في نهاية العام ،
ظهر مقال على Habré مفاده أن IBM تمكنت من إنشاء أول شريحة من 8 بتات مبنية على الذاكرة مع ذاكرة تغيير الطور (ذاكرة تغيير الطور ، أو PCM).
سنخبرك اليوم كيف يعمل الجهاز الذي يمثله عملاق تكنولوجيا المعلومات.
/ photo IBM Research CC BY-NDما هو الغرض من تطوير رقاقة؟
تعمل أنظمة التعلم الآلي الحديثة بشكل أساسي على أساس معالجات الرسوميات (GPUs). إنها تتطلب تبريدًا نشطًا ، حيث إن وحدة معالجة الرسومات (GPU)
يمكنها تسخين أسرع مرتين من وحدات المعالجة المركزية (CPU) وهذا يترجم إلى فواتير الكهرباء الكبيرة لمراكز البيانات التي توجد فيها مجموعات الحوسبة هذه.
تعتبر مسألة تقليل استهلاك الطاقة مهمة لمراكز البيانات (DPC). وفقًا
للمحللين ، بحلول عام 2025 ، تستهلك مراكز البيانات 20٪ من إجمالي الكهرباء المولدة. من أجل تقليل تكاليف مركز البيانات ، يتم تطوير تقنيات جديدة للتعلم الآلي (MO). وتشمل هذه الذاكرة التناظرية 8-بت مرحلة التحول (PCM) من IBM. وفقًا للمطورين ، ستكون الرقائق الجديدة أكثر إنتاجية بمقدار مائة مرة من وحدات معالجة الرسومات التقليدية وستتطلب طاقة أقل 280 مرة.
يتم شرح مزايا ذاكرة PCM من خلال حقيقة أن معالجة البيانات وتخزينها
تحدث على جهاز واحد. في الأنظمة التقليدية ، يتم فصل هذه العمليات - لابد من نقل البيانات من جهاز إلى جهاز ، ولهذا السبب ، يتم تقليل سرعة العمليات الحسابية وكفاءتها في استخدام الطاقة.
تعمل الشريحة مع أرقام النقطة العائمة 8 بت. نموذجيًا ، يستخدم التعليم الآلي الأرقام بدقة أكبر ، لكن وفقًا لباحثي IBM ، هذا يكفي للمهام اليومية.
تمكن مبدعو التكنولوجيا
من تطبيقها في ترجمة النصوص والتعرف على الكلام والصور.
قارن جيف ويلسر ، نائب رئيس شركة IBM للأبحاث ، تشغيل شبكة عصبية في شريحة مع شخص يرى شخصية ضبابية في نافذة ضبابية ، لكنه لا يزال يتعرف على قريبه أو صديقه في هذا المكان.
لقد أظهرت IBM بالفعل النتائج الأولى لذاكرة PCM باستخدام تقنيات التعلم الآلي. تم إطلاق شبكة عصبية بسيطة أحادية الطبقة على الرقاقة ، والتي تعرفت على الأرقام المكتوبة بخط اليد 1 و 0 و 4. وميزت الخوارزمية الصور بدقة 100 ٪.
كيف تعمل ذاكرة IBM النظير
تتكون الرقاقة من سبيكة من الجرمانيوم والتيلوريوم والأنتيمون الموضوعة بين قطبين. عندما يمر التيار عبر المادة ، فإنه يغير حالته من البلوري إلى غير المتبلور. هذه الحالات تعني الصفر أو واحد.
نظرًا لحقيقة أن الطور لا يتغير في الحجم الكامل للسبائك ، ولكن من جانبه فقط ، يمكن تخزين القيم الوسيطة بين 0 و 1. في الخلية.عند كتابتها على الذاكرة ، لا يتم "تقريب" الأرقام ، وهذا يساعد على تحقيق دقة أكبر للخوارزميات التي تعمل على الرقاقة.
ويعتقد أن هذه الطريقة لتخزين البيانات تنقل بشكل أكثر دقة سلوك الخلايا العصبية في الدماغ البشري.
عند قراءة البيانات ، يتم تمرير تيار صغير عبر الخلية ويتم قياس المقاومة. في الحالة غير المتبلورة ، تبين أن مقاومة السبائك أعلى منها في البلورية - تحدد هذه المعلمة الرقم المخزن في الخلية.
على الرغم من أن جهد القراءة أقل من ذلك المطلوب لتغيير حالة طور المادة ، إلا أنه يؤدي إلى تحول طفيف في الجسيمات وتشويه البيانات. لذلك ، قامت IBM بتحسين ذاكرة PCM وإضافة طبقة إضافية من نيتريد التيتانيوم إلى الجهاز ، والذي "
يلف " السبائك - كان يطلق عليه العاكس.
