Samsung demonstrerer verdens første MRAM-baserte in-memory computing

Samsung Electronics forskning på å lage neste generasjons AI-halvledere med MRAM-teknologi publisert i "Nature"

SEOUL, Sør-Korea–(BUSINESS WIRE)–Samsung Electronics Co., Ltd., en verdensleder innen avansert halvlederteknologi, kunngjorde i dag sin demonstrasjon av verdens første in-memory databehandling basert på MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory). Oppgaven om denne innovasjonen ble publisert online av Natur 12. januar (GMT), og er satt til å bli publisert i den kommende trykte utgaven av Natur. Med tittelen "En tverrstangsserie av magnetoresistive minneenheter for in-memory databehandling¹, viser denne artikkelen Samsungs lederskap innen minneteknologi og dets innsats for å slå sammen minne- og systemhalvledere for neste generasjons kunstig intelligens (AI)-brikker.

Forskningen ble ledet av Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) i nært samarbeid med Samsung Electronics Foundry Business and Semiconductor R&D Center. Den første forfatteren av artikkelen, Dr. Seungchul Jung, stabsforsker ved SAIT, og de med-korresponderende forfatterne Dr. Donhee Ham, stipendiat ved SAIT og professor ved Harvard University, og Dr. Sang Joon Kim, Vice President of Technology ved SAIT , ledet forskningen.

I standard datamaskinarkitektur lagres data i minnebrikker og databehandling utføres i separate prosessorbrikker.

I motsetning til dette er in-memory computing et nytt databehandlingsparadigme som søker å utføre både datalagring og datadatabehandling i et minnenettverk. Siden dette opplegget kan behandle en stor mengde data lagret i selve minnenettverket uten å måtte flytte dataene, og også fordi databehandlingen i minnenettverket utføres på en svært parallell måte, reduseres strømforbruket betydelig. In-memory databehandling har dermed dukket opp som en av de lovende teknologiene for å realisere neste generasjons laveffekt AI-halvlederbrikker.

Av denne grunn har forskning på in-memory computing blitt intensivert over hele verden. Ikke-flyktige minner, spesielt RRAM (Resistive Random Access Memory) og PRAM (Phase-change Random Access Memory), har blitt aktivt brukt for å demonstrere in-memory databehandling. Derimot har det så langt vært vanskelig å bruke MRAM ─ en annen type ikke-flyktig minne ─ for in-memory databehandling til tross for MRAMs fordeler som operasjonshastighet, utholdenhet og storskala produksjon. Denne vanskeligheten stammer fra den lave motstanden til MRAM, på grunn av hvilken MRAM ikke kan nyte kraftreduksjonsfordelen når den brukes i standard in-memory databehandlingsarkitektur.

Samsung Electronics-forskerne har gitt en løsning på dette problemet ved en arkitektonisk innovasjon. Konkret lyktes de i å utvikle en MRAM-array-brikke som demonstrerer in-memory computing, ved å erstatte standard, 'current-sum' in-memory databehandlingsarkitektur med en ny, 'resistance sum' in-memory databehandlingsarkitektur, som løser problemet av små motstander til individuelle MRAM-enheter.

Samsungs forskerteam testet deretter ytelsen til denne MRAM-minnedatabrikken ved å kjøre den for å utføre AI-databehandling. Brikken oppnådde en nøyaktighet på 98 % i klassifiseringen av håndskrevne sifre og en 93 % nøyaktighet i å oppdage ansikter fra scener.

Ved å innlede MRAM - minnet som allerede har nådd produksjon i kommersiell skala innebygd i systemhalvlederproduksjonen - inn i riket av in-memory databehandling, utvider dette arbeidet grensen til neste generasjons laveffekt AI-brikketeknologier.

Forskerne har også antydet at ikke bare kan denne nye MRAM-brikken brukes til databehandling i minnet, men den kan også tjene som en plattform for å laste ned biologiske nevronale nettverk. Dette er i tråd med den nevromorfe elektronikkvisjonen som Samsungs forskere nylig la frem i en perspektivartikkel publisert i september 2021-utgaven av tidsskriftet Naturelektronikk.

"In-memory computing trekker likheter med hjernen i den forstand at databehandling i hjernen også forekommer innenfor nettverket av biologiske minner, eller synapser, punktene der nevronene berører hverandre," sa Dr. Seungchul Jung, førsteforfatter av avisen. "Faktisk, mens databehandlingen utført av MRAM-nettverket vårt for nå har et annet formål enn databehandlingen utført av hjernen, kan et slikt solid-state minnenettverk i fremtiden brukes som en plattform for å etterligne hjernen ved å modellere hjernens synapse tilkobling."

Som fremhevet i dette arbeidet, ved å bygge på sin ledende minneteknologi og slå den sammen med systemhalvlederteknologi, planlegger Samsung å fortsette å utvide sitt lederskap innen neste generasjons databehandling og AI-halvledere.

Om Samsung Electronics Co., Ltd.

Samsung inspirerer verden og former fremtiden med transformative ideer og teknologier. Selskapet omdefinerer verdener med TV -er, smarttelefoner, bærbare enheter, nettbrett, digitale apparater, nettverkssystemer og minne, system -LSI, støperi og LED -løsninger. For siste nytt, vennligst besøk Samsung Newsroom på news.samsung.com.

¹https://www.nature.com/articles/s41586-021-04196-6

Kontakter

Lisa Warren-Plungy

Samsung Semiconductor, Inc.

Lisa.plungy@samsung.com

Kilde: https://www.fintechnews.org/samsung-demonstrates-the-worlds-first-mram-based-in-memory-computing/