超音速ミサイルは超安価なAIチップにより「瞬く間に」パワーアップする

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専門家らは、オンラインマーケットプレイスで入手可能なNvidia製のJetson TX2iと呼ばれるGPUモジュールを極超音速航空機（速度マッハ7超）に搭載した。

テストでは、この特定のモジュールが数値流体力学 (CFD) モデルを前例のないパフォーマンスで処理できることが示され、以前は数秒かかっていた計算の処理時間がわずか 25 ミリ秒にまで短縮されました。これは、人間の瞬きの 4 倍の速さです。

北京電機研究所と大連理工大学の共同プロジェクトチームによると、このモジュールの応答速度は「超音速スクラムジェットエンジンの燃料供給システムのリアルタイム最適化、故障診断、フォールトトレラント制御」に最適だという。

パフォーマンスの向上、コストの削減

TX2iは、現在世界最大のAIチップメーカーであるNvidiaが約6年前に開発した産業用アプリケーション製品です。このモジュールの最高性能は、最も強力なAIチップであるH100と比較してわずか20%です。

TX2iモジュールはジェットエンジンの性能を最適化するのに最適です。写真：Nvidia

しかし、TX2iの強みは価格の安さです。NVIDIAのハイエンドチップが数万ドルするのに対し、わずか数百ドルです。さらに、GPU不足とワシントンの輸出規制により、H100の入手はさらに困難になっています。しかし、TX2iは広く入手可能で、禁止リストにも載っておらず、オンラインで簡単に見つけることができます。

先月「Journal of Propulsion Technology」に掲載された科学論文の中で、プロジェクトチームは、NVIDIAの低コストモジュールが極超音速ジェットエンジン制御システムによって極超音速機の航続距離と安定性が向上し、研究開発コストも大幅に削減されると述べた。

中国の科学者が極超音速兵器の研究にアメリカ製のチップを使用したのは今回が初めてではない。以前にも、複雑な高速フィールドシミュレーションにインテルのCPUと高性能NVIDIAグラフィックカードを使用した研究があった。

「高性能グラフィックカードは優れたコンピューティング能力を備えていますが、ストレージプラットフォーム、電源、ヒートシンクなどの補助デバイスが必要です」と研究チームは記している。「これらのカードは、消費電力が高く、重量が重く、サイズが大きいといった欠点があり、航空宇宙分野における小型軽量の組み込みコントローラーのニーズを満たしていません。」

戦略のアップグレード

極超音速兵器技術の拡散は米国にとって大きな懸念事項である。2017年、ランド研究所は、米国はモスクワと北京と協力し、他国による極超音速兵器技術の取得を阻止すべきだと提言した。

雲の上を飛ぶ極超音速ロケットロイヤリティフリー画像 1676330497.jpg — 多くの国が極超音速兵器の開発を競っている。

一部の軍事専門家は極超音速兵器技術が一定のリスクをもたらすことを認めているが、最も大きな影響の一つは「米国中心の世界秩序の崩壊」を加速させる可能性があることだ。

彼らは、極超音速ミサイルは空母艦隊の防衛網を突破できると主張している。空母艦隊は、米国が長年、世界的な軍事的優位性を確立するために頼ってきた戦力である。その結果、より多くの国が極超音速兵器を保有するようになれば、強力な海軍力を持つ少数の国が何世紀にもわたって享受してきた優位性が失われる可能性がある。

ドイツ、フランス、日本、北朝鮮、イランなど、ますます多くの国々が極超音速兵器の研究開発プログラムを開始している。イエメンの大部分を支配する反政府勢力フーシ派でさえ、マッハ8に達する極超音速ミサイルの実験を行ったと主張している。

中国チームは、TX2iを極超音速機に統合する方法に関するステップバイステップガイドも公開しました。これには、シミュレーショングリッドサイズの制限、メモリ管理、コードの最適化、具体的なコンパイルガイドラインなど、潜在的な技術的問題に対する詳細な定式化と解決策が含まれています。コントローラーのインターフェースと通信プロトコルも国際標準に準拠して構築されています。

しかし、著者らは、AIチップを車両に統合するプロセスにおいては、「入力モデリング、衝撃波の較正、データモデリングに関するさらなる研究が必要だ」とも指摘している。

これらのタスクに関連するいくつかの重要なパラメータは、多くの場合、大規模な風洞試験中および実際の飛行中に達成する必要があります。

SCMPは、良好な試験結果にもかかわらず、中国がTX2iを自国の極超音速ミサイルに採用する可能性は低いと報じた。中国軍は、信頼性やサプライチェーンの安全性を懸念することなく、より高い性能を確保するために、国内メーカー製のチップを優先的に採用するだろう。