- 21,804
- 46
- 8 Ноя 2022
Разработка показала сопоставимую с цифровыми системами точность при колоссальном превосходстве в скорости.
Учёные из Пекинского университета представили необычный полупроводниковый чип, который способен выполнять вычисления не в цифровом, а в аналоговом формате. В отличие от привычных процессоров, обрабатывающих данные с помощью двоичного кода, новая разработка производит расчёты напрямую внутри физических цепей, используя непрерывные электрические сигналы. Именно эта особенность позволила добиться поразительной скорости и эффективности.
В ходе экспериментов устройство показало себя особенно эффективно при решении задач, связанных с матричными преобразованиями, применяемыми в системах беспроводной связи MIMO. Чип достиг сопоставимой с цифровыми процессорами точности, но при этом потреблял энергии в сто раз меньше. При дополнительной настройке он продемонстрировал производительность, в тысячу раз превышающую показатели флагманских видеокарт Nvidia H100 и AMD Vega 20, используемых для обучения моделей искусственного интеллекта. Исследователи подчёркивают, что именно такие задачи, где требуется быстро обрабатывать большие объёмы данных, и становятся ахиллесовой пятой классических архитектур.
Основу нового устройства составляют ячейки резистивной энергонезависимой памяти (RRAM), которые изменяют сопротивление, регулируя поток тока. Такая структура позволяет не только хранить данные, но и выполнять вычисления прямо в памяти, исключая необходимость постоянного обмена с внешними хранилищами. Это существенно снижает энергозатраты и ускоряет обработку. Архитектура включает два контура: один производит предварительный, приблизительный расчёт, а второй уточняет его результат в несколько итераций. Таким образом достигается баланс между высокой скоростью аналогового подхода и точностью цифровых систем.
Хотя аналоговые вычисления известны с древности — примером может служить античный механизм, извлечённый у берегов Антикитеры, — долгое время они считались непрактичными из-за сложности в управлении сигналами. Однако современные технологии памяти открыли путь к их возвращению. Главное отличие в том, что новые решения сочетают классические принципы с современным производственным процессом, пригодным для масштабирования. Это даёт шанс на массовое внедрение таких чипов в сферы, где требуется оперативная работа с интенсивными потоками информации — от нейросетей до систем связи следующего поколения.
Авторы разработки планируют расширить размеры микросхемы и интегрировать её компоненты на одном кристалле, чтобы справляться с более сложными задачами. Перспективы нового чипа связаны не только с ростом производительности, но и с возможностью сократить энергопотребление в наиболее ресурсоёмких направлениях вычислительной техники.
Учёные из Пекинского университета представили необычный полупроводниковый чип, который способен выполнять вычисления не в цифровом, а в аналоговом формате. В отличие от привычных процессоров, обрабатывающих данные с помощью двоичного кода, новая разработка производит расчёты напрямую внутри физических цепей, используя непрерывные электрические сигналы. Именно эта особенность позволила добиться поразительной скорости и эффективности.
В ходе экспериментов устройство показало себя особенно эффективно при решении задач, связанных с матричными преобразованиями, применяемыми в системах беспроводной связи MIMO. Чип достиг сопоставимой с цифровыми процессорами точности, но при этом потреблял энергии в сто раз меньше. При дополнительной настройке он продемонстрировал производительность, в тысячу раз превышающую показатели флагманских видеокарт Nvidia H100 и AMD Vega 20, используемых для обучения моделей искусственного интеллекта. Исследователи подчёркивают, что именно такие задачи, где требуется быстро обрабатывать большие объёмы данных, и становятся ахиллесовой пятой классических архитектур.
Основу нового устройства составляют ячейки резистивной энергонезависимой памяти (RRAM), которые изменяют сопротивление, регулируя поток тока. Такая структура позволяет не только хранить данные, но и выполнять вычисления прямо в памяти, исключая необходимость постоянного обмена с внешними хранилищами. Это существенно снижает энергозатраты и ускоряет обработку. Архитектура включает два контура: один производит предварительный, приблизительный расчёт, а второй уточняет его результат в несколько итераций. Таким образом достигается баланс между высокой скоростью аналогового подхода и точностью цифровых систем.
Хотя аналоговые вычисления известны с древности — примером может служить античный механизм, извлечённый у берегов Антикитеры, — долгое время они считались непрактичными из-за сложности в управлении сигналами. Однако современные технологии памяти открыли путь к их возвращению. Главное отличие в том, что новые решения сочетают классические принципы с современным производственным процессом, пригодным для масштабирования. Это даёт шанс на массовое внедрение таких чипов в сферы, где требуется оперативная работа с интенсивными потоками информации — от нейросетей до систем связи следующего поколения.
Авторы разработки планируют расширить размеры микросхемы и интегрировать её компоненты на одном кристалле, чтобы справляться с более сложными задачами. Перспективы нового чипа связаны не только с ростом производительности, но и с возможностью сократить энергопотребление в наиболее ресурсоёмких направлениях вычислительной техники.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
