美國DARPA推動JUMP(Joint University Microelectronics Program), 聚焦人工智慧(AI), 自主系統, cellular技術, 納米技術, 連網, 軟硬體設計與存儲器, 突破現有電子系統性能與可擴充性(scalability)限制, 促進微電子相關技術與創新解決方案發展, 以滿足未來美國國防部(DoD), 國家安全機構與商業公司在2025~2030年的需求. 根據The Next Platform報導, 2016年11月DARPA結合包括AMD, Analog Devices, Arm, IBM, Intel, Micron, Samsung, TSMC等半導體公司, 以及EMD Performance Materials, Lockheed-Martin, Northrop Grumman, Raytheon等公司, 進行為期5年預算2億美元, 聚焦微電子學領域的JUMP, DARPA與其他公司的注資比例各為40%與60%. DARPA與非營利半導體研究機構SRC(Semiconductor Research Corp.)從2017年各機構的提案篩選, 2018年1月公布建立6個研究中心, 網羅美國各大學30多位研究人員. 負責管理的SRC指出, DARPA希望JUMP結合公私部門為軍事與商業應用提供廣泛的適用性, 包括為美國DoD在先進雷達, 通訊與武器等領域創造技術優勢, 大幅提升戰士感測環境, 處理資料與通訊能力的技術, 同時驅動產業界的商業IT發展. ADA中心(Applications Driving Architectures Center)希望完全改造目前的設計方式, 顯著降低建立與發展未來先進運算系統的複雜度, 成本, 所需精力與技術門檻, 拓展人才庫與促進創意發想. 研究人員將建立模組化設計與製造程序, 創造系統軟硬體隨插即用的生態系. ASCENT(Applications and Systems-driven Center for Energy-Efficient Integrated Nanotechnologies)目標是超越摩爾定律等CMOS技術的極限, 研究人員將聚焦於創新的裝置技術, 整合方案與硬體加速器應用, 以改善未來運算系統的性能, 效率, 能耗與資料傳輸瓶頸. 例如高效能運算(HPC)與企業系統, 持續採用AMD與NVIDIA的GPU, 或是Intel與Xilinx的現場可程式邏輯閘陣列(FPGA), 改善系統效能與能耗. C-BRIC(Center for Brain-inspired Computing Enabling Autonomous Intelligence)目標是超越現有機器學習應用, 為自動飛行無人機與個人智能助理等, 新一代自主智能系統奠基. 研究人員將探索類神經演演算法與理論, 硬體結構, 應用驅動程式, 並發展新式半導體技術以滿足未來系統性能與能耗需求. ComSecTer(Center for Converged TeraHertz Communications and Sensing)將發展未來移動網路基礎架構所需技術, 支援超高解析度成像, 公分級精確度定位, 輕量 'whisper radio'等技術的資料需求. 研究人員可運用這些技術解決目前自駕車相關的部分通訊, 導航與安全難題, 並為自駕車革命與智能公路興起奠基. 物聯網(IoT)包含邊緣裝置, 網路與雲端, 上傳雲端處理的大數據(big data)已對現有網路造成壓力. CONIX(Computing On Network Infrastructure for Pervasive Perception, Cognition, and Action)目標是在邊緣裝置與雲端之間發展連網運算基礎架構, 透過內建於網路的智能, 將處理與決策移出雲端, 並為現有與未來的IoT應用創造更高的適應性. CRISP(Center for Research on Intelligence Storage and Processing-in-memory)的研究人員將專註於排除儲存與存儲器間, 影響大數據存取速度與效率的障礙, 此一存在電腦系統已達70年的存儲器牆技術瓶頸, 阻礙大數據在技術發展的應用. 研究人員將把運算處理能力內建於晶片層級的存儲器, 並將處理器與存儲器晶片整合成3D堆疊, 有助於運用大數據驅動包括醫學研究與國家安全等領域的創新. DARPA一向致力於促進有益軍事與商業的新興技術發展. 2016年DARPA贊助在DefCon安全大會舉行的Cyber Grand Challenge比賽, 找尋最佳自主網路安全解決方案. 2017年選出喬治亞理工(Georgia Tech), Intel, Northrop Grumman, Pacific Northwest National Lab, Qualcomm進行HIVE(Hierarchical Identify Verify Exploit)計劃, 發展能提高大數據分析效率, 強化美國公司競爭力與國家安全的圖形分析處理器. 2017年DARPA與Brown University, Columbia University, Fondation Voir et Entrendre, John B. Pierce Lab, Paradromics, University of California Berkeley等機構簽約, 合作進行神經工程系統設計(NESD)計劃, 透過將腦部神經元的電化學訊號轉換成驅動電腦程式的0/1數位資訊, 建立人腦與數位世界的通訊界面, 發展植入式運算系統. DARPA也提供數百萬美元資助國家實驗室, 大學, NVIDIA與Rex Computing等公司, 研發未來用於建構百萬兆級運算系統的新CPU與GPU技術, 系統效能將是目前超級電腦的1千倍.
