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Re: [情報] 類比電腦的未來可能性?

看板Tech_Job標題Re: [情報] 類比電腦的未來可能性?作者
jason90814
(菜B08)
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小弟學店大學生

剛好上學年在這個領域有些研究可以來跟大家分享一下

原po說的類比電腦,精確一點應該說是用類比 CIM (compute in memory) 來加速神經網路運算

主要處理的問題就是原po提到的矩陣乘法,尤其是對 CNN 的模型特別有幫助

矩陣乘法再拆細一點其實就是瘋狂算內積,而這也是 CIM 真正有加速的地方

要算內積就要把很多數字加起來,類比 CIM 簡單來說就是把一條 BL 上所有的 cell 同時打開,再看你要用啥方法判讀上面接幾個1,我自己印象比較深刻的做法有兩個:

1. 用 ReRAM 或 MRAM 這類很潮的記憶體把0、1換成電阻值,接著在 BL 上掛電壓源,將流出的電流接進 ADC 就可以換成數字

2. 在 SRAM cell 上加電容,每個 cell 都透過電容接到 BL 上,因此 BL 會被特定數目的電容連到 VDD;被特定數目電容連到 GND,接著再把 BL 的分壓用 ADC 換成數字

若單看加法的部分的確是比數位暴力 adder tree 還要快又省 power,但麻煩的就是後面的 ADC ,吃 power 還會降低精準度,而精確度重不重要就真的是看使用環境

因此數位類比看來看去其實平分秋色,類比也沒有啥永遠都贏數位的優點,反而非理想效應多人家一卡車

而且許多 CIM 都只專注在矩陣乘法這一塊,其實整個系統的 data flow 設計的好不好影響更多

如果有興趣的話清大有個教授有在做類比 CIM,台積電也有蠻多數位 CIM 的設計,論文都蠻好找的也算淺顯易懂,平常當作休閒科普也是挺不錯的~

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※ 編輯: jason90814 (1.200.23.138 臺灣), 07/08/2022 20:52:19

easyman 07/08 20:57推, 愛普 有在搞這個嗎 ?

jkamberson 07/08 21:03

Kururu8079 07/08 21:57推,但電源的輸入跟adc的把控真的是大難題

zhoyo99 07/08 22:06

lturtsamuel 07/08 22:30張孟凡?

hahahaP01NT 07/08 22:43

hank780420 07/08 22:53張孟凡 CIM大師

coware 07/09 00:04唉 30年前就知道答案的事

ppony 07/09 07:26這種應該是AI方面的運算比較高效率,其他的運算應該

ppony 07/09 07:26是沒有比較好,電路裡面ADC是裡面的成本比較高的,

ppony 07/09 07:26是不是這樣?

imreader 07/09 09:37類比就是不好控制,才會大量改用數位,幹麼走回頭路

labbat 07/09 11:08類比就是不少EE大學生的夢想。電子學從類比教到數

labbat 07/09 11:08位,再從數位教到類比,都不嫌麻煩的

ctct0513 07/09 12:32CIM超難做的

ShangLai 07/09 15:49CIM很難做沒錯,但ADC未來可能會愈來愈重要,畢竟

ShangLai 07/09 15:49將來Serdes的潮流是走向前端ADC,後端數位處理。

ShangLai 07/09 15:49而ADC可能因為noise margin 不夠造成的error bit,

ShangLai 07/09 15:49就交給ECC來處理。

ShangLai 07/09 15:49至於類神經網路,其實ADC有點小error是可以接收的

ShangLai 07/09 15:49,畢竟CNN本身就跟透過特徵方程式刪掉不少訊息以加

ShangLai 07/09 15:49快處理速度,所以發生點小錯誤無傷大雅

HotDogCC 07/09 21:48CIM很強 但很少人搞

b0117 07/10 02:45聽起來這東西要量產還非常遠

KAOKAOKAO 07/11 08:50推 感謝釋疑