Anonim
Image

Tai yra popierius:

„Skaičiavimas atmintyje atitinka naują mastelio koncepciją, kuri gali padėti sutaupyti daug energijos, tačiau neišnaudojama daug energijos“, - sako Francky Catthoor (nuotraukoje) imec kolega.

„Daugeliui naujų programų reikės skaičiavimo galios, kuri buvo būdinga superkompiuteriams prieš keletą metų ag0“, - sako C. Catthoor, „tačiau jiems reikia, kad tą galią būtų galima sukaupti mažose, netrikdomose programose, kurios sunaudoja mažai energijos ir turi garantuotą, greitą reakcijos laiką. . “

n

„Naudodamiesi tradiciniais mastelio keitimo metodais - mastelio mažiausiais aparatūros hierarchijos lygiais, kaip pramonė siekia paskutinius dešimtmečius - vis tiek galime laimėti, bet nepakankamai. Taigi, mes turėsime pažvelgti į aukštesnius lygius, kurdami technologijas, kurios optimizuotų funkcijų ar programų našumą ir energijos suvartojimą. “

Vadinamas sistemos ir technologijos optimizavimu (STCO), šis požiūris yra didžiulė ir beveik nepanaudota teritorija. Tai leis mums susigrąžinti energijos vartojimo efektyvumą, prarastą per pastaruosius dešimtmečius, daugiausia dėl to, kad pramonė sutelkė dėmesį į žemai kabančius vaisius, į matmenis pagal įprastų sistemų architektūrą. “

Manoma, kad STCO gali sutaupyti kelių dydžių energiją konkrečiam spektakliui. Tačiau dėl sprendimų sudėtingumo ir įvairovės ten patekti gali prireikti daug laiko. “

Per daug duomenų srauto

Daugelio šių dienų programų didžiausia energijos išeikvojimas yra duomenų judėjimas pirmyn ir atgal tarp procesoriaus ir įvairių saugojimo lygių. Tai ypač pasakytina apie tas programas, kurios atlieka operacijas su didžiuliais duomenų rinkiniais, galvoja apie DNR sekos nustatymo rezultatus, nuorodas socialinės žiniasklaidos tinkle ar aukštos raiškos specialių kamerų rezultatus. “

Tokioms programoms ir sistemoms, kuriose dominuoja duomenys, visi šie duomenų pasikartojimai sukelia energijos sąnaudas, kurių dydis yra didesnis už realų apdorojimą. Be to, tai gali sukelti rimtų pralaidumo problemų ir sulėtinti skaičiavimą kartais nenuspėjamais būdais. “

„Vienas iš būdų tai įveikti būtų suprojektuoti hibridines architektūras, kuriose daugybė operacijų būtų atliekamos toje pačioje fizinėje vietoje, kur saugomi duomenys, nereikia perkelti duomenų pirmyn ir atgal. Pavyzdžiai yra loginių operacijų atlikimas didelėse retose matricose, klaidų taisymas belaidžio jutiklio duomenyse arba neapdorotų duomenų, užfiksuotų vaizdo jutiklyje, apdorojimas. “

„Paskaičiuota atmintyje“ arba „CIM“, ši idėja gyvuoja jau kurį laiką; vis dėlto dabar į jį galima žiūrėti rimtai. Ypač viliojantis pasiūlymas yra panaudoti fizines atminties technologijos savybes atliekant skaičiavimus, pavyzdžiui, naudojant varžinės atminties technologiją. “

„Rezistinė atmintis veikia prielaidą, kad srovė pakeis atminties elemento pasipriešinimą. Naudojant du aiškiai skirtingus srovės lygius, varžinė atmintis gali būti naudojama kaip standartinė skaitmeninė atmintis. Tačiau tikroji jo galia yra ta, kad atminties elemento pasipriešinimas gali kisti išilgai kontinuumo ir kad jo vertė gali būti vertinama kaip srovės stimuliacijos ir jo senesnės vertės funkcija. Ši savybė gali būti panaudota įgyvendinant alternatyvias ne Būlio skaičiavimo paradigmas. “

