uma TPU e quando deve ser utilizada?

O que é um TPU?

A TPU é um Unidade de Processamento Tensorial. É um chip fabricado pela Google. Este chip ajuda os computadores pensar mais rápido. As TPUs funcionam em IA tarefas. IA significa Inteligência Artificial. A IA ajuda os computadores a agir de forma inteligente como as pessoas.

A Google criou TPUs para executar as suas grandes ferramentas de IA. As TPUs ajudam em tarefas como:

• Ver o que está nas imagens
• Criar palavras noutras línguas
• Encontrar o que se quer na Internet

As TPUs são muito boas em matemática. Podem fazer muitas tarefas matemáticas ao mesmo tempo. É por isso que ajudam a IA a funcionar rapidamente.

Como funcionam as TPUs

As TPU foram concebidas para desempenhar muito bem uma função. Esse trabalho é matemática matricial. A matemática matricial ajuda a IA a aprender coisas novas.

Uma TPU tem partes chamadas MXUs. Estas peças fazem o trabalho matemático difícil. As TPUs também têm memória rápida. A memória rápida ajuda o chip a obter dados rapidamente.

As TPUs funcionam muito bem com uma ferramenta chamada TensorFlow. O TensorFlow é uma forma de construir IA. A Google também criou o TensorFlow. Quando se utilizam TPUs com o TensorFlow, a IA pode ser executada muito mais rapidamente.

Tipos de TPUs

Existem alguns tipos de TPUs:

A Edge TPU é semelhante à que se encontra numa câmara inteligente. As grandes Cloud TPUs funcionam nas grandes salas de computadores da Google.

TPU vs GPU: Qual é a diferença?

Talvez já tenha ouvido falar de GPUs. As GPU foram inicialmente criadas para mostrar jogos nos ecrãs. Atualmente, também ajudam na IA.

Aqui estão os grandes diferenças:

• TPUs são feitos apenas para a matemática de IA. Fazem uma coisa muito bem.
• GPUs pode fazer muitas coisas, como jogos, vídeos e alguma IA.
• TPUs funcionam melhor com as ferramentas do Google.
• GPUs trabalhar com muitas ferramentas de muitos sítios.

Vamos ver como se comparam:

As TPUs podem ser 80 vezes mais económicos em termos de energia do que as GPUs. Isto significa menos custos de energia.

Quando utilizar uma TPU

Deve-se utilizar um TPU quando:

1. Tem um grande trabalho de IA com muitos dados
2. Utiliza-se TensorFlow ou PyTorch para construir a sua IA
3. É necessário respostas rápidas da sua IA
4. Quer poupar dinheiro sobre os grandes trabalhos de IA
5. A sua IA faz o mesmo tipo de matemática vezes sem conta

Os produtos da Google, como o Gmail, o Photos e o Translate, utilizam TPUs. Precisam de dar respostas rápidas a milhões de pessoas.

Quando NÃO utilizar uma TPU

Não utilizar um TPU quando:

1. Tem um pequeno trabalho de IA com poucos dados
2. Não utiliza o TensorFlow
3. É preciso fazer muitas diferente tipos de trabalho informático
4. Quer executar a IA no seu próprio computador, não na nuvem

Para pequenos trabalhos ou quando está apenas a aprender IA, pode preferir utilizar um computador normal ou uma GPU.

Utilizações reais de TPUs

Vamos ver como as TPUs ajudam no mundo real:

Produtos Google

• Gmail: TPUs ajudam a encontrar maus e-mails (spam)
• Google Fotos: As TPU ajudam a encontrar pessoas e objectos nas suas fotografias
• Google Tradutor: TPUs ajudam a mudar palavras para outras línguas muito rapidamente

Grandes empresas

• As empresas utilizam TPUs para lhe dizer o que pode querer comprar
• Utilizam TPUs para saber quais os vídeos que o utilizador pode gostar de ver
• Utilizam TPUs para encontrar erros no código informático

Pequenos dispositivos

• As câmaras utilizam TPUs minúsculas para saberem o que vêem
• Os altifalantes inteligentes utilizam TPUs para ouvir o que diz
• Os dispositivos de saúde utilizam TPUs para verificar como está a sua saúde

Uma TPU pode fazer Mais de 65.000 empregos na área da matemática por segundo. Isto é muito mais do que outros chips. Para grandes trabalhos de IA, as TPUs podem poupar muito tempo e dinheiro.

