Naukowcy z Politechniki Mediolańskiej opracowali innowacyjny analogowy procesor, który może całkowicie zmienić przyszłość robotyki i sztucznej inteligencji. Według TechXplore nowy układ jest 5000 razy bardziej energooszczędny niż tradycyjne procesory cyfrowe, pisze Bytow24.
Urządzenie wykorzystuje obliczenia bezpośrednio w pamięci, co eliminuje konieczność przesyłania danych między procesorem a pamięcią. Takie rozwiązanie pozwala zmniejszyć zużycie energii, ograniczyć opóźnienia i przyspieszyć przetwarzanie danych w zastosowaniach przemysłowych oraz badawczych.
Jak działa nowy układ i dlaczego jest tak przełomowy
Klasyczna architektura komputerowa opiera się na modelu von Neumanna, w którym dane są stale przesyłane pomiędzy pamięcią a procesorem. To tzw. „wąskie gardło” powoduje spadek wydajności i zwiększenie zużycia energii. Nowy chip eliminuje ten problem, łącząc pamięć i jednostkę obliczeniową w jednej strukturze.
Został on wykonany w technologii 90 nm i zawiera dwa moduły pamięci 64×64, które łączą statyczną pamięć SRAM z analogowymi komórkami ReRAM. Dzięki temu układ jest w stanie wykonywać operacje matematyczne, takie jak odwracanie macierzy czy rozwiązywanie równań liniowych, bezpośrednio w pamięci.
Efektywność energetyczna potwierdzona w badaniach
Podczas testów laboratoryjnych wykazano, że precyzja obliczeń w nowym układzie nie ustępuje cyfrowym systemom, natomiast jego zużycie energii jest nieporównywalnie niższe.
W opisie eksperymentów badacze zwracają uwagę na skalę osiągniętego postępu.
„Dzięki obliczeniom w pamięci udało się osiągnąć poziom efektywności energetycznej, który wcześniej wydawał się nieosiągalny.”
Zastosowanie takiej architektury umożliwia także miniaturyzację urządzeń i integrację procesora w systemach o ograniczonej przestrzeni, jak np. w robotach mobilnych czy sensorach przemysłowych.
Gdzie znajdzie zastosowanie nowa technologia
Nowy procesor został już wykorzystany do śledzenia trajektorii rakiet z użyciem filtra Kalmana, a także do sterowania ruchami robotów-manipulatorów. Uzyskane wyniki potwierdzają, że chip może znaleźć zastosowanie w wielu obszarach, od automatyki przemysłowej po systemy wojskowe.
Projekt powstał we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Pekińskiego. Pełny opis badań został opublikowany w czasopiśmie Nature Electronics, co potwierdza znaczenie tej technologii dla światowej nauki.
Przypomnijmy, że pisaliśmy już o konflikcie wokół danych wykorzystywanych do trenowania sztucznej inteligencji.
