Китайские исследователи объявили о прорыве в области вычислительной техники, создав новый аналоговый чип на базе резистивной памяти с произвольным доступом (RRAM). Этот чип выполняет вычисления на физических схемах, а не с помощью стандартной бинарной логики цифровых процессоров.
Об этом сообщает ProIT
Преимущества нового чипа для задач искусственного интеллекта и 6G
Разработчики из Пекинского университета отмечают, что их аналоговый чип имеет потенциал превзойти современные графические процессоры Nvidia H100 и AMD Vega 20 в тысячу раз по производительности, а также в 100 раз по энергоэффективности. Такой результат достигается благодаря уникальной архитектуре устройства, которая позволяет избегать энергозатратной передачи информации во внешнюю память. Новинка особенно эффективна в обработке больших объемов данных, что критически важно для приложений в области искусственного интеллекта и телекоммуникаций нового поколения 6G.
Аналоговые схемы чипа обрабатывают данные в виде непрерывных электрических сигналов, которые проходят через ячейки RRAM. Это позволяет достигать высокой скорости вычислений при сверхнизком потреблении энергии. Во время тестирования при решении сложных задач в области связи, в частности вращения матриц для беспроводных систем MIMO, новый чип демонстрировал точность, сопоставимую с цифровыми процессорами, но потреблял в сто раз меньше электроэнергии.
“Распространение приложений, использующих огромные объемы данных, создает трудности для цифровых компьютеров, особенно в связи с тем, что масштабирование традиционных устройств становится все более сложным. Бенчмаркинг показывает, что наш подход к аналоговым вычислениям может обеспечить в 1000 раз более высокую производительность и в 100 раз большую энергоэффективность, чем современные цифровые процессоры, при той же точности”, — заявляют разработчики.
Производство, перспективы и особенности технологии
Ранее аналоговые вычисления считались непрактичными из-за сложности контроля физических сигналов, однако новый подход позволяет объединить скорость и эффективность аналоговых схем с точностью цифровых процессоров. Команда объединила ячейки RRAM в две схемы: первая выполняет быстрые, но приблизительные вычисления, а вторая — дорабатывает результаты до необходимой точности. Чип изготовлен по промышленным стандартам, что открывает возможности для массового производства.
Повышенная вычислительная способность и энергоэффективность нового устройства особенно важны для приложений, работающих с большими массивами данных и требующих значительных вычислительных ресурсов. Разработчики планируют дальнейшее совершенствование технологии, в том числе создание более крупных интегрированных чипов для выполнения еще более сложных задач на более высоких скоростях. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Electronics.
Сравнение аналогового чипа с цифровыми по производительности/Nature Electronics