Como começar a utilizar TPUs

Quer experimentar TPUs? Eis como começar:

1. Criar uma IA com TensorFlow ou PyTorch
2. Experimente gratuitamente no Google Colab (uma ferramenta gratuita)
3. Mudar para o Google Cloud se a sua IA funcionar bem
4. Faça a sua IA funcionar melhor para TPUs

Não precisa de comprar uma TPU. Pode alugar tempo em TPUs na nuvem. Para pequenos testes, pode até utilizar TPUs gratuitamente com o Google Colab.

TPUs e Fresagem CNC

As TPUs podem ajudar a tornar Fresagem CNC mais inteligente. A fresagem CNC utiliza computadores para cortar metal e outros materiais em formas.

A IA com TPUs pode:

• Encontrar a melhor forma de cortar peças
• Detetar problemas antes que eles aconteçam
• Fazer cortes mais exactos

Isto faz com que Maquinação de 5 eixos mais rápido e melhor. A TPU ajuda a máquina a "ver" o que está a fazer e a tomar decisões inteligentes.

Como as TPUs ajudam com Fresagem CNC de protótipos

Ao fabricar peças novas com fresagem CNC de protótipos, as TPU podem:

1. Aprender com os trabalhos anteriores para melhorar os novos
2. Ver se um projeto funciona antes de cortar o metal
3. Corrigir pequenos problemas na conceção
4. Faça com que cada corte seja perfeito à primeira

Isto poupa tempo e dinheiro no fabrico de novas peças.

O futuro das TPUs

As TPUs estão cada vez melhores. As novas Madeira de ferro TPU está a chegar em 2025. A IA será ainda mais rápida.

As futuras TPUs irão:

• Utilizar menos energia
• Custo de funcionamento mais baixo
• Trabalhar com mais tipos de IA
• Ajuda com novos empregos de IA em que ainda não pensámos

À medida que a IA se torna maior, as TPUs serão cada vez mais importantes. Ajudarão a executar a IA que se assemelha mais à forma como as pessoas pensam.

Deve utilizar uma TPU?

Vamos ajudá-lo a decidir se deve utilizar uma TPU:

SIM para TPUs se:

• Construir uma grande IA com o TensorFlow
• Precisa de respostas muito rápidas
• Tem muitos dados
• Quer poupar dinheiro em grandes trabalhos de IA
• Utiliza o Google Cloud

NÃO para TPUs se:

• Está apenas a aprender IA
• Tem pequenos trabalhos de IA
• É necessário efetuar muitas tarefas informáticas diferentes
• Não utiliza o TensorFlow
• Pretende executar tudo no seu próprio computador

Factos importantes a recordar

Eis os principais aspectos a saber sobre as TPUs:

1. As TPUs são Chips de IA fabricado pela Google
2. Eles fazem matemática matricial muito rápido
3. Funcionam melhor com TensorFlow
4. Podem ser 80x mais economia de energia do que as GPUs
5. Pode utilizá-los em Google Cloud
6. Ajudam os grandes trabalhos de IA a funcionar muito mais rápido
7. Uma TPU pode fazer Mais de 65 000 trabalhos matemáticos por segundo
8. Custam menos por cada grande trabalho matemático ($0.12 vs $0.32)
9. Ajudam a Google a gerir o Gmail, o Fotos, o Translate e a Pesquisa

As TPUs são uma grande parte da razão pela qual a IA melhorou tanto nos últimos anos.

Palavras finais

As TPUs são chips especiais que tornam a IA mais rápida. Ajudam nas grandes tarefas matemáticas que a IA precisa de fazer.

Se utiliza o TensorFlow e precisa de IA rápida, as TPUs são uma boa escolha. Custam menos para trabalhos grandes e também consomem menos energia.