Univerzální čipy z „tekutého“ křemíku dokáží měnit výpočetní výkon i kapacitu dle potřeby

  • Vědci vyvíjí nový druh čipu, který dokáže měnit jeho možnosti využití
  • Díky kombinaci softwaru a hardwaru lze křemíkovou strukturu zaměřit na výpočetní výkon nebo ukládání dat
  • Trojrozměrná monolitická struktura je efektivnější pro zpracování velkého množství dat nebo umělé inteligence
Univerzální čipy z „tekutého“ křemíku dokáží měnit výpočetní výkon i kapacitu dle potřeby

U současných počítačů a používané architektury jsme zvyklí na klasické rozložení, kdy hlavní procesorový čip poskytuje především výpočetní výkon (dnes už i specializovanější grafické čipy) a pro práci s daty je k dispozici operační paměť, případně pak mnohem pomalejší úložiště typu pevný disk nebo SSD.

Vědci z univerzity ve Wisconsinu (Madison) ale s podporou od agentury ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty – DARPA, vyvíjí nový druh univerzálního čipu, který dokáže poskytnout obojí a zároveň se přizpůsobovat podle toho, co je aktuálně potřeba.

Architektura „tekutého“ křemíku

Profesorka Jing Li, která se podílí na nové architektuře čipů, je označuje jako „Liquid Silicon“. Neznamená to však, že by samotný čip byl uvnitř jakkoli tekutý (doba Terminátorů ještě nenastala), ale právě možnost konfigurace a využití čipu dle potřeby. Zatímco monolitický hardware je pevnou součástí, „tekutost“ řídí specializovaný software.

Klepněte pro větší obrázek
Testování výkonu prototypů čipů (Zdroj: UW-Madison)

Čip v sobě integruje trojrozměrnou monolitickou strukturu pro výpočet, paměť i komunikaci. Čip je tak flexibilní a umožňuje využití pro maximální výpočetní výkon, nebo například omezit výkon a prostředky přesunout pro ukládání dat a komunikaci. To vše uvnitř tohoto čipu, řízené externě pomocí softwaru.

Oproti dnešnímu přístupu je to pochopitelně na zcela jiné úrovni – i u moderních počítačů je neustále nutné přesouvat data mezi procesorem do dalších paměťových čipů, navíc přes pomalé spoje na základních deskách. V případě těchto nových 3D čipů se vše děje uvnitř samotné struktury, která je navíc vyrobena ze stejného materiálu a stejnou technologií výroby.

Cílem jsou zatím datově náročné operace

Pokud je úloha závislá především na výpočetním výkonu a dat je málo, současná procesorová architektura je jednodušší a efektivnější. Nový čip má tak za cíl především oblast, kde je nutné řešit jak výkon, tak i velké množství dat a tím pádem i komunikaci.

Klepněte pro větší obrázek
Jing Li pracuje s týmem nejen na samotných čipech, ale i softwaru, překladači a testovací platformě (Zdroj: UW-Madison)

Jedná se o oblasti nejen big data, ale například i rozpoznávání hlasu, obrazu a další části strojového učení či umělé inteligence. S novou architekturou ale přichází rovněž nová výzva – programování a jazyk, kterým lze software přizpůsobovat pro dané úkoly.

Aby nebylo nutné vše programovat na té nejnižší úrovni, tým pracuje i na překladači, který umožní čipy využívat skrze současné programátorské jazyky a snadno tak zkompilovat dané úlohy ke zpracování. Dle vyjádření bude navíc možné konvertovat současné aplikace tak, aby byly kompatibilní s novými čipy. Je ale jasné, že s případnou optimalizací půjde dosáhnout mnohem lepších výsledků z pohledu efektivity čipu.

Velké změny přichází

Protože jde o nový druh čipu, v laboratoři si tým vyvinul i vlastní testovací platformu, která funguje automaticky. Kvůli samotné dynamické funkčnosti bylo nutné vše vyvinout zcela od začátku, ale jedná se o velmi důležitou část při vývoji prototypu. Kdy se nové čipy dostanou do produkce nebo jestli se technologie bude licencovat spíše větším hráčům, zatím není jasné.

