Такий високий показник ефективності вдалося досягнути завдяки проведенню обчислень безпосередньо в пам'яті, розповідає Techxplore. Це дозволяє уникнути затримок, характерних для класичної комп'ютерної архітектури.
Дивіться також Що буде, якщо комп'ютер ніколи не вимикати з розетки
Як працює нова технологія і де її застосують?
Традиційна архітектура фон Неймана має суттєвий недолік – так зване "вузьке місце", яке виникає через необхідність постійно пересилати дані між пам'яттю та процесором. Це призводить до зростання енерговитрат та затримок у роботі. Особливо критично це відчувається під час виконання операцій лінійної алгебри, необхідних для роботи штучного інтелекту.
Інтегрований експериментальний чип, підключений до несучого чипа за допомогою дротового з'єднання / Фото Politecnico di Milano
Новий європейський чип, виготовлений за 90-нм техпроцесом, використовує концепцію обчислень у пам'яті. Пристрій містить два масиви пам'яті розміром 64×64, де поєднано статичну пам'ять (SRAM) та аналогові комірки резистивної пам'яті (ReRAM).
Саме комірки ReRAM виступають ключовим аналоговим елементом платформи. Така архітектура дозволяє виконувати складні математичні операції, як-от інверсію матриць, безпосередньо в пам'яті за допомогою замкнутого контуру зворотного зв'язку.
Мікросхема, встановлена на платі, яка використовувалася для експериментальних вимірювань / Фото Politecnico di Milano
Система використовує вбудовані операційні підсилювачі та перетворювачі сигналів для розв'язання диференціальних рівнянь. Експерименти підтвердили, що точність цього аналогового підходу не поступається цифровим системам, проте він забезпечує величезну перевагу в енергоефективності та займає менше місця на кристалі.
Де це може бути корисно?
Практичну користь розробки вже перевірили на завданнях відстеження траєкторії ракет за допомогою фільтра Калмана, а також на розрахунках для роботів-маніпуляторів.
Варто зазначити, що проєкт став результатом міжнародної співпраці, в основі якої лежать також напрацювання вчених із Пекінського університету, а з детальною роботою науковців можна ознайомитися в журналі Nature Electronics.