Это означает, что теперь данные могут обрабатываться в том же месте, где они хранятся, что приводит к гораздо более быстрым и тонким мобильным устройствам и компьютерам.Эта новая вычислительная схема была разработана Технологическим университетом Наньян в Сингапуре (NTU Singapore) в сотрудничестве с немецким RWTH Aachen University и Forschungszentrum Juelich, одним из крупнейших междисциплинарных исследовательских центров в Европе.Он построен с использованием современных микросхем памяти, известных как память с резистивной коммутацией и произвольным доступом на основе окислительно-восстановительного потенциала (ReRAM).
Этот тип микросхем, разработанный такими мировыми производителями микросхем, как SanDisk и Panasonic, является одним из самых быстрых модулей памяти, которые скоро появятся на рынке.Однако вместо хранения информации доцент NTU Анупам Чаттопадхьяй в сотрудничестве с профессором Райнером Васером из RWTH Ахенского университета и доктором Викасом Рана из Forschungszentrum Juelich показал, как ReRAM можно также использовать для обработки данных.Это открытие было недавно опубликовано в Scientific Reports.Современные устройства и компьютеры должны передавать данные из запоминающего устройства в процессор для вычислений, в то время как новая схема NTU экономит время и энергию, устраняя эти передачи данных.
Это также может повысить скорость текущих процессоров, имеющихся в ноутбуках и мобильных устройствах, как минимум в два или более раз.Заставив микросхему памяти выполнять вычислительные задачи, можно сэкономить место за счет отказа от процессора, что приведет к созданию более тонкой, компактной и легкой электроники.
Это открытие может также привести к новым возможностям дизайна бытовой электроники и носимых устройств.Как работает новая схемаВ настоящее время все компьютерные процессоры на рынке используют двоичную систему, которая состоит из двух состояний — 0 или 1. Например, буква A будет обработана и сохранена как 01000001, 8-битный символ.
Однако прототип схемы ReRAM, созданный профессором Чаттопадхайем и его сотрудниками, обрабатывает данные более чем в двух состояниях. Например, он может хранить и обрабатывать данные как 0, 1 или 2, известные как троичная система счисления.Поскольку ReRAM использует различное электрическое сопротивление для хранения информации, можно было бы хранить данные в еще большем количестве состояний, тем самым ускоряя вычислительные задачи сверх текущих ограничений.По словам профессора Чаттопадхья из Школы компьютерных наук и инженерии НТУ, в современных компьютерных системах вся информация должна быть преобразована в строку нулей и единиц, прежде чем ее можно будет обработать.
«Это похоже на долгую беседу с кем-то через крошечного переводчика, а это трудоемкий и трудоемкий процесс», — пояснил он. «Теперь мы можем увеличить возможности переводчика, чтобы он мог обрабатывать данные более эффективно».Стремление к ускорению обработки данных является одной из самых насущных потребностей отраслей по всему миру, поскольку компьютерное программное обеспечение становится все более сложным, а центрам обработки данных приходится иметь дело с большим объемом информации, чем когда-либо.
Исследователи заявили, что использование ReRAM для вычислений будет более рентабельным, чем другие вычислительные технологии на горизонте, поскольку ReRAM скоро появятся на рынке.Профессор Васер сказал: «ReRAM — это универсальная концепция энергонезависимой памяти. Эти устройства энергоэффективны, быстры и могут масштабироваться до очень малых размеров. Использование их не только для хранения данных, но и для вычислений может открыть совершенно новые возможности. путь к эффективному использованию энергии в информационных технологиях ».
Превосходные свойства ReRAM, такие как долговременная емкость хранения, низкое энергопотребление и возможность производства на наноразмерном уровне, привлекли многие полупроводниковые компании к инвестированию в исследования этой многообещающей технологии.В настоящее время исследовательская группа стремится привлечь отраслевых партнеров для использования этого важного преимущества троичных вычислений на основе ReRAM.
Двигаясь вперед, исследователи также будут работать над разработкой ReRAM для обработки большего количества, чем его текущие четыре состояния, что приведет к значительному увеличению скорости вычислений, а также к тестированию его производительности в реальных вычислительных сценариях.