Processador revolucionário reúne cálculo e memória no mesmo chip

Lógica sobre memória

Um engenheiro brasileiro, atualmente trabalhando na Suíça, liderou uma equipe que desenvolveu um processador de computador que combina duas funções - operações lógicas e armazenamento de dados - em uma única arquitetura.

É um grande avanço para a eletrônica e para a informática, uma vez que a união de computação e armazenamento no mesmo chip - também conhecida como "arquitetura lógica-sobre-memória" - dispensa a troca de dados entre processador e memória, tornando os computadores mais rápidos e com menor consumo de eletricidade.

Essa junção também era longamente esperada por seu potencial impacto no processamento de algoritmos de inteligência artificial.

O avanço histórico foi liderado por Guilherme Migliato Marega, engenheiro eletricista formado pela USP (Universidade de São Paulo), que atualmente trabalha na Escola Politécnica Federal de Lausanne.

Molibdenita

Para quem duvidava que o grafeno estava sendo deixado para trás na corrida rumo a uma era pós-silício, o novo chip é feito de um outro material monocristalino (2D), a molibdenita (MoS₂).

A molibdenita, um material que consiste em uma única camada com três átomos de espessura, é um excelente semicondutor e já é o componente mais pesquisado no campo da fotônica (processadores que funcionam com luz em vez de eletricidade) e da spintrônica (uma espécie de meio caminho entre a eletrônica e a computação quântica).

Processador e memória juntos

O novo processador lógica-sobre-memória é feito com transistores de efeito de campo (FET) de portas flutuantes (FGFETs).

A vantagem desses transistores é que eles podem reter cargas elétricas por longos períodos - é por isso que eles são usados em memórias flash para câmeras, celulares e computadores.

E as propriedades elétricas exclusivas da molibdenita tornam este semicondutor particularmente sensível a cargas armazenadas em FGFETs, o que permitiu a criação de circuitos que funcionam tanto como células de armazenamento de memória quanto como transistores programáveis.

Ao usar a molibdenita, a equipe conseguiu incorporar várias funções de processamento em um único circuito com memória e alterar ambos conforme desejado.

"Essa capacidade dos circuitos de realizar duas funções é semelhante à forma como o cérebro humano funciona, onde os neurônios estão envolvidos tanto no armazenamento de memórias quanto na realização de cálculos mentais," comparou o professor Andras Kis, coordenador da equipe.

"O projeto do nosso circuito tem várias vantagens: Ele pode reduzir a perda de energia associada à transferência de dados entre unidades de memória e processadores, diminuir a quantidade de tempo necessária para operações de computação e diminuir a quantidade de espaço necessária. Isso abre as portas para dispositivos menores, mais potentes e com maior eficiência energética," acrescentou Kis.

Embora ainda seja um protótipo, a equipe está entusiasmada com a capacidade de levar a nova arquitetura rumo aos aparelhos eletrônicos e computadores vendidos no mercado: "Fizemos nosso primeiro chip há dez anos à mão. Mas, desde então, desenvolvemos um processo de fabricação avançado que nos permite fazer 80 ou mais chips em uma única rodada, com propriedades bem controladas," disse Kis.

Noticia: inovacaotecnologica

Cientistas podem usar dados quânticos para acelerar alguns computadores quânticos

 

Se funcionar, talvez possamos usar as informações descobertas para construir computadores quânticos ainda melhores.

 

 

Cientistas do instituto Skoltech em Moscou desenvolveram um novo método para acelerar o cálculo de interações quânticas em computadores quânticos: em vez de armazenar informações quânticas em computadores clássicos por meio de algoritmos clássicos, eles completam todo o processo em uma rede neural quântica.

A imprevisibilidade é um problema inerente à modelagem de interações em escala quântica. Modelos teóricos capazes de prever os resultados de interações complexas são poucos e distantes entre si.

Portanto, os cientistas calculam a mesma coisa repetidamente com algum grau de aleatoriedade adicionado e avaliam o quadro geral no final. Embora isso produza resultados válidos, usa muito poder computacional.

 

Cientistas podem usar dados quânticos para acelerar alguns computadores quânticos

A Skoltech fundiu alguns métodos teóricos em desenvolvimento de computação quântica para substituir a aleatoriedade dos métodos de amostragem pelas propriedades especiais dos computadores quânticos. Seu método usa um algoritmo para criar uma descrição quântica das posições iniciais de todos os objetos e forças interagindo entre si.

Em vez de armazenar informações quânticas em computadores clássicos por meio de algoritmos clássicos, eles completam todo o processo em uma rede neural quântica. Imagem: geralt | Pixabay.

 

Além disso, algumas informações são adicionadas às posições de uma rede neural clássica para estimar o tipo de interação. Então, uma rede neural quântica calcula a interação e procura por padrões na saída.

Testes descobriram que o método dos pesquisadores produz resultados moderadamente precisos: o classificador quântico que eles usaram como uma rede de teste foi treinado para reconhecer fases da matéria com 99% de precisão. No entanto, um computador quântico projetado para trabalhar com essa linha de metodologia ainda não foi construído.

Esta é uma tentativa promissora por sugerir que as simulações quânticas deveriam ser executadas em computadores quânticos. Se funcionar, talvez possamos usar as informações descobertas para construir computadores quânticos ainda melhores, entre os muitos outros benefícios.

Fonte: Tech Spot