Студия дизайна — ключ к хорошему сайту
Перекрасить!
Новости технологий

Вероятностный процессор — право на ошибку

Новая технология, буквально переворачивающая представление об производительности и энергопотреблении микропроцессоров, названа PCMOS (probability-based complementary metal-oxide semiconductor).

Технологически у новинки мало революционного, при изготовлении процессора применялась обкатанная десятилетиями структура металл-оксид-полупроводник. Коренное отличие наблюдается в логике инструкций, по которым работает схема.

Стандартная (для существующих типов процессоров) булева логика заменена вероятностным методом. Такой подход, при котором управляющий центр способен отключать некоторые транзисторы и существенно (до 30 раз) снижать потребление энергии чреват большим количеством ошибок и неточностей в вычислениях. Однако вероятностный анализатор нового типа позволяет обрабатывать ошибки и приводить результаты к приемлемому уровню.

Примеры использования


В качестве примера, разработчиками, был продемонстрирован видеодекодер для сотового телефона, который, используя логику вероятностного исправления ошибок, обрабатывая наиболее важные части изображения показывает просто изумительные результаты. Большинство участников, которым были продемонстрированы видеофрагменты, (обработанные обычным процессором и новым), не заметили существенной разницы в качестве изображения.

Перейдя по ссылке можно оценить изменение качества изображения. Учитывая невероятную экономию энергии результаты просто отличные.

Ранее мало внимания уделялось именно стохастическим методам вычислений (методы Монте-Карло итд.) потому как в большинстве приложений стохастические процессы приходилось моделировать детерминистическими методами, в новой процессорной технологии это ограничение нивелируется.

Кремниевые транзисторы становятся все более и более «шумными», поскольку они становятся меньше, а значит и индуктивные наводки, и паразитные емкостные помехи имеют всевозрастающее значение. Проектировщики процессоров во всем мире стараются побороть возникающие проблемы путем увеличения напряжения питания и попутно натыкаются на новое, еще более весомое ограничение — огромное тепловыделение на единицу объема.

Учитывая эффективность новой технологии PCMOS можно говорить о революции в таких направлениях:
  • Компактные (носимые) устройства показа HD-видео (разрешением 1080i и выше);
  • Дешёвые микросхемы декодирования HD-контента с ультранизким энергопотреблением.

Существуют масса приложений, в которых не нужна абсолютная точность вычислений — компрессия изображений, декодирование видеопотоков, мало того, учитывая ограничения органов зрения человека можно говорить об серьезной избыточности современных способов обработки видео.
 

Заведующий Rice University профессор Krishna Palem (Кришна Палем) уточнил, что по его прогнозам технология PCMOS выйдет на рынок вычислительной техники уже через четыре года.



ltra Efficient Embedded SOC Architectures based on Probabilistic CMOS (PCMOS) Technology
Lakshmi N. Chakrapani, Bilge E. S. Akgul, Suresh Cheemalavavgu, Pinar Korkmaz, Krishna V. Palem, Balasubramanian Seshasayee

Исследования технологии PCMOS профессора Палема финансируются Defense Advanced Research Projects Agency and Intel Corp.
Для запроса дополнительных сведений, свяжитесь с Джефом Дунканом (Jeff Duncan) по электронной почте: jeff@mediusvp.com

Специальные термины:
Стохастический — термин используемый для обозначения неопределённостей, случайностей, состояний хаоса, беспорядка.