Китайские ученые из Пекинского университета разработали аналоговый чип, который способен преодолеть «вековую проблему» низкой точности и непрактичности аналоговых вычислений. Это делает их конкурентоспособными с цифровыми процессорами.
Прорыв в аналоговых вычислениях
Новый чип, описанный в журнале Nature Electronics, показал производительность в 1000 раз выше, чем у современных процессоров Nvidia H100 и AMD Vega 20. Кроме того, он демонстрирует в 100 раз более высокую энергоэффективность.
Решение «вековой проблемы»
Аналоговые вычислительные платформы исторически страдали от сложных процессов контроля непрерывных физических сигналов, таких как напряжение и ток. Однако сегодня цифровые платформы столкнулись с проблемой дальнейшего масштабирования как по производительности, так и по энергопотреблению. Это дает шанс аналоговым вычислениям.
Особенности нового аналогового чипа
Новый чип построен на массивах резистивной памяти с произвольным доступом (RRAM или ReRAM). Данные хранятся и обрабатываются путем регулирования и регистрации силы проходящего через ячейки электрического тока, без использования двоичного кодирования в 1 и 0.
Преимущества нового подхода
- Хранение и обработка данных на месте, без пересылки массивов информации за пределы процессора
- 100-кратное преимущество по энергопотреблению
Практическое применение
Китайские ученые показали преимущество созданного ими аналогового чипа в задачах инверсии матриц для MIMO-систем в беспроводной связи. Это типичные схемы работы Wi-Fi-роутеров и платформ сотовой связи.
Решение проблемы низкой точности
Ученые решили проблему низкой точности аналоговых решений, разделив чип на общую часть для быстрой обработки данных и прецизионную — которая работает медленнее, но выдает результат практически с «цифровой» точностью.
Будущие перспективы
Аналоговые вычисления могут потеснить цифровые — не везде и не всегда, но шансы на это велики. Особенно в свете прихода сетей 6G, когда в эфире станет до предела тесно от перекрестных сигналов.
В будущем возможно более широкое применение аналоговых чипов в различных сферах, включая искусственный интеллект и беспроводную связь.
RU 
EN