Разработан чип, сокращающий энергопотребление вычислительных систем в 5000 раз
По мнению команды исследователей, традиционные компьютеры потребляют много энергии из-за вычислений и необходимости многократного перемещения данных между памятью и процессорами. В то же время вычисления в оперативной памяти решают эту проблему, выполняя вычисления непосредственно в массиве памяти, что значительно сокращает объём внутренних данных.
Новый чип представляет собой полностью интегрированный аналоговый ускоритель, который может решать как линейные, так и нелинейные системы уравнений. Он изготовлен по стандартной технологии КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник) и совместим с существующими процессами производства кремниевых чипов.
Устройство использует два массива программируемых резистивных ячеек памяти размером 64 на 64. Эти массивы функционируют как упорядоченные сетки. Каждое пересечение представляет собой элемент памяти.
Ячейки основаны на статической оперативной памяти (SRAM) — типе быстрой и стабильной памяти. В чипе учёные объединили её с интегрированными резисторами для программирования различных уровней сопротивления.
В то же время архитектура чипа дополнена встроенными аналоговыми компонентами, в том числе операционными усилителями и аналого-цифровыми преобразователями. Поскольку вычисления выполняются непосредственно в памяти, чип может выполнять сложные вычисления без использования внешнего процессора.
В ходе испытаний чип показал точность, сопоставимую с точностью обычных цифровых систем. Однако он потреблял меньше энергии. Кроме того, он обеспечивал меньшую задержку при вычислениях и занимал меньше места на кристалле.
Эта технология хорошо подходит для высокопроизводительных и энергоэффективных задач, таких как искусственный интеллект, обработка больших данных и передовые беспроводные системы. Её можно использовать в робототехнике, навигационных системах, центрах обработки данных, а также в будущих сетях 5G и 6G.
Сообщение Разработан чип, сокращающий энергопотребление вычислительных систем в 5000 раз появились сначала на Время электроники.