БЕНГАЛОР: Исследователи Индийского института науки (IISc) разработали схему проектирования для создания наборов микросхем для аналоговых вычислений следующего поколения, которые могут быть быстрее и потреблять меньше энергии, чем цифровые микросхемы, используемые в большинстве электронных устройств.
Используя свою новую структуру дизайна, команда создала прототип аналогового набора микросхем под названием ARYABHAT-1 или «Аналоговая реконфигурируемая технология и масштабируемое оборудование для задач ИИ». Исследователи изложили свои выводы в двух предварительных исследованиях, которые в настоящее время проходят рецензирование, а также подали заявки на патенты.

Микрофотография чипа ARYABHAT-1
«Этот тип чипсета может быть особенно полезен для приложений на основе искусственного интеллекта (ИИ), таких как распознавание объектов или речи. Алекса или Siri — или те, которые требуют массовых параллельных вычислительных операций на высоких скоростях», — сказал IISc.
Указание на то, что большинство электронных устройств, особенно связанных с вычислениями, используют цифровые чипы, потому что процесс проектирования прост и масштабируем. Четан Сингх Тхакур, доцент кафедры электронных систем (DESE), пояснил: «Но преимущество аналога огромно. Вы получите на порядки увеличение мощности и размера».
Лаборатория Такура возглавляет разработку аналогового чипсета. По словам IISc, в приложениях, не требующих точных вычислений, аналоговые вычисления могут превзойти цифровые вычисления, поскольку первые более энергоэффективны.
Однако при разработке аналоговых микросхем необходимо преодолеть несколько технологических препятствий, отмечает IISc, добавляя, что, в отличие от цифровых микросхем, тестирование и совместная разработка аналоговых процессоров затруднены. Крупномасштабные цифровые процессоры могут быть легко синтезированы путем компиляции высокоуровневого кода, и один и тот же дизайн может быть перенесен на различные поколения технологических разработок — скажем, с 7-нм чипсета на 3-нм чипсет — с минимальными модификациями.
«Поскольку аналоговые чипы нелегко масштабировать (их необходимо индивидуально настраивать при переходе к технологии следующего поколения или к новому приложению), их конструкция стоит дорого. Еще одна проблема заключается в том, что компромисс между точностью и скоростью и мощностью и площадью не так прост, когда речь идет об аналоговом дизайне», — сказал IISc.
В цифровом дизайне простое добавление дополнительных компонентов, таких как логические блоки, к одному и тому же чипу может повысить точность, а мощность, с которой они работают, можно регулировать, не влияя на производительность устройства.
Чтобы преодолеть эти проблемы, команда разработала новую структуру, которая позволяет разрабатывать аналоговые процессоры, которые масштабируются так же, как цифровые процессоры. Их набор микросхем можно переконфигурировать и запрограммировать таким образом, чтобы одни и те же аналоговые модули можно было портировать для разных поколений технологического процесса и для разных приложений.
«Вы можете синтезировать один и тот же тип чипа на 180-нм или 7-нм техпроцессе, точно так же, как в цифровом дизайне», — сказал Тхакур, добавив, что на ARYABHAT можно запрограммировать различные архитектуры машинного обучения и, как цифровые процессоры, могут надежно работать в широком диапазоне. температуры.
Исследователи добавляют, что архитектура также является «смещенной» — ее производительность остается неизменной при изменении условий эксплуатации, таких как напряжение или ток. Это означает, что один и тот же набор микросхем может быть настроен либо для сверхэкономичных приложений Интернета вещей (IoT), либо для высокоскоростных задач, таких как обнаружение объектов.
Структура дизайна была разработана в рамках работы студента IISc Пратик Кумардокторской диссертации, а также в сотрудничестве с Шантану Чакрабарти, профессором Инженерной школы Маккелви Вашингтонского университета, который также является послом Академии Макдоннелла в IISc.
«Приятно видеть, что теория аналоговых вычислений с масштабированием смещения проявляется в реальности и для практических приложений», — говорит Чакрабарти.

.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here