Учёные из Пекинского университета (Peking University) разработали аналоговый чип, который устраняет «вековую проблему» низкой точности и непрактичности аналоговых вычислений, делая их конкурентоспособными с цифровыми процессорами. Опубликованное в октябре в журнале Nature Electronics исследование показало, что новый чип превосходит современный Nvidia H100 и не слишком актуальный AMD Vega 20 — в 1000 раз по производительности и в 100 раз по энергоэффективности.
Пять причин полюбить HONOR Magic7 Pro
Пять причин полюбить HONOR X8c
Пять причин полюбить HONOR Pad V9
Почему ИИ никак не сесть на безматричную диету
Обзор умных часов HUAWEI WATCH 5: часы юбилейные
Hollow Knight: Silksong — песнь страданий и радостей. Рецензия
Фитнес-браслет HUAWEI Band 10: настоящий металл
HUAWEI FreeArc: вероятно, самые удобные TWS-наушники
Так называемая «вековая проблема» аналоговых вычислительных платформ коренится в сложных процессах контроля непрерывных физических сигналов, таких как напряжение и ток, что исторически увело аналоговые вычисления в тень цифровых. Но сегодня цифровые платформы столкнулись с проблемой дальнейшего масштабирования как по производительности, так и по энергопотреблению, что даёт шанс старым, забытым аналоговым вычислениям. В конечном итоге техника стала более совершенной — так почему бы не применить её к аналоговым методам?
Новый аналоговый чип построен на массивах резистивной памяти с произвольным доступом (RRAM или ReRAM), где данные хранятся и обрабатываются путём регулирования и регистрации силы проходящего через ячейки электрического тока, без использования двоичного кодирования в 1 и 0. Тем самым появляется возможность хранить и обрабатывать данные на месте, не пересылая массивы информации за пределы процессора, как это происходит в цифровых платформах. Такой подход сразу даёт по энергопотреблению 100-кратное преимущество аналоговой схеме, хотя он применим не для всех случаев.
В частности, китайские учёные показали преимущество созданного ими аналогового чипа в задачах инверсии матриц для MIMO-систем в беспроводной связи (много входов, много выходов). Это типичные схемы работы Wi-Fi-роутеров и платформ сотовой связи. Иначе говоря, донельзя практичное применение для новой разработки — особенно в свете прихода сетей 6G, когда в эфире станет до предела тесно от перекрёстных сигналов. При решении таких задач китайский аналоговый чип показал себя в 1000 раз производительнее, чем GPU Nvidia H100 и AMD Vega 20.
Аналоговая вычислительная платформа экономит время на перекодировку данных и их пересылку, в сумме давая резкий выигрыш по сравнению с цифровыми платформами. Проблему низкой точности аналоговых решений учёные решили интересным образом: они разделили чип на общую часть для быстрой обработки данных и прецизионную — которая работала медленнее, но выдавала результат практически с «цифровой» точностью. Аналогичный подход можно применить для решения задач, связанных с ИИ. Тем самым аналоговые вычисления могут потеснить цифровые — не везде и не всегда, но шансы на это велики..
