Команда дослідників із Пекінського університету повідомила про створення нового аналогового процесора. Він здатний працювати у тисячу разів швидше за найпотужніші графічні процесори Nvidia H100 та AMD Vega 20, повідомляє Live Science.
Як йдеться у дослідженні, опублікованому в журналі Nature Electronics, новий чіп побудований на базі резистивної пам’яті з довільним доступом (Resistive Switching Random-Access Memory, RRAM). За словами авторів, він усуває дві ключові проблеми цифрових обчислень — обмеження енергоефективності та пропускної здатності, з якими стикаються системи у сферах штучного інтелекту та бездротових технологій шостого покоління (6G).
Розробка, як зазначають дослідники, вирішує “столітню проблему” аналогових обчислень — низьку точність і складність масштабування таких систем. Під час експериментів новий чіп продемонстрував точність, порівнянну з цифровими процесорами, при цьому споживаючи у 100 разів менше енергії.
Пристрій показав особливо високі результати під час розв’язання складних комунікаційних задач, зокрема матричних обернень, які застосовуються у системах MIMO — багатовходових і багатовихідних бездротових мережах. Завдяки вдосконаленню архітектури вчені змогли досягти продуктивності, що перевищує можливості графічних процесорів Nvidia H100 і AMD Vega 20 у 1000 разів.
Для порівняння, саме процесори Nvidia H100 сьогодні є основою для навчання великих мовних моделей, таких як ChatGPT. Однак китайський чіп працює на абсолютно іншій технології — аналоговій. Замість двійкових обчислень (1 і 0) він використовує безперервні електричні сигнали, що дозволяє обробляти великі обсяги даних безпосередньо в обладнанні, уникаючи енергозатратного обміну з пам’яттю.
Дослідники підкреслюють, що така архітектура може забезпечити у 1000 разів більшу пропускну здатність і у 100 разів вищу енергоефективність, ніж найсучасніші цифрові процесори. За словами розробників, їхня технологія зберігатиме при цьому рівень точності, необхідний для складних наукових і промислових обчислень.
Аналогові обчислення мають давню історію — від антикітерського механізму, створеного понад 2000 років тому, до перших електронних обчислювальних машин XX століття. Проте через труднощі з точністю та стабільністю сигналів вони поступилися цифровим процесорам. Нині, завдяки новим підходам до архітектури пам’яті, інтерес до аналогових технологій знову зростає.
Китайський чіп використовує два рівні обробки даних: перший забезпечує надшвидке приблизне обчислення, а другий уточнює результат, наближаючи його до цифрової точності. Розробку створено за комерційною технологією виробництва, що відкриває шлях до її масштабного впровадження.
За словами авторів, наступним кроком стане розробка більших, повністю інтегрованих аналогових чіпів, здатних працювати зі складнішими задачами штучного інтелекту та телекомунікацій. Вчені вважають, що їхня технологія може радикально змінити підхід до обчислень і стати основою для нового покоління енергоефективних процесорів.