Greitintuvai atmintyje

„Šiemet ir pirmą kartą„ imec “pristatė CIM savo partneriams, parodydama, be kita ko, naują būdų klasifikuoti įvairias galimybes. Tai dera su „imec“ nuolatinėmis pastangomis papildyti mastelį technologijos lygiu su DTCO (projektavimo ir technologijos optimizavimas) ir - dar aukščiau - STCO. Ši koncepcija buvo gerai įvertinta, ypač atsižvelgiant į sistemų aprūpinimą specialiaisiais procesoriais, kurie atmintyje vykdo specializuotas užduotis, vadinamąjį skaičiavimą atminties greitintuvuose (CIMA). “

„Įvairios akademinės grupės jau pateikė pasiūlymus dėl CIMA architektūros. Jie labai skiriasi taikomosiomis programomis, jų padėtimi atminties hierarchijoje ar tuo, kaip išnaudojamas paralelizmas. “

„Žvelgiant, pavyzdžiui, į tai, kur atminties hierarchijoje geriausiai atliekamas CIM, yra keletas pagrindinių variantų. Vienas iš jų yra apdorojimas su specialiu procesoriumi, esančiu arti periferinės atminties, pvz., Integruotu į hibridinės atminties kubą arba didelio pralaidumo atmintį. Antra, apdorojimas galėtų būti atliekamas atminties krūvoje, bet vis tiek ne pagrindinio procesoriaus atminties masyvuose. Taigi, šiais rezultatais vis dar gali dalytis procesoriai. Ir paskutinis, tai buvo galima padaryti pagrindinio procesoriaus atminties masyvuose. Iki šiol didžiausias dėmesys akademinėje bendruomenėje buvo skirtas šiam paskutiniam variantui. “

„Kitas aspektas būtų lygiagretumo tvarkymo būdas. Įprasta metodika yra lygiagreti užduočių lygiui, kiekvienai užduočiai perduodant reikalingus duomenis tarp atminties ir skaičiavimo. Bet jei duomenis laikome atmintyje (arba arti atminties), galėtume įgyvendinti duomenų lygiagretųjį sprendimą arba nurodymų lygio sprendimą. Pirmuoju atveju duomenų dalys (pvz., Paveikslėlio eilutės) bus apdorojamos lygiagrečiai naudojant tą pačią funkciją (pvz., Klaidų taisymas). Pastaruoju atveju vienas duomenų rinkinys bus apdorotas keliomis instrukcijomis lygiagrečiai. “

Tyrinėti technologijas ir programas

„Pateikę CIM savo partneriams, „ imec “dabar ištirs įvairius pasiūlymus ir kaip juos būtų galima technologiškai įgyvendinti tokiu būdu, kuris atitiktų puslaidininkių pramonės technologinius planus ir sprendimus. Planuojama sukurti ir parodyti CIMA mikroarhitektūras kartu su patraukliais taikymo atvejais, tyrinėjant galimų mikroarchitektūros-grandinės technologijos variantų spektrą. “

Šiuo atžvilgiu 2018 m. Pradėsime darbą su „MNEMOSENE“ (skaičiavimo atmintyje architektūra, pagrįsta varžiniais įrenginiais), Europos projektui pagal programą „Horizontas 2020“. Projekto tikslai yra sukurti ir pademonstruoti CIM, pagrįstą varžos skaičiavimu ir pritaikomomis konkrečioms programoms. Tai taip pat apima, pvz., CIM simuliatoriaus, paremto memristoriaus įtaisų ir statybinių blokų modeliais, projektavimą. „MNEMOSENE“ koordinuoja Delfto technologijos universitetas, o visi šio projekto partneriai kurį laiką vykdė svarbiausius srities tyrimus ir sudarė puikų konsorciumą, kuris tikrai judės šioje srityje. Be to, „imec“ glaudžiai bendradarbiauja su keliais iš šių partnerių, ypač su Delfto technologijos universitetu. “