Забудьте о цифре: в Италии создали аналоговый процессор, который обещает революцию в робототехнике
- Исследователи из Миланского политехнического университета разработали аналоговый процессор, который в 5000 раз экономичнее цифровых процессоров.
- Новый чип использует вычисления в памяти и применяется в задачах отслеживания траектории ракет и роботах-манипуляторах.
Исследователи из Миланского политехнического университета разработали прототип аналогового процессора, способного кардинально изменить сферы робототехники и искусственного интеллекта. Разработка в 5000 раз экономичнее цифровых процессоров и обещает революцию в энергоэффективности.
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.
Интегрированный экспериментальный чип, подключен к несущему чипу с помощью проводного соединения / Фото Politecnico di Milano
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.
Микросхема, установлена на плате, которая использовалась для экспериментальных измерений / Фото Politecnico di Milano
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.