Masterok (Валерий) (masterok) wrote,
Masterok (Валерий)
masterok

Category:

Микропроцессор на базе архитектуры "вычислений в памяти"



Компьютеры, построенные на основе классической архитектуры фон Неймана, производят обработку данных при помощи центрального процессора, а исходные данные и результаты расчетов хранятся в других местах - в оперативной памяти, на жестком или твердотельном диске. Такая архитектура используется уже в течение нескольких десятилетий, но ее никак нельзя назвать оптимальной и эффективной из-за наличия так называемых узких мест.

Самым известным узким местом, ограничивающим быстродействие современных компьютеров, является интерфейс между процессором и памятью, эта шина имеет ограниченную пропускную способность и в моменты высокой вычислительной нагрузки процессоры вынуждены "накручивать холостые циклы", теряя время и ожидая освобождения шины. Этого недостатка полностью лишен самый мощный компьютер естественного происхождения - головной мозг, состоящий из нейронов, способных одновременно хранить и обрабатывать информацию.

За последние годы ученые и инженеры добились достаточно значительных успехов в деле подражания функционированию головного мозга, используя архитектуру "вычислений в памяти" реализованную на основе мемристорных ячеек. Эти ячейки, подобно нейронам, также способны хранить и обрабатывать информацию, что освобождает такие процессоры от постоянной необходимости в перемещении данных, на что расходуется достаточно большое количество времени и энергии.

И не так давно ученые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) разработали и изготовили прототип нового процессора, в котором архитектура "вычислений в памяти" реализована при помощи совершенно нового подхода. А основой всего этого стал условно двухмерный материал - дисульфид молибдена (молибденит, MoS2), который уже давно фигурирует в роли одного из самых основных альтернативных материалов для электроники.






Толщина одного слоя молибденита составляет всего три атома. Этот материал является превосходным полупроводником и имеет огромный потенциал для миниатюризации электронных устройств и компонентов, в которых он применяется.

Основой нового процессора являются не мемристоры, а так называемые полевые транзисторы с плавающим затвором (floating-gate field-effect transistor, FGFET). Такие транзисторы, способные хранить электрический заряд в течение долгого времени, уже широко используются в энергонезависимой флэш-памяти, которая имеется в любом компьютере, мобильном телефоне, фото- и видеокамере. Элементы из дисульфида молибдена обладают чувствительностью по отношению к электрическим зарядам, хранящимся в FGFET-транзисторах, и за счет этого они могут выполнять одновременно функцию хранения и логической обработки информации.

"Первый экспериментальный чип с подобной ячейкой памяти-логики мы держали в руках еще десять лет назад" - рассказывает Андрас Кис (Andras Kis), ведущий исследователь, - "Сейчас мы уже способны изготовить за один проход схему, содержащую до 80 таких ячеек, которые имеют набор строго заданных параметров. Это открывает путь к созданию вычислительных устройств меньших размеров, обладающих высокой вычислительной мощностью и демонстрирующих высочайшую энергетическую эффективность".


[источики]источники
https://newatlas.com/computers/2d-material-computer-chip-memristor/



Tags: Технологии
Subscribe

Posts from This Journal “Технологии” Tag

  • Вот это напор!

    Как вы думаете, что тут происходит? Пишут, что это тестирование системы подавления тепловой и ударной волн в космическом центре NASA Kennedy.…

  • Ну когда же уже!

    Google Glass не выжил! Ну когда же уже появится что то подобное. Вот смотрите... Разработчики из компании Leap Motion несколько лет назад…

  • Колесо на колесе: хитроумный Холман

    Мы уже с вами обсуждали и рассматривали ЛЕТАЮЩИЙ ПАРОВОЗ, но оказывается история паровозостроения полна интересных истории. Чего только не…

promo masterok january 2, 2018 12:00 51
Buy for 200 tokens
Вот так выглядит трафик в блоге 2020 год по месяцам. Это более ТРЕХ МИЛЛИОНОВ просмотров в месяц, среди которых не только залогиненные в ЖЖ , но и любые просмотры из поисковых систем. При этом за месяц приходит около МИЛЛИОНА посетителей. Статистика Google Analytics за месяц 2020 года (…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments