Китай извърши нещо невероятно: заобиколи забраната за чипове на Nvidia чрез създаването на 1000 пъти по-мощен аналогов процесор

Разработката показва точност, сравнима с тази на цифровите системи, но с невероятно предимство по отношение на скоростта.

Учени от Пекинския университет представиха необичаен полупроводников чип, който е в състояние да извършва изчисления не в цифров, а в аналогов формат. За разлика от конвенционалните процесори, които обработват данните с помощта на двоичен код, новата разработка прави изчисления директно във физическите вериги, като използва постоянни електрически сигнали. Именно тази особеност е позволила да се постигне изумителна скорост и ефективност.

При експериментите устройството се оказа особено ефективно при решаването на задачи, свързани с матрични преобразувания, използвани в безжичните комуникационни системи MIMO. Чипът постигна точност, сравнима с тази на цифровите процесори, но консумираше сто пъти по-малко енергия. При допълнителна настройка той демонстрира производителност, която е хиляда пъти по-добра от тази на флагманските графични карти Nvidia H100 и AMD Vega 20, използвани за обучение на модели на изкуствен интелект. Изследователите подчертават, че именно такива задачи, при които се изисква бързо обработване на големи количества данни, и се превръщат в ахилесовата пета на класическите архитектури.

В основата на новото устройство са клетките на резистивната енергонезависима памет (RRAM), които променят съпротивлението си, регулирайки потока на тока. Тази структура позволява не само да се съхраняват данни, но и да се извършват изчисления директно в паметта, като се елиминира необходимостта от постоянен обмен с външна памет. Това значително намалява консумацията на енергия и ускорява обработката. Архитектурата включва два цикъла: единият извършва предварително, приблизително изчисление, а вторият прецизира резултата му в няколко итерации. По този начин се постига баланс между високата скорост на аналоговия подход и точността на цифровите системи.

Въпреки че аналоговите изчисления съществуват още от древността – пример за това е древният механизъм, намерен край бреговете на Антикитера – дълго време те са били считани за непрактични поради трудностите при управлението на сигналите. Съвременната технология на паметта обаче проправи пътя за тяхното завръщане. Основната разлика е, че новите решения съчетават класическите принципи със съвременен производствен процес, подходящ за мащабиране. Това дава шанс за масово въвеждане на такива чипове в области, които изискват бърза работа с интензивни информационни потоци – от невронните мрежи до комуникационните системи от ново поколение.

Авторите на разработката планират да увеличат размера на чипа и да интегрират компонентите му върху един кристал, за да се справят с по-сложни задачи. Перспективите на новия чип са свързани не само с нарастване на производителността, но и с възможността за намаляване на потреблението на енергия в най-ресурсоемките области на изчислителната техника.