/ Koelmans، WW et al. أجهزة الذاكرة المتغيرة الطور المسقطة / CC BYعند تسجيل البيانات ، لا يؤثر العاكس على مرور التيار خلال السبائك ، لأن مقاومة نيتريد التيتانيوم في هذه الحالة أعلى من مقاومة مادة الخلية. عند قراءة البيانات ، تصبح مقاومة مادة الخلية أعلى من مقاومة العاكس ، وبالتالي يمر التيار عبر الطبقة الخارجية ، متجاوزًا السبائك. أطلقت IBM اسم هذا النوع من الذاكرة Proj-PCM ، أو PCM المتوقعة - "PCM with reflector".
توقعات التكنولوجيا
في صناعة تكنولوجيا المعلومات ، كان رد فعل الشريحة الجديدة إيجابيا. وفقًا لمحرر Ars Technica العلمي ، يتمتع الجهاز بإمكانيات كبيرة - مع تطور التكنولوجيا وتقليل حجم خلية الذاكرة ، يمكن لشركة IBM زيادة إنتاجية الجهاز على الأقل مائة مرة. ومع ذلك ، فإن عملاق تكنولوجيا المعلومات لم تحل بعد العديد من الصعوبات.
الأول هو الإنتاج الضخم لذاكرة PCM. وفقًا لمحلل سوق المعالج Linley Gwennap ، فإن خصائص الشريحة ، مثل جهد التشغيل ومقاومة الدائرة الإلكترونية ، تختلف من جهاز لآخر. تعتقد Gwennap أن IBM لم تضع بعد عملية تصنيع مناسبة ، وبالتالي فإن الشريحة التناظرية لن تصبح قريبًا منتجًا تجاريًا.
صعوبة أخرى هي
مقاومة التغيرات في درجات الحرارة. الآن ، تحت تأثير الحرارة أو البرد ، يغير السبائك مرحلته. لذلك ، يتعين على منشئي الجهاز التوصل إلى طريقة لحماية الشريحة من تقلبات درجة الحرارة. من المحتمل أن يكون الحل هو تقليل حجم الجهاز - أظهرت الدراسات أن المادة أقل عرضة لدرجة الحرارة بسمك طبقة عدة نانومتر.
/ photo IBM Research CC BY-NDمن آخر هو تطوير رقائق ل MO
ويجري تطوير تقنية مماثلة من قبل بدء التشغيل الأسطوري. توجد في قلب جهاز الشركة ذاكرة فلاش متعددة المستويات (خلية متعددة المستويات ، أو MLC). لا
يمكن لخلية الرقائق
تخزين مستويين أو أربعة مستويات شحن ، كما هو الحال في أجهزة ذاكرة الفلاش الأكثر شيوعًا ، ولكن 256. وهذا يزيد من قدرتها على زيادة كبيرة. من المتوقع أن يتم
استخدام هذه الذاكرة لتنفيذ خوارزميات التعلم الآلي في إنترنت الأشياء الأشياء: الهواتف الذكية ، الطائرات بدون طيار ، مكبرات الصوت الذكية وأجهزة
السمع .
يتم
إنشاء شريحة أخرى مماثلة بواسطة Syntiant. يتم إجراء الحسابات في الجهاز أيضًا في ذاكرة MLC. والميزة الرئيسية لهذه التكنولوجيا هي انخفاض استهلاك الطاقة. يقول ممثلو الشركة إن أجهزتهم تستهلك طاقة أقل بنسبة 50 مرة من المعالجات الرقمية. سيتم استخدام Syntiant أيضًا في الأدوات التي تعمل بالبطاريات: الهواتف الذكية وأجهزة يمكن ارتداؤها وأجهزة استشعار وكاميرات المراقبة. تعمل بدء التشغيل بالفعل على أول تطبيق تجاري للتقنية - ميكروفون "ذكي".
بشكل عام ، لم يتم تصميم رقائق PCM التناظرية حتى الآن للحوسبة عالية الدقة. لذلك ، يتم استخدامها في تركيبة مع المعالجات المركزية والرسومات. تعتقد IBM أن البنية الهجينة يمكنها تحقيق توازن بين الأداء والدقة. ولكن في المستقبل ، من المتوقع أن
تتمكن الذاكرة التناظرية
من استبدال الشرائح الكلاسيكية في مراكز البيانات.
أول مدونة للشركات IaaS:
لدينا برقية IaaS المدونة: