Научници во Кина развија нов чип со интересен пресврт – тој е аналоген, што значи дека извршува пресметки користејќи свои физички електрични кола, наместо бинарни и нули како стандардните дигитални процесори.

Уште поимпресивно е што неговите креатори тврдат дека новиот чип може да ги надмине најмоќните графички процесорски единици (GPU) од Nvidia и AMD до 1.000 пати.

Во нова студија објавена на 13 октомври во списанието Nature Electronics, истражувачите од Универзитетот во Пекинг велат дека нивниот уред решава два клучни проблеми – ограничувањата во однос на енергијата и податоците со кои се соочуваат дигиталните чипови во областа на вештачката интелигенција и 6G технологијата, како и „стариот проблем“ на ниска прецизност и непрактичност што долго време го попречува аналогното пресметување.

Кога чипот беше тестиран на сложени комуникациски задачи, вклучувајќи матрични инверзии што се користат во системите со висок влез-излез што ги поткрепуваат безжичните технологии, тој покажа иста точност како стандардните дигитални процесори, но потроши околу 100 пати помалку енергија.

По понатамошни прилагодувања, истражувачите рекоа дека уредот ги надминал најмоќните GPU чипови, како што се Nvidia X100 и AMD Vega 20, за до 1.000 пати. И двата чипа се клучни за обука на моделите со вештачка интелигенција. На пример, Nvidia X100 е понова верзија на графичките картички A100 што OpenAI ги користеше за обука на ChatGPT.

Новиот уред е направен од низи од RRAM (резистивна меморија со случаен пристап) мемориски ќелии кои складираат и обработуваат податоци со промена на отпорот на протокот на електрична струја низ секоја ќелија.

За разлика од дигиталните процесори кои пресметуваат со користење на бинарни 1 и 0, аналогниот дизајн ги обработува информациите како континуирани електрични струи преку мрежа од своите RRAM ќелии. На овој начин, чипот ги обработува податоците директно во својот хардвер, без потреба од енергетски интензивни трансфери на информации помеѓу процесорот и надворешната меморија.

„Со порастот на апликациите што користат огромни количини на податоци, дигиталните компјутери се соочуваат со предизвици, особено бидејќи понатамошната минијатуризација на традиционалните уреди станува сè потешка. Нашата анализа покажува дека аналогниот пристап може да понуди 1.000 пати поголем проток на податоци и 100 пати подобра енергетска ефикасност од најсовремените дигитални процесори, а воедно да ја задржи истата прецизност“, напишаа научниците во студијата.

Стара технологија, нови трикови
Аналогното пресметување не е нов феномен. Напротив, тоа е многу старо. Се проценува дека механизмот од Антикитера, пронајден покрај брегот на Грција во 1901 година, е направен пред повеќе од 2.000 години и користел меѓусебно поврзани запчаници за извршување пресметки.

Сепак, во поголемиот дел од историјата на современото пресметување, аналогната технологија се сметала за непрактична алтернатива на дигиталните процесори. Причината е што аналогните системи се потпираат на континуирани физички сигнали, како што се напон или електрична струја, за обработка на информации, а овие сигнали се многу потешки за прецизно контролирање од двете стабилни вредности (1 и 0) со кои се справуваат дигиталните компјутери.

Сепак, онаму каде што аналогните системи се истакнуваат е брзината и ефикасноста. Бидејќи тие не мора да ги разложуваат пресметките на долги бинарни низи, туку наместо тоа ги претставуваат како физички операции на самиот чип, аналогните процесори можат да обработуваат големи количини на информации истовремено, а притоа да трошат многу помалку енергија.