美国DARPA推动JUMP(Joint University Microelectronics Program), 聚焦人工智能(AI), 自主系统, cellular技术, 纳米技术, 连网, 软硬件设计与存储器, 突破现有电子系统性能与可扩充性(scalability)限制, 促进微电子相关技术与创新解决方案发展, 以满足未来美国国防部(DoD), 国家安全机构与商业公司在2025~2030年的需求. 根据The Next Platform报导, 2016年11月DARPA结合包括AMD, Analog Devices, Arm, IBM, Intel, Micron, Samsung, TSMC等半导体公司, 以及EMD Performance Materials, Lockheed-Martin, Northrop Grumman, Raytheon等公司, 进行为期5年预算2亿美元, 聚焦微电子学领域的JUMP, DARPA与其他公司的注资比例各为40%与60%. DARPA与非营利半导体研究机构SRC(Semiconductor Research Corp.)从2017年各机构的提案筛选, 2018年1月公布建立6个研究中心, 网罗美国各大学30多位研究人员. 负责管理的SRC指出, DARPA希望JUMP结合公私部门为军事与商业应用提供广泛的适用性, 包括为美国DoD在先进雷达, 通讯与武器等领域创造技术优势, 大幅提升战士感测环境, 处理资料与通讯能力的技术, 同时驱动产业界的商业IT发展. ADA中心(Applications Driving Architectures Center)希望完全改造目前的设计方式, 显著降低建立与发展未来先进运算系统的复杂度, 成本, 所需精力与技术门槛, 拓展人才库与促进创意发想. 研究人员将建立模组化设计与制造程序, 创造系统软硬件随插即用的生态系. ASCENT(Applications and Systems-driven Center for Energy-Efficient Integrated Nanotechnologies)目标是超越摩尔定律等CMOS技术的极限, 研究人员将聚焦于创新的装置技术, 整合方案与硬件加速器应用, 以改善未来运算系统的性能, 效率, 能耗与资料传输瓶颈. 例如高效能运算(HPC)与企业系统, 持续采用AMD与NVIDIA的GPU, 或是Intel与Xilinx的现场可程式逻辑闸阵列(FPGA), 改善系统效能与能耗. C-BRIC(Center for Brain-inspired Computing Enabling Autonomous Intelligence)目标是超越现有机器学习应用, 为自动飞行无人机与个人智能助理等, 新一代自主智能系统奠基. 研究人员将探索类神经演算法与理论, 硬件结构, 应用驱动程式, 并发展新式半导体技术以满足未来系统性能与能耗需求. ComSecTer(Center for Converged TeraHertz Communications and Sensing)将发展未来移动网络基础架构所需技术, 支援超高解析度成像, 公分级精确度定位, 轻量 'whisper radio'等技术的资料需求. 研究人员可运用这些技术解决目前自驾车相关的部分通讯, 导航与安全难题, 并为自驾车革命与智能公路兴起奠基. 物联网(IoT)包含边缘装置, 网络与云端, 上传云端处理的大数据(big data)已对现有网络造成压力. CONIX(Computing On Network Infrastructure for Pervasive Perception, Cognition, and Action)目标是在边缘装置与云端之间发展连网运算基础架构, 透过内建于网络的智能, 将处理与决策移出云端, 并为现有与未来的IoT应用创造更高的适应性. CRISP(Center for Research on Intelligence Storage and Processing-in-memory)的研究人员将专注于排除储存与存储器间, 影响大数据存取速度与效率的障碍, 此一存在电脑系统已达70年的存储器墙技术瓶颈, 阻碍大数据在技术发展的应用. 研究人员将把运算处理能力内建于芯片层级的存储器, 并将处理器与存储器芯片整合成3D堆叠, 有助于运用大数据驱动包括医学研究与国家安全等领域的创新. DARPA一向致力于促进有益军事与商业的新兴技术发展. 2016年DARPA赞助在DefCon安全大会举行的Cyber Grand Challenge比赛, 找寻最佳自主网络安全解决方案. 2017年选出乔治亚理工(Georgia Tech), Intel, Northrop Grumman, Pacific Northwest National Lab, Qualcomm进行HIVE(Hierarchical Identify Verify Exploit)计划, 发展能提高大数据分析效率, 强化美国公司竞争力与国家安全的图形分析处理器. 2017年DARPA与Brown University, Columbia University, Fondation Voir et Entrendre, John B. Pierce Lab, Paradromics, University of California Berkeley等机构签约, 合作进行神经工程系统设计(NESD)计划, 透过将脑部神经元的电化学信号转换成驱动电脑程式的0/1数位资讯, 建立人脑与数位世界的通讯界面, 发展植入式运算系统. DARPA也提供数百万美元资助国家实验室, 大学, NVIDIA与Rex Computing等公司, 研发未来用于建构百万兆级运算系统的新CPU与GPU技术, 系统效能将是目前超级电脑的1千倍.
