Китай сделал нечто невероятное: обошёл запрет на чипы Nvidia, создав в 1000 раз более мощный аналоговый процессор
Разработка демонстрирует точность, сравнимую с точностью цифровых систем, но с невероятным преимуществом в скорости.
Ученые из Пекинского университета представили необычный полупроводниковый чип, способный выполнять вычисления не в цифровом, а в аналоговом формате. В отличие от обычных процессоров, обрабатывающих данные с помощью двоичного кода, новая разработка производит вычисления непосредственно в физических схемах с использованием постоянных электрических сигналов. Именно эта особенность позволила добиться потрясающей скорости и эффективности.
В экспериментах устройство показало себя особенно эффективным при решении задач, связанных с матричными преобразованиями, используемыми в системах беспроводной связи MIMO. Чип достиг точности, сравнимой с точностью цифровых процессоров, но потреблял в сто раз меньше энергии.. При дальнейшей настройке он демонстрирует производительность, в тысячу раз превышающую производительность флагманских видеокарт Nvidia H100 и AMD Vega 20, используемых для обучения моделей искусственного интеллекта.. Исследователи подчеркивают, что именно такие задачи, требующие быстрой обработки больших объемов данных, становятся ахиллесовой пятой классических архитектур.
В основе нового устройства лежат ячейки резистивной энергонезависимой памяти (RRAM), которые меняют свое сопротивление, регулируя протекание тока. Такая структура позволяет не только хранить данные, но и выполнять вычисления непосредственно в памяти, устраняя необходимость постоянного обмена с внешней памятью. Это значительно снижает энергопотребление и ускоряет обработку. Архитектура включает в себя два цикла: один выполняет предварительный приблизительный расчет, а второй за несколько итераций уточняет его результат. Таким образом достигается баланс между высокой скоростью аналогового подхода и точностью цифровых систем.
Хотя аналоговые вычисления существуют с древних времен (примером тому является древний механизм, найденный у берегов Антикитеры), они долгое время считались непрактичными из-за трудностей в управлении сигналами. Однако современные технологии памяти проложили путь к их возвращению. Основное отличие состоит в том, что новые решения сочетают классические принципы с современным производственным процессомподходит для масштабирования. Это дает шанс для массового внедрения подобных чипов в областях, требующих быстрой работы с интенсивными информационными потоками – от нейронных сетей до систем связи нового поколения.
Авторы разработки планируют увеличить размер чипа и объединить его компоненты на одном кристалле, чтобы справиться с более сложными задачами.. Перспективы нового чипа связаны не только с увеличением производительности, но и с возможностью снижения энергопотребления в наиболее ресурсоемких областях вычислений.
