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Samsung apre la strada per i chip d’intelligenza artificiale del futuro

Samsung ha annunciato la dimostrazione del primo computing in-memory al mondo basato su MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory).

L’articolo su questa innovazione è stato già pubblicato online da Nature, e sarà pubblicato nella prossima edizione cartacea della rivista scientifica.

Intitolato “A crossbar array of magnetoresistive memory devices for in-memory computing”, l’articolo è frutto delle attività di Samsung tese a combinare le tecnologie di memoria e i semiconduttori di sistema per i chip di intelligenza artificiale di prossima generazione.

La ricerca è stata condotta dal Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) in stretta collaborazione con la business unit Foundry e il Semiconductor R&D Center di Samsung Electronics.

Il primo autore dell’articolo, il Dr. Seungchul Jung, Staff Researcher al SAIT, e i co-autori, il Dr. Donhee Ham, Fellow del SAIT e professore dell’Università di Harvard, e il Dr. Sang Joon Kim, Vice Presidente of Technology al SAIT, hanno guidato la ricerca.

Samsung MRAM in-memory computing
Dr. Donhee Ham, Dr. Seungchul Jung e Dr. Sang Joon Kim. Fonte: Samsung

Nell’architettura standard dei computer – spiega Samsung –, i dati sono immagazzinati in chip di memoria e l’elaborazione dei dati viene eseguita in chip di processamento separati.

Al contrario, l’in-memory computing è un nuovo paradigma informatico che cerca di eseguire sia la memorizzazione che l’elaborazione dei dati in un memory network.

Poiché questo schema può elaborare una grande quantità di dati memorizzati all’interno del network di memoria stesso, senza dover spostare i dati, e siccome tale elaborazione viene eseguita in modo altamente parallelo, il consumo di energia è ridotto in modo sostanziale.

L’in-memory computing – sottolinea Samsung – è quindi emerso come una delle tecnologie promettenti per realizzare la prossima generazione di chip a semiconduttori a basso consumo per l’intelligenza artificiale.

Per questo motivo, la ricerca sull’in-memory computing è stata approfondita in maniera intensa in tutto il mondo.

Le memorie non volatili, in particolare RRAM (Resistive Random Access Memory) e PRAM (Phase-change Random Access Memory), sono state attivamente utilizzate per dimostrare l’in-memory computing.

Al contrario – mette in evidenza Samsung –, è stato finora difficile usare la MRAM (un altro tipo di memoria non volatile) per l’in-memory computing. Nonostante i punti positivi della MRAM stessa, come la velocità di funzionamento, la durata e la produzione su larga scala.

I ricercatori di Samsung Electronics hanno fornito una soluzione a questo problema con un’innovazione dell’architettura.

In pratica, i ricercatori sono riusciti a sviluppare un chip MRAM array che dimostra l’in-memory computing, sostituendo l’architettura standard in-memory computing “current-sum” con una nuova architettura “resistance sum”, che risolve il problema delle basse resistenze dei singoli dispositivi MRAM.

Il team di ricerca di Samsung ha poi testato le prestazioni di questo chip di in-memory computing MRAM nell’intelligenza artificiale. Il chip – ha dichiarato Samsung – ha raggiunto un’accuratezza del 98% nella classificazione delle cifre scritte a mano e un’accuratezza del 93% nel rilevare i volti nelle scene analizzate.

Portando la MRAM ─ che ha già raggiunto la produzione su scala commerciale, incorporata nel sistema di fabbricazione dei semiconduttori ─ nel dominio dell’in-memory computing, questo lavoro secondo Samsung apre la strada per le tecnologie di chip d’intelligenza artificiale a basso consumo di prossima generazione.

I ricercatori hanno anche suggerito che, non solo questo nuovo chip MRAM può essere utilizzato per l’in-memory computing, ma può anche servire come piattaforma per le reti neuronali biologiche.

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