Китайські дослідники розробили аналоговий чіп, який перевершує процесори Nvidia за швидкістю у тисячу разів.

Розробка Пекінського університету вирішила "столітню проблему" аналогових обчислень.

Група науковців з Пекінського університету оголосила про розробку інноваційного аналогового процесора. Цей пристрій демонструє швидкість, яка в тисячу разів перевищує продуктивність найсильніших графічних процесорів Nvidia H100 та AMD Vega 20, як повідомляє видання Live Science.

У дослідженні, опублікованому в журналі Nature Electronics, представлено новий чіп, що базується на резистивній пам'яті з довільним доступом (Resistive Switching Random-Access Memory, RRAM). Автори роботи стверджують, що цей чіп здатний вирішити дві основні проблеми, з якими стикаються цифрові обчислення: обмеження енергоефективності та пропускної здатності, які є критично важливими для систем, що працюють в областях штучного інтелекту та бездротових технологій шостого покоління (6G).

Дослідники відзначають, що нова розробка вирішує "сторічну проблему" аналогових обчислень, а саме – низьку точність та складнощі з масштабуванням таких технологій. У ході експериментів новий чіп показав точність, яка може змагатися з цифровими процесорами, при цьому споживаючи в 100 разів менше енергії.

Пристрій продемонстрував надзвичайну ефективність у вирішенні складних комунікаційних завдань, таких як матричні обертання, що використовуються в MIMO-системах — мережах з багатьма входами та виходами. Завдяки покращенню архітектури, дослідники змогли досягти продуктивності, яка перевищує можливості графічних процесорів Nvidia H100 і AMD Vega 20 у 1000 разів.

Для порівняння, процесори Nvidia H100 в даний час є основою для тренування великих мовних моделей, таких як ChatGPT. Натомість китайський чіп базується на зовсім іншій технології – аналоговій. Він не виконує двійкові обчислення (1 і 0), а використовує безперервні електричні сигнали, що дає можливість обробляти великі обсяги даних безпосередньо на апаратному рівні, що дозволяє зменшити енергетичні витрати на обмін з пам’яттю.

Науковці акцентують увагу на тому, що ця архітектура здатна забезпечити в тисячу разів вищу пропускну здатність та в сто разів більшу енергоефективність у порівнянні з найсучаснішими цифровими процесорами. Розробники стверджують, що їхня технологія зберігатиме необхідний рівень точності для виконання складних наукових і промислових розрахунків.

Аналогові обчислення мають давню історію -- від антикітерського механізму, створеного понад 2000 років тому, до перших електронних обчислювальних машин XX століття. Проте через труднощі з точністю та стабільністю сигналів вони поступилися цифровим процесорам. Нині, завдяки новим підходам до архітектури пам'яті, інтерес до аналогових технологій знову зростає.

Китайський чіп реалізує два етапи обробки інформації: на початковому рівні здійснюються надшвидкі приблизні розрахунки, а на наступному – результати уточнюються, досягаючи цифрової точності. Ця розробка базується на комерційних технологіях виробництва, що сприяє її масовому впровадженню.

Згідно з висловлюваннями дослідників, наступним етапом стане створення більш масштабних, повністю інтегрованих аналогових мікросхем, які зможуть виконувати складніші завдання в галузі штучного інтелекту та телекомунікацій. Науковці вважають, що їхня технологія має потенціал кардинально змінити методи обробки даних і стати основою для нового покоління енергоефективних процесорів.

Нагадаємо, що інтернет-регулятор Китаю заборонив найбільшим технологічним компаніям країни замовляти та тестувати ШІ-чипи Nvidia RTX Pro 6000D, які були спеціально розроблені для китайського ринку. Цей крок є частиною посиленої кампанії Пекіна щодо позбавлення залежності від американських технологій на тлі "ШІ-перегонів" зі США.