Samsung демонструє перші в світі обчислення з пам'яттю на основі MRAM

Дослідження Samsung Electronics щодо створення напівпровідників наступного покоління з штучним інтелектом із технологією MRAM опубліковані в «Nature»

СЕУЛ, Південна Корея–(BUSINESS WIRE)–Samsung Electronics Co., Ltd., світовий лідер у розробці передових напівпровідникових технологій, сьогодні оголосила про демонстрацію першого в світі обчислювального пристрою з оперативною пам’яттю на основі MRAM (магніторезистивної пам’яті з довільним доступом). Стаття про це нововведення була опублікована в мережі природа 12 січня (GMT) і має бути опубліковано в наступному друкованому виданні природа. Під назвою «Магістр магніторезистивних пристроїв пам’яті для обчислень у пам’яті».¹, ця стаття демонструє лідерство Samsung у технологіях пам’яті та її зусилля по об’єднанню пам’яті та системних напівпровідників для чіпів штучного інтелекту (AI) наступного покоління.

Дослідження проводив Інститут передових технологій Samsung (SAIT) у тісній співпраці з Samsung Electronics Foundry Business and Semiconductor R&D Center. Перший автор статті, д-р Син Чхоль Юнг, штатний дослідник SAIT, і співавтори-кореспонденти д-р Донхі Хем, співробітник SAIT і професор Гарвардського університету, і д-р Сан Джун Кім, віце-президент з технологій SAIT , очолив дослідження.

У стандартній архітектурі комп’ютера дані зберігаються в мікросхемах пам’яті, а обчислення даних виконуються в окремих мікросхемах процесора.

На відміну від цього, обчислення в пам’яті – це нова обчислювальна парадигма, яка прагне виконувати як зберігання даних, так і обчислення даних у мережі пам’яті. Оскільки ця схема може обробляти велику кількість даних, що зберігаються в самій мережі пам'яті, без переміщення даних, а також оскільки обробка даних в мережі пам'яті виконується дуже паралельно, споживання енергії істотно знижується. Таким чином, обчислення в пам’яті стали однією з перспективних технологій для реалізації напівпровідникових мікросхем ШІ з низьким енергоспоживанням нового покоління.

З цієї причини в усьому світі інтенсивно проводяться дослідження обчислень у пам’яті. Енергонезалежні пам’яті, зокрема RRAM (Resistive Random Access Memory) і PRAM (Phase-change Random Access Memory), активно використовуються для демонстрації обчислень в пам’яті. Навпаки, поки що було важко використовувати MRAM ─ інший тип енергонезалежної пам’яті ─ для обчислень у пам’яті, незважаючи на такі переваги MRAM, як швидкість роботи, витривалість і великомасштабне виробництво. Ця складність пов’язана з низьким опором MRAM, через що MRAM не може скористатися перевагою зниження потужності при використанні в стандартній архітектурі обчислень у пам’яті.

Дослідники Samsung Electronics запропонували рішення цієї проблеми за допомогою архітектурної інновації. Конкретно, їм вдалося розробити чіп масиву MRAM, який демонструє обчислення в пам’яті, замінивши стандартну архітектуру обчислень у пам’яті з «поточною сумою» новою архітектурою обчислень у пам’яті з «сумою опору», яка вирішує проблему. малих опорів окремих пристроїв MRAM.

Згодом дослідницька група Samsung перевірила продуктивність цього чіпа MRAM в пам’яті, запустивши його для виконання обчислень AI. Чіп досяг 98% точності класифікації рукописних цифр і 93% точності виявлення облич зі сцен.

Впроваджуючи MRAM ─ пам’ять, яка вже досягла комерційного виробництва, вбудована у виробництво напівпровідників системи, ─ у сферу обчислень у пам’яті, ця робота розширює межі технологій чіпів AI з низьким енергоспоживанням наступного покоління.

Дослідники також припустили, що цей новий чіп MRAM не тільки може використовуватися для обчислень у пам’яті, але він також може служити платформою для завантаження біологічних нейронних мереж. Це на основі бачення нейроморфної електроніки, яке нещодавно висунули дослідники Samsung у перспективній статті, опублікованій у вересневому випуску журналу 2021 року. Електроніка природи.

«Обчислювання в пам’яті нагадують мозок у тому сенсі, що в мозку обчислення також відбуваються в мережі біологічних спогадів або синапсів, точок, де нейрони торкаються один одного», – сказав д-р Синчул Юнг, перший автор книги. папір, документ. «Насправді, хоча обчислення, що виконуються нашою мережею MRAM на даний момент, мають іншу мету, ніж обчислення, які виконує мозок, така мережа твердотільного пам’яті може в майбутньому використовуватися як платформа для імітації мозку шляхом моделювання синапсу мозку. підключення».

Як підкреслюється в цій роботі, Samsung планує продовжувати розширювати своє лідерство в області обчислювальної техніки наступного покоління та напівпровідників із штучним інтелектом, опираючись на свою провідну технологію пам’яті та об’єднуючи її з системними напівпровідниковими технологіями.

Про Samsung Electronics Co., Ltd.

Samsung надихає світ і формує майбутнє за допомогою ідей і технологій, що перетворюють. Компанія по-новому визначає світ телевізорів, смартфонів, носимих пристроїв, планшетів, цифрових пристроїв, мережевих систем, пам'яті, систем LSI, ливарних і світлодіодних рішень. Щоб отримати останні новини, відвідайте розділ новин Samsung за адресою news.samsung.com.

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

Контакти

Ліза Уоррен-Плангі

Samsung Semiconductor, Inc.

Lisa.plungy@samsung.com

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