A memória és a processzor keresztezése nagy előrelépést jelenthet a számítástechnikában

Azzal, hogy az alapjaiban formálták át a számítástechnika bizonyos pontjait, a Princeton Egyetem kutatói létrehoztak egy új chippet, ami a teljesítmény növelése mellet csökkenti a rendszer energiafogyasztását mesterséges intelligenciák használatakor.

A chip, ami az általános programozási nyelveket is támogatja, valószínűleg a mobiltelefonok és más, főleg akkumulátorról üzemelő berendezések között kezdheti meg a térhódítását.

A chip alapját képező technikát a memórián belül lezajló számítások jellemzik, ez azért fontos mivel ezzel a módszerrel kikerülhetik azt az idő és energiaigényes folyamatot, amikor a processzor a memóriában tárolt adatokat gyűjti be. Ez azt jelenti, hogy az új chippen a számításokat közvetlenül a memóriában végzik, ami így növeli a sebességüket és a hatásfokukat is.

Az eddigi laboratóriumi vizsgálatok szerint a chiphez használt áramkörök akár több százszor gyorsabbak a hozzájuk hasonló chippeknél. Azonban ezeket a teszteket még a chip egy korábbi változatán tesztelték, ami azóta több optimalizáción is átesett és új alkatrészeket is kapott – ami arra utal, hogy még a teszteknél is nagyobb lehet az előrelépés.

A bejelentés egyik fő újdonsága, hogy a memórián belüli áramkört már sikerült egy programozható processzor architektúrába integrálni, ami így lehetővé teszi a gyakori programozási nyelvek – mint például a C – használatát.

A kutatók elmondása szerint a chip korábban egy “nagyon erős motor” volt, amíg ezzel már egy “teljes autóvá” vált.

Amíg a kutatók szerint a chip szinte bármilyen rendszerrel kompatibilis, addig elsődlegesen a mély tanulási algoritmusokhoz fejlesztették ki őket – melyek a helyben gyűjtött adatok segítségével hajtanak végre összetett feladatokat. Ilyen mély tanulási rendszereket használnak az önvezető autók, az arcfelismerő rendszerek valamint az egészségi állapotunkat monitorozó berendezések szoftverei.

A kutatócsapat szerint rengeteg felhasználási területen a chip által biztosított energiamegtakarítás kritikusabb lehet mint a teljesítmény emelése. Ez azért van így mivel a mesterséges intelligenciákat használó berendezések között sokak akkumulátorról üzemelnek, így a fogyasztás fontos szempont nekik.

Az Apple iPhone X-ébe már most is van egy dedikált MI chip, viszont annak az energia megtakarító és teljesítmény növelő forrásai kiaknázatlanok a programozhatóság hiánya miatt.

Az új chip segíthet megkerülni Moore-törvényének lelassulását. Törvény az Intelt alapító Gordon Moore nevéhez fűződik, aki megfigyelte, hogy egy integrált áramkörön évente megduplázódik a tranzisztorok száma – amíg ezek a tranzisztorok hatékonyabbá és gyorsabbá is válnak. A törvény évtizedekig fennállt, viszont az elmúlt években megtorpant a tranzisztorok fejlődése – mivel egy alapvető fizikai korlátba ütköztek.

A kutatók ezért most a tranzisztor szint helyett az architektúra szintjén kerestek megoldást a problémára, ami egyre sürgetőbb, ahogy az újabb és újabb mesterséges intelligenciát használó alkalmazások számításigénye folyamatosan növekszik.

A remények szerint ez a változtatás a tranzisztorok módosítása nélkül is felgyorsíthatja a számítógépeket. Azonban ennek a rendszernek is megvannak a maga problémái; a memóriákat jelenleg annyira sűrűn használják ki amennyire csak lehet – hogy a lehető legtöbb adatot tudják tárolni viszont, hogyha a számítások is erre a frontra kerülnek, akkor ezért a helyért a számításokat végző tranzisztorok is versenyezni fognak.

Erre az egyik lehetséges megoldást jelenti a kondenzátorok használata. A tranzisztorok valójában olyan kapcsolók, meylek feszültségváltozás hatására állapotot váltanak és így egyesek és nullákként kódolják a jeleket. A rendszer ezen felül különböző számítási lehetőségeket is biztosít.

A kondenzátorok ott jönnek a képbe, hogy képesek elektromos töltéseket elraktározni és felszabadítani, így a nullák és egyeseken felül bármilyen számot jelölhetnek. Ezzel a kondenzátorok a tranzisztoroknál lényegesen sűrűbb helyen is képesek ugyanazoknak a számításoknak az elvégzésére.

A kondenzátorok egy másik nagy előnye, hogy sokkal pontosabban lehet elhelyezni őket egy chipen mint a tranzisztorokat. Az új chipnél a kondenzátorokat hagyományos SRAM (static random access memory) cellákkal együtt használják, melyek így analóg módon is lehetővé tennék a számításokat, viszont mindezt úgy, hogy megmaradnának a programozhatóság előnyei.

Forrás: arxiv.orgprinceton.edu[pdf]

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.