Jotain tuttua ja jotain uutta nykyajan sulautettuihin

Efficient Computerin Electron E1 -prosessorin kehitystyön taustalla on kehittäjiensä turhautuminen perinteisten von Neumann -prosessoreiden rajoituksiin, jotka kuluttavat liikaa energiaa informaation siirtämiseen muistin ja laskentaytimien välillä. Joten he arvioivat, että todellinen tehokkuus edellyttäisi prosessorien suunnittelun perusteellista uudelleenarviointia.

Electron E1 -prosessoriin on valittu erilainen lähestymistapa. Carnegie Mellon -yliopistossa vuosikymmenen ajan tehdyn tutkimuksen pohjalta rakennettiin Fabric-arkkitehtuuri alusta alkaen tuottamaan radikaalisti parempi energiatehokkuus yleiskäyttöisissä laskentasovelluksissa. Uusi prosessori perustuukin tilalliseen datavuoarkkitehtuuriin, joka ajaa yleiskäyttöistä koodia ja poistaa samalla tarpeen resursseja kuluttaville vaiheittaiselle laskennalle.

Tuloksena on jopa 100-kertainen parannus energiatehokkuudessa perinteisiin vähän virtaa kuluttaviin suorittimiin verrattuna, mikä mahdollistaa älykkäät sovellukset reunalla vuosien käyttöiän ympäristöissä, joissa virrankulutus ja huolto ovat rajallisia.

Perustana on myös piiritekniikan ja ohjelmiston integrointi, joten prosessorin ja kehityspaketin rinnalle on kehitetty effcc-kääntäjä. Tämän työkalun avulla kehittäjät voivat siirtää tutuilla ohjelmointikielillä, kuten C:llä, kirjoitettua koodia Fabric-prosessoriarkkitehtuuriin suorituskyvyn ja tehokkuuden maksimoimiseksi.

Uuden prosessorin suorituskyky on parhaimmillaan jopa 21,6 GOPS 200 megahertsin kellotuksella. Sen ytimenä on pienen käyttöjännitteen RISC-V skalaariydin. Sen tehonkäyttö on aktiivisessa toiminnassa 4 mikrovolttia per megahertsi.

TetraMem on piilaaksossa toimiva startup-yritys, joka on erikoistunut seuraavan sukupolven tekoälykiihdyttimien suunnitteluun.

Yhtiön ensimmäisen sukupolven memristiivinen SoC, MX100, integroi kymmenen memristiivistä laskentaydintä (ristikkäismatriiseja, joissa on sirulle integroidut oheispiirit) RISC-V-suorittimeen.

Yhtiön mukaan tämä tuote kuroo umpeen kuilua akateemisen innovaation ja skaalautuvan, energiatehokkaan tekoälylaitteiston käytännön käyttöönoton välillä.

Piirin sovelluksina yhtiö esittelee toimintoja tekoälyn kiihdytyksestä älykkääseen langattomaan viestintään

Esimerkiksi moniytimistä memristiivistä järjestelmää sirulla käyttävä radiotaajuussignaalinkäsittelyjärjestelmä voi suorittaa analogisia diskreettejä Fourier-muunnoksia, vaihe- ja kvadratuuridemodulaatiota sekä analogisia neuroverkkotehtäviä radiotaajuuslähettimien tunnistamiseksi ja poikkeavuuksien havaitsemiseksi.

Memristiivisen järjestelmäpiirin tunnistustarkkuus on yli 90 % ja se on jopa 6,8 kertaa energiatehokkaampi ja jopa 6,2 kertaa nopeampi kuin perinteiset digitaaliset käsittelyalustat.

Memristiivisessä SoC-piirissä toteutettu RF-signaalinkäsittelyjärjestelmä on tärkeä ensimmäinen askel kohti memristiivisen laitteiston käyttöä älykkäässä langattomassa tietoliikenteessä arvioivat yhtiön edustajat.

Aiheesta aiemmin:

Tekoälyä mikro-ohjaimiin

Analogialaskentaa verkon reunalle

Sulautettua tekoälyä