Забудьте о цифре: в Италии создали аналоговый процессор, который обещает революцию в робототехнике

Такой высокий показатель эффективности удалось достичь благодаря проведению вычислений непосредственно в памяти, рассказывает Techxplore. Это позволяет избежать задержек, характерных для классической компьютерной архитектуры.

Смотрите также Что будет, если компьютер никогда не выключать из розетки

Как работает новая технология и где ее применят?

Традиционная архитектура фон Неймана имеет существенный недостаток – так называемое "узкое место", которое возникает из-за необходимости постоянно пересылать данные между памятью и процессором. Это приводит к росту энергозатрат и задержек в работе. Особенно критично это ощущается во время выполнения операций линейной алгебры, необходимых для работы искусственного интеллекта.

Новый европейский чип, изготовлен по 90-нм техпроцессу, использует концепцию вычислений в памяти. Устройство содержит два массива памяти размером 64×64, где объединены статическая память (SRAM) и аналоговые ячейки резистивной памяти (ReRAM).

Именно ячейки ReRAM выступают ключевым аналоговым элементом платформы. Такая архитектура позволяет выполнять сложные математические операции, например инверсию матриц, непосредственно в памяти с помощью замкнутого контура обратной связи.

Система использует встроенные операционные усилители и преобразователи сигналов для решения дифференциальных уравнений. Эксперименты подтвердили, что точность этого аналогового подхода не уступает цифровым системам, однако он обеспечивает огромное преимущество в энергоэффективности и занимает меньше места на кристалле.

Где это может быть полезно?

Практическую пользу разработки уже проверили на задачах отслеживания траектории ракет с помощью фильтра Калмана, а также на расчетах для роботов-манипуляторов.

Стоит отметить, что проект стал результатом международного сотрудничества, в основе которого лежат также наработки ученых из Пекинского университета, а с подробной работой ученых можно ознакомиться в журнале Nature Electronics.