Speicher-Chips rechnen selbst

9. Januar 2017, 16:42 Uhr
Aufbau einer ReRAM-Speicherzelle. Bild: Nanyang Technnological University.
Aufbau einer ReRAM-Speicherzelle. Bild: Nanyang Technnological University.
Einem internationalen Forscher-Team ist es gelungen, eine Methode zu entwickeln, die Speicher-Chips das Rechnen beibringt. Diese ReRAM-Speicherzellen sollen ohne Hilfe einer CPU direkt Daten verrechnen können und so die Rechenleistung digitaler System deutlich steigern.

Statt gespeicherte Daten zunächst auszulesen, in den Registern einer CPU zwischenzulagern, in dessen ALU etc. Berechnungen durchzuführen und das Ergebnis anschließend wieder zurück zum Speicher zu übertragen, sollen die neuartigen Speicherzellen die Kalkulationen direkt selbst intern vornehmen können. Dadurch erspart man sich den Zeitbedarf des mehrfachen Transports und kann so unter Umständen ganz auf eine explizite CPU verzichten. Die Rechenleistung soll sich so angeblich auf gut das Doppelte des bisher Dagewesenen steigern lassen.

Die Kooperation von Forschern der Nanyang Technological University aus Singapur mit der RWTH Aachen und dem Forschungszentrum Jülich beschäftigt sich vor allem mit Speichern des ReRAM-Typs, der logische Zustände mit Hilfe eines veränderlichen elektrischen Widerstands speichert. Anders als binäre Speicher werden die Daten bei den hier verwendeten ReRAM-Zellen quaternär, also in vier Zuständen pro Zelle abgelegt. Mehr Zustände sind möglich, beeinträchtigen jedoch die Verarbeitungsraten. Die Verwendung von Speichern für Rechenaufgaben macht digitale System nicht nur potentiell schneller, sondern auch preiswerter.

Wie die rechnenden Speicherzellen funktionieren sollen, ist im downloadbaren PDF Enabling In-Memory Computation of Binary BLAS using ReRAM Crossbar Arrays beschrieben.
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