Дослідники з Міланського політехнічного університету створили прототип аналогового процесора, який потенційно може здійснити технологічну революцію у сфері робототехніки та штучного інтелекту. За оцінками науковців, нова архітектура забезпечує до 5000 разів вищу енергоефективність, ніж класичні цифрові процесори.
Як повідомляє TechXplore, такого результату вдалося досягти завдяки принципово іншому підходу до обчислень — виконанню операцій безпосередньо в пам’яті, без постійного обміну даними між процесором і пам’яттю.
Проблема традиційних процесорів
Сучасні комп’ютери побудовані за архітектурою фон Неймана, яка має критичний недолік — так зване «вузьке місце». Воно виникає через необхідність постійного передавання даних між обчислювальним блоком і пам’яттю, що призводить до:
- значних енерговитрат;
- затримок у виконанні операцій;
- обмежень продуктивності.
Особливо гостро ця проблема проявляється під час обробки операцій лінійної алгебри, які лежать в основі алгоритмів машинного навчання та керування роботами.
- Читайте також: Intel представила процесори Panther Lake: нова архітектура, потужність і ШІ-прискорення до 180 TOPS
Як працює новий аналоговий чип
Новий процесор виготовлений за 90-нм техпроцесом і використовує концепцію обчислень у пам’яті (in-memory computing). Його архітектура включає:
- два масиви пам’яті розміром 64×64;
- поєднання статичної пам’яті SRAM та аналогових комірок резистивної пам’яті ReRAM.
Саме комірки ReRAM відіграють ключову роль, виступаючи аналоговими елементами, які дозволяють виконувати складні математичні операції безпосередньо в пам’яті.
За допомогою замкнутого контуру зворотного зв’язку процесор може виконувати такі задачі, як інверсія матриць, що є критично важливими для систем штучного інтелекту та автономного керування.
Практичне застосування
Ефективність технології вже перевірили на реальних сценаріях. Зокрема, процесор успішно застосували для:
- відстеження траєкторій ракет за допомогою фільтра Калмана;
- розрахунків керування роботами-маніпуляторами.
Науковці зазначають, що подібні аналогові процесори можуть стати основою для нового покоління енергоефективних роботів, автономних систем і вбудованого ШІ, де критичними є швидкість реакції та мінімальне споживання енергії.