Klepněte pro větší obrázek
Detail testovací platformy pro nové čipy (Zdroj: UW-Madison)

Z pohledu nedávného dění lze ale vidět, že se rychle mění trh, který vyžaduje nové formy čipů a architektur. HPE pracuje na The Machine, který na první místo staví paměť, Google s hlubokými neuronovými sítěmi zase začíná stále více používat specializované programovatelné čipy a na trh se chystají i nové druhy rychlých paměti s velkou kapacitou, které dokáží udržet data i po odpojení napájení.

Zpracování velkého množství dat, které souvisí s big data i umělou inteligencí tak mění potřeby současných architektur, což znamená, že v následujících letech se dočkáme velkých a pravděpodobně i revolučních změn v tom, jak počítače a superpočítače fungují i na úrovni samotných čipů. Díky tomu se můžeme těšit i na zařízení, která jsme si doposud nedokázali ani představit.

Zdroj obrázku: Terminátor 2, TriStar Pcitures

Diskuze (2) Další článek: Další konkurence pro Surface. Teclast X5 Pro nabídne Full HD a dualboot s Androidem

Témata článku: Technologie, Umělá inteligence, Věda, Procesory, Výzkum, Čipy, Strojové učení, Superpočítače, Wisconsin, Nová architektura, Hlavní procesor, Obří paměť, Tristar, Samotný tým, První místo, Dok, Současný prototyp, Nový čip, Liquid, Současný počítač, Profesorka, Klasické rozložení, Nový druh, Madison, Specializovaný čip



Hry zadarmo nebo se slevou: oslavy zlatého týdne a balíček Lego her

Hry zadarmo nebo se slevou: oslavy zlatého týdne a balíček Lego her

Na všech herních platformách je každou chvíli nějaká slevová akce. Každý týden proto vybíráme ty nejatraktivnější, které by vám neměly uniknout. Pokud chcete získat hry zdarma nebo s výhodnou slevou, podívejte se na aktuální přehled akcí!

Martin Nahodil
Hry zdarmaSlevové akce
U.S. Navy prověřilo raketový stealth torpédoborec Zumwalt na rozbouřeném moři

U.S. Navy prověřilo raketový stealth torpédoborec Zumwalt na rozbouřeném moři

** Americké námořnictvo stále testuje svůj nový raketový stealth torpédoborec ** Zumwalt nedávno během cesty z Kalifornie na Aljašku proplul dvěma bouřemi ** Na Aljašce bude brzy následovat další fáze testů

Stanislav Mihulka
NámořnictvoLoděVojenství
20 nejlepších filmů o dobývání vesmíru. Víme, kde si je můžete pustit online

20 nejlepších filmů o dobývání vesmíru. Víme, kde si je můžete pustit online

Vybrali jsme nejlepší filmy a seriály s tematikou cest lidí do vesmíru. Takové, jejichž hlavní hrdinové jsou astronauti, nebo se jinak věnují průzkumu vesmíru. Snažili jsme se vyhnout nerealistickému sci-fi, některé snímky na pomezí této kategorie jsme ale nakonec do výběru zařadili.

Ondřej Králík
Filmy, které musíte vidět
12 nejzajímavějších historických i současných alternativ počítačové myši

12 nejzajímavějších historických i současných alternativ počítačové myši

** Počítačová myš byla vynalezena v roce 1963 a postupně se vyvíjela ** Ačkoli se osvědčila, vznikla postupem času vznikla řada alternativ ** Vybrali jsme 12 nejzajímavějších řešení, která nahrazují myš

Karel Kilián
MyšiPříslušenstvíHardware
Po naší smrti se v mozku probouzejí „zombie“ geny. Překvapivě aktivní jsou i některé buňky

Po naší smrti se v mozku probouzejí „zombie“ geny. Překvapivě aktivní jsou i některé buňky

** Některé aktivity v mozku po smrti nejen nevyhasínají, ale naopak se rozhoří s nebývalou intenzitou ** Platí to o aktivitě vybraných genů, která dramaticky roste ** Překvapivě aktivní jsou i některé buňky, které rostou a vytvářejí nové výběžky

Jaroslav Petr
SmrtGenetikaMozek