„Samsung“ demonstruoja pirmąjį pasaulyje MRAM pagrįstą kompiuterinę atmintį – „Samsung Global Newsroom“.


„Samsung Electronics“ moksliniai tyrimai, skirti gaminti naujos kartos dirbtinio intelekto puslaidininkius su MRAM technologija, paskelbti „Nature“

„Samsung Electronics“, pasaulinė pažangių puslaidininkių technologijų lyderė, šiandien paskelbė demonstruojanti pirmąjį pasaulyje atminties skaičiavimą, pagrįstą MRAM (magnetinės varžos laisvosios prieigos atmintimi). Straipsnį apie šią naujovę internete paskelbė Gamta sausio 12 d. (GMT) ir bus paskelbta būsimame spausdintame leidime Gamta. Pavadintas ‘Magnetorezistinių atminties įrenginių skersinis masyvas, skirtas skaičiavimams atmintyjeŠiame dokumente demonstruojama „Samsung“ lyderystė atminties technologijų srityje ir jos pastangos sujungti atminties ir sistemos puslaidininkius naujos kartos dirbtinio intelekto (AI) lustams.

Tyrimui vadovavo Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), glaudžiai bendradarbiaudamas su Samsung Electronics Foundry Business ir Semiconductor R&D centru. Pirmasis šio straipsnio autorius dr. Seungchul Jung, SAIT personalo tyrėjas, ir bendraautoriai Dr. Donhee Ham, SAIT bendradarbis ir Harvardo universiteto profesorius, ir dr. Sang Joon Kimas, SAIT technologijos viceprezidentas, vadovavo tyrimui.

Standartinėje kompiuterio architektūroje duomenys saugomi atminties lustuose, o duomenų skaičiavimas vykdomas atskiruose procesoriaus lustuose.

Priešingai, kompiuteris atmintyje yra nauja skaičiavimo paradigma, kuria siekiama atlikti ir duomenų saugojimą, ir duomenų skaičiavimą atminties tinkle. Kadangi ši schema gali apdoroti didelį kiekį duomenų, saugomų pačiame atminties tinkle neperkeliant duomenų, taip pat dėl ​​to, kad duomenų apdorojimas atminties tinkle vykdomas labai lygiagrečiai, energijos suvartojimas žymiai sumažėja. Taigi kompiuterija atmintyje tapo viena iš perspektyvių technologijų, leidžiančių realizuoti naujos kartos mažos galios AI puslaidininkinius lustus.

Dėl šios priežasties visame pasaulyje intensyviai buvo atliekami atminties skaičiavimo tyrimai. Nelakiosios atminties, ypač RRAM (varžinė laisvosios kreipties atmintis) ir PRAM (fazių keitimo laisvosios kreipties atmintis), buvo aktyviai naudojamos demonstruojant atmintyje esantį skaičiavimą. Priešingai, iki šiol buvo sunku naudoti MRAM – kito tipo nepastovią atmintį – kompiuteriams atmintyje, nepaisant tokių MRAM privalumų, kaip veikimo greitis, patvarumas ir didelio masto gamyba. Šis sunkumas kyla dėl mažo MRAM atsparumo, dėl kurio MRAM negali mėgautis galios mažinimo pranašumu, kai naudojama standartinėje atmintyje esančioje skaičiavimo architektūroje.

(Iš kairės) Dr. Donhee Ham, SAIT bendradarbis ir Harvardo universiteto profesorius, dr. Seungchul Jung, SAIT personalo tyrėjas ir dr. Sang Joon Kimas, SAIT technologijų viceprezidentas

„Samsung Electronics“ mokslininkai šią problemą išsprendė pasitelkę architektūrinę naujovę. Tiksliau sakant, jiems pavyko sukurti MRAM masyvo lustą, demonstruojantį atmintyje esantį skaičiavimą, pakeitus standartinę „dabartinės sumos“ skaičiavimo architektūrą atmintyje nauja „atsparumo sumos“ skaičiavimo architektūra atmintyje, kuri išsprendžia problemą. atskirų MRAM įrenginių mažų varžų.

„Samsung“ tyrimų komanda vėliau išbandė šio MRAM atmintyje esančio skaičiavimo lusto veikimą, paleisdama jį dirbtinio intelekto skaičiavimui atlikti. Lustas pasiekė 98% tikslumą klasifikuojant ranka įrašytus skaitmenis ir 93% tikslumą aptinkant veidus scenose.

Į atmintinės skaičiavimo sritį įtraukiant MRAM – atmintį, kuri jau pasiekė komercinio masto gamybą, integruotą į sistemos puslaidininkių gamybą – šis darbas išplečia naujos kartos mažos galios AI lustų technologijų ribas.

Tyrėjai taip pat pasiūlė, kad šis naujas MRAM lustas ne tik gali būti naudojamas kompiuteriams atmintyje, bet ir gali būti platforma biologiniams neuronų tinklams atsisiųsti. Tai atitinka neuromorfinės elektronikos viziją, kurią Samsung mokslininkai neseniai pateikė perspektyviniame dokumente, paskelbtame žurnalo 2021 m. rugsėjo mėn. Gamtos elektronika.

„Skaičiavimas atmintyje yra panašus į smegenis ta prasme, kad smegenyse kompiuterija taip pat vyksta biologinių prisiminimų tinkle arba sinapsėse, taškuose, kuriuose neuronai liečiasi vienas su kitu“, – sakė pirmasis knygos autorius dr. Seungchul Jung. popierius. „Iš tiesų, nors šiuo metu mūsų MRAM tinklo atliekamo skaičiavimo tikslas skiriasi nuo smegenų atliekamo skaičiavimo, toks kietojo kūno atminties tinklas ateityje gali būti naudojamas kaip platforma imituoti smegenis modeliuojant smegenų sinapsę. ryšį“.

Kaip pabrėžiama šiame darbe, remdamasi pirmaujančia atminties technologija ir sujungdama ją su sisteminių puslaidininkių technologija, „Samsung“ planuoja toliau plėsti savo lyderystę naujos kartos skaičiavimo ir dirbtinio intelekto puslaidininkių srityje.