Amerikanska forskare utvecklar en ny typ av minneschip som både kan lagra information och utföra beräkningar med hög hastighet och effektivitet.
 |
| Forskare säger att magneto-optiska minneschip kan bidra till att minska strömförbrukningen för att frigöra ström för AI. (Källa: Live Science) |
Detta är en ny typ av ultrasnabbt minneschip (eller minnescell) som använder både optiska signaler och magneter för att effektivt bearbeta och lagra data.
Cellerna gör det möjligt för användare att köra höghastighetsberäkningar, skriver teamet i tidskriften Nature Photonics. Den snabbare bearbetningshastigheten och den lägre energiförbrukningen kommer att bidra till att skala upp datacenter för artificiell intelligens (AI)-system så att de fungerar enkelt.
”Datacenter med tusentals grafikprocessorer (GPU:er) kräver mycket energi för att fungera”, säger studiens medförfattare Nathan Youngblood, elektro- och dataingenjör vid University of Pittsburgh. ”Lösningen är ofta att köpa fler grafikprocessorer och använda mer energi. Så om optik kan lösa detta problem mer effektivt och snabbare, kommer det att minska strömförbrukningen, och maskininlärningssystemet kommer också att fungera snabbare.”
Dessa nya minnesceller använder ett magnetfält för att styra en ljussignal medurs eller moturs genom en ringresonator, en komponent som förstärker ljus vid vissa våglängder, och skickar den till en av två utgångsportar. Beroende på ljusintensiteten vid varje utgångsport kan minnescellen koda ett tal mellan 0 och 1, eller mellan 0 och minus 1. Till skillnad från traditionella minnesceller som bara kodar 0- eller 1-värden i en informationsbit, kan de nya minnescellerna koda ett antal icke-heltalvärden, vilket möjliggör lagring av upp till 3,5 bitar per minnescell.
De där moturs- och medursljussignalerna är som ”två löpare som springer på samma bana, men de springer i motsatta riktningar, med vinden alltid framför den ena och bakom den andra”, säger ingenjören Youngblood.
Siffrorna som samlats in från denna kapplöpning kring ringresonatorn kan användas för att stärka kopplingarna mellan noder i artificiella neurala nätverk, vilket hjälper maskininlärningsalgoritmer att bearbeta data på ett liknande sätt som den mänskliga hjärnan, sa han.
Till skillnad från traditionella datorer, som utför beräkningar i centralprocessorn och sedan skickar resultaten till minnet, utför de nya minnescellerna höghastighetsberäkningar direkt inuti minnesmatrisen. Youngblood sa att minnesbaserad databehandling är särskilt användbar för tillämpningar som artificiell intelligens som behöver bearbeta mycket data mycket snabbt.
Teamet demonstrerade också hållbarheten hos denna typ av magneto-optiskt minneschip. Forskarna sa att de körde mer än 2 miljarder skrivningar och raderingar på dessa chips utan att se någon försämring i prestanda, en 1 000-faldig förbättring jämfört med tidigare minnestekniker. Konventionella flash-enheter är begränsade till 10 000 till 100 000 skrivningar och raderingar, sa Youngblood.
I framtiden hoppas Youngblood och hans kollegor kunna lägga till fler av dessa minnesceller i datorer och testa mer avancerade beräkningar.
Tekniken skulle kunna bidra till att minska mängden el som behövs för att driva artificiell intelligens-system, sa han.
[annons_2]
Källa
Kommentar (0)