Кина решава ‘вековни проблем’ новим аналогним чипом који је 1.000 пута бржи од врхунских Нвидиа ГПУ-а
Научници у Кини развили су нови чип, са преокретом: аналогни је, што значи да обавља прорачуне на сопственим физичким колима, а не преко бинарних 1с и 0с стандардних дигиталних процесора.
Штавише, његови креатори кажу да је нови чип способан да надмаши врхунске графичке процесорске јединице (ГПУ) из Нвидије и АМД-а чак 1.000 пута.
Када је стављен на рад на сложене проблеме комуникације — укључујући проблеме инверзије матрице који се користе у масивним системима са више улаза и више излаза (МИМО) (бежични технолошки систем) — чип је одговарао прецизности стандардних дигиталних процесора док је користио око 100 пута мање енергије.
Извршавањем подешавања, истраживачи су рекли да је уређај тада смањио перформансе врхунских ГПУ-а као што су Нвидиа Х100 и АМД Вега 20 за чак 1.000 пута. Оба чипа су главни играчи у обуци АИ модела; Нвидијин Х100, на пример, је новија верзија А100 графичких картица, које је ОпенАИ користио за обуку ЦхатГПТ-а.
Нови уређај је направљен од низова отпорна меморија са случајним приступом (РРАМ) ћелије које чувају и обрађују податке прилагођавајући колико лако струја тече кроз сваку ћелију.
За разлику од дигиталних процесора који рачунају у бинарним 1с и 0с, аналогни дизајн обрађује информације као континуиране електричне струје кроз своју мрежу РРАМ ћелија. Обрађујући податке директно унутар сопственог хардвера, чип избегава енергетски интензиван задатак пребацивања информација између себе и спољног извора меморије.
„Са порастом апликација које користе огромне количине података, ово ствара изазов за дигиталне рачунаре, посебно пошто традиционално скалирање уређаја постаје све изазовније“, рекли су истраживачи у студији. „Бенцхмаркинг показује да би наш приступ аналогном рачунарству могао да понуди 1.000 пута већу пропусност и 100 пута бољу енергетску ефикасност од најсавременијих дигиталних процесора за исту прецизност.“
Стара технологија, нови трикови
Аналогно рачунарство није ново — управо супротно, у ствари. Антикитерски механизам, откривена код обале Грчке 1901. године, процењује се да је изграђена пре више од 2.000 година. Користио је зупчанике који се међусобно блокирају за извођење прорачуна.
За већину модерних историја рачунарствамеђутим, аналогна технологија је отписана као непрактична алтернатива дигиталним процесорима. То је зато што се аналогни системи ослањају на континуиране физичке сигнале за обраду информација — на пример, напон или електрична струја. Њих је много теже прецизно контролисати од два стабилна стања (1 и 0) са којима дигитални рачунари морају да раде.
Тамо где се аналогни системи истичу у брзини и ефикасности. Пошто не морају да растављају прорачуне на дуге низове бинарног кода – уместо тога да их представљају као физичке операције на колу чипа – аналогни чипови могу истовремено да обрађују велике количине информација уз коришћење далеко мање енергије.
Ово постаје посебно значајно у апликацијама које захтевају доста података и енергије као што је вештачка интелигенција, где се дигитални процесори суочавају са ограничењима у томе колико информација могу да обрађују секвенцијално, као и у будуће 6Г комуникације — где ће мреже морати да обрађују огромне количине бежичних сигнала који се преклапају у реалном времену.
Истраживачи су рекли да би недавни напредак у меморијском хардверу могао поново учинити аналогно рачунарство одрживим. Тим је конфигурисао РРАМ ћелије чипа у два кола: један који је обезбедио брз, али приближан прорачун, а други који је пречишћавао и фино подешавао резултат током наредних итерација све док није дошао до прецизнијег броја.
Конфигурисање чипа на овај начин значило је да је тим успео да комбинује брзину аналогног рачунања са тачношћу која се обично повезује са дигиталном обрадом. Оно што је најважније, чип је произведен коришћењем комерцијалног производног процеса, што значи да би се потенцијално могао масовно производити.
Будућа побољшања кола чипа могла би још више повећати његове перформансе, кажу истраживачи. Њихов следећи циљ је да направе веће, потпуно интегрисане чипове који би могли да решавају сложеније проблеме при већим брзинама.
