| 0 |
|
Компьютерные чипы, которые разрабатываются в Университете штата Висконсин-Мэдисон (UW-Madison) могли бы сделать будущие компьютеры более эффективным и мощными путем объединения задач, как правило, отдельных при конструировании.
Цзин Ли (Jing Li), адъюнкт-проф. кафедры электротехники и вычислительной техники в UW-Madison, создает компьютерные чипы, которые могут быть сконфигурированы для выполнения сложных вычислений и хранить огромное количество данных в пределах одного интегрированного блока и эффективно взаимодействовать с другими чипами. Она называет их «жидкий кремний».
«Жидкость означает программное обеспечение, а кремний означает аппаратные средства. Это совместный программно-аппаратный метод, - говорит Ли. - Вы можете иметь суперкомпьютер в коробке, если вы захотите. Мы хотим нацелиться на множество очень интересных и насыщенных данными приложений, включающих распознавание лиц или голосовое распознавание, обработку естественного языка и аналитику графов».
Процессоры для высокоскоростного перемалывания чисел и хранилище данных в современных компьютерах обычно попадают в два совершенно различных класса аппаратных средств.
«Когда классические компьютеры перемещают данные между памятью и процессором, то образуется очень узкое бутылочное горлышко, - говорит Ли. - Мы строим единое аппаратное обеспечение, способное преодолеть разрыв между вычислениями и хранением данных».
Процессор и чипы памяти, как правило, производятся отдельно различными фабриками, затем собираются вместе системными инженерами на печатных платах, чтобы сделать компьютеры и смартфоны. Разделение означает, что даже простые операции, как поиск, для выполнения требуют многих шагов: выборка данных из памяти, а затем передача этих данных по всем уровням глубокой иерархии хранения к ядру процессора.
В противоположность этому Ли разрабатывает чипы, которые объединяют память, вычисления и коммуникаций в одном устройстве, используя многоуровневую конструкцию под названием монолитная 3D-интеграция: кремний и полупроводниковые схемы на нижнем уровне, связанные с массивами твердотельной памяти на вершине с использованием уплотненных каналов металл—металл. Конечные пользователи смогут настроить устройства, чтобы выделять больше или меньше ресурсов для памяти или вычислений в зависимости от того, какие типы приложений система должна выполнять.
«Это может быть динамичным и гибким, - говорит Ли. - Первоначально мы были обеспокоены тем, что, может быть, слишком трудно использовать такую систему, потому что есть слишком много опций. Но при правильной оптимизации любой желающий может воспользоваться гибкостью предлагаемой нашим оборудованием».
Для того чтобы помочь людям использовать потенциал нового чипа, группа Ли также разрабатывает программное обеспечение, которое компилирует популярные языки программирования в машинный код чипа.
Благодаря компиляции программного обеспечения программисты смогут портировать свои приложения непосредственно на новый тип аппаратного обеспечения без изменения их привычек кодирования.
Для того чтобы оценить производительность прототипа чипов на жидком кремнии, Ли и ее студенты установили автоматизированную систему тестирования, которую они построили с нуля. Платформа может выявить проблемы надежности лучше, чем даже самые передовые промышленные методы тестирования, и несколько компаний направили свои чипы Ли для оценки.
Учитывая, что на тестирование приходится более половины потребительской стоимости компьютерных чипов, такая развитая инфраструктура в UW-Madison может помочь сделать чипы на жидком кремнии реальностью и облегчить будущие исследования.
Программное обеспечение, написанное по Цзин Ли (справа) и ее студентами позволяет программистам напрямую использовать существующие языки кодирования с новыми чипами на жидком кремнии
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
