Цифровой журнал «Компьютерра» № 31 - страница 17

Но если в программном обеспечении теорема Байеса применяется уже давно, то в микропроцессорах она до последнего времени не использовалась. Как утверждают в Lyric Semiconductor, инженеры компании создали такой тип транзисторных логических цепей, который может оперировать не с двоичной, а с байесовской логикой. То есть транзисторы работают в них не в режиме выключателей, а в режиме реостатов. Конструкторы перенесли вероятностные принципы вычислений на аппаратный уровень, что должно существенно ускорить выполнение операций с элементами вероятностей, чем в нынешней ситуации, когда соответствующий софт выполняется на чипах с бинарной логикой.

Работу над вероятностным процессором один из основателей Lyric Semiconductor Бен Вигода начал много лет назад в Массачусетском технологическом институте, однако воплотить свою идею «в железе» он смог лишь в 2006 году, когда перспективной разработкой заинтересовались американские военные. В Пентагоне посчитали, что такие чипы могут оказаться чрезвычайно полезными в системах противоракетной обороны, выделяя вражеские боеголовки из множества объектов и случайных помех в атмосфере. В результате Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским проектам DARPA выделило 18 миллионов долларов, на которые и была создана компания.

Первым реальным плодом деятельности Lyric Semiconductor стал микропроцессор коррекции ошибок Lyric Error Correction (LEC) для работы с флэш-памятью. Почему именно такой чип стал первенцем компании? Дело в том, что для получающей всё большее распространение твёрдотельной памяти характерно наличие ошибок, в среднем, в одном бите из тысячи — в современных микросхемах разница между единицей и нулём заключена всего в сотне электронов. Для их исправления процессор коррекции на основе уникального кода, записываемого одновременно с данными, вычисляет контрольную сумму и устанавливает, в какой из ячеек вместо нуля записана единица и наоборот.

Однако в будущем с повышением плотности хранения данных число ошибок будет неизбежно возрастать, даже в чипах следующего поколения ошибочным может оказаться один бит на каждую сотню, из-за чего придётся усложнять микросхемы коррекции и увеличивать их площадь. Более того, при использовании традиционных технологий исправление ошибок становится узким местом на пути повышения скорости записи/чтения в твёрдотельной памяти.

Именно для таких вероятностных вычислений и создан LEC, который в 30 раз меньше обычных современных микросхем коррекции и потребляет в 12 раз меньше электроэнергии. В отличие от чипов на базе двоичной логики, LEC, созданный на основе логических вентилей «байесовский NAND», значительно быстрее вычисляет ошибочные биты, поскольку из процесса исключается громоздкая схема с записью кода и вычислением контрольной суммы и заменяется вероятностной схемой. При этом, хотя LEC работают на основе кардинально иных принципов, чем бинарные чипы, они полностью совместимы с обычными электронными компонентами.

Компания Lyric Semiconductor уже готова продавать лицензии на LEC с 12-месячной технической поддержкой по интеграции чипа в конкретную продукцию. Между тем, на подходе уже универсальный микропроцессор GP5, образцы которого планируется представить не позже 2013 года. Как утверждают разработчики, эта микросхема будет способна эффективно рассчитывать вероятности в любых типах приложений - от поиска в интернете до секвенирования ДНК. Уже сегодня заявлена в тысячу раз большая производительность таких расчётов по сравнению с обычными современными x86-совместимыми системами на процессорах AMD и Intel.

Разумеется, вероятностные процессоры не смогут полностью заменить традиционные двоичные, поскольку они эффективны лишь для специфических вычислений, но эти два типа микросхем способны неплохо сосуществовать в самой различной технике, существенно повышая её общую производительность.

К оглавлению

Опубликовано 23 августа 2010 года

Оформленный в виде плагина к браузеру клиент Google Talk для Linux можно