В настольных компьютерах, в ноутбуках и смартфонах можно выделить вычислительные модули и память. Такой подход известен как «фон-неймановская архитектура» — по имени ученого Джона фон Неймана, одного из пионеров в области цифровой вычислительной техники. В такой архитектуре данные постоянно перемещаются между памятью и вычислительным устройством, а это медленно и не слишком эффективно.
Вычисления по принципу «всё в одном»
Решением этой проблемы может стать «вычислительная память» ― технология, также известная как «вычисления в памяти». При этом для хранение и обработка информации используются только физические свойства памяти компьютера.
Исследовательская группа в IBM объявила о прорывном достижении в области вычислительной памяти, успешно выполнив алгоритм машинного обучения на группе в 1 миллион устройств памяти, действующих на основе эффекта смены фазы (ЭСФ).
Устройство ЭСФ было создано из сплава германий-сурьма-теллурид, помещённого между парой электродов. Ожидается, что эта опытная технология обеспечит 200-кратный рост скорости и энергоэффективности.
Подходит для искусственного интеллекта
Устройство ЭСФ выполняет вычисления, используя механизм кристаллизации ― при прохождении электрического тока неупорядоченное расположение атомов сменяется на упорядоченное, то есть кристаллическое. Учёные продемонстрировали технологию ЭСФ на двух примерах с контролем времени, и сравнили с традиционными способами машинного обучения.
Способность быстрее выполнять вычисления повлияет на общую производительность компьютеров. Для IBM это означает бОльшую мощность в приложениях искусственного интеллекта.
Технология CMOS достигла предела, и для преодоления её ограничений неизбежна радикальная смена парадигмы «процессор―память».
Вычислительная память расширяет возможность обработки данных в реальном времени, что очень важно теперь, когда компании делают упор на аналитическую обработку информации. Гиганты индустрии, такие как Amazon и Google, делают ИИ центральным элементом своей деловой активности, поэтому рост скорости компьютеров ИИ очень востребован.
Это звучит впечатляюще! Увеличение скорости компьютеров может сильно повлиять на различные области, такие как наука, искусственный интеллект и обработка данных. Интересно, как это отразится на нашем повседневном использовании технологий.