/elektronik

Ny processortype kasserer den binære logik

En processortype, der specialiseres i sandsynlighedsberegning, skal bruge nyudviklede gates og logiske kredsløb, der arbejder med analoge sandsynlighedsfordelinger. Det er et farvel til 60 års tradition på chipområdet.

Af Kent Krøyer, søndag 22. aug 2010 kl. 08:00

Verdens første sandsynlighedsprocessor er ved at udmønte sig som et resultat af et forskningsprojekt fra MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Processoren fungerer med helt andre principper end gængse processorer. Alligevel vil den kunne udføre nogle efterspurgte statistik-funktioner mange gange hurtigere end alt andet, der findes på markedet i dag, endda uden at bruge mere energi.

Ideen til den særprægede processor fik Ben Vigoda, mens han arbejdede på sit Ph.D.-projekt hos MIT. For fire år siden oprettede han et kommercielt foretagende, Lyric, der skulle udvikle processoren til et færdigt produkt. Og nu har han så offentliggjort, hvad det hele går ud på.

Almindelige processorer, som vi har kendt dem i tres år, fungerer med boolsk logik. Det vil sige, at grundstrukturen består af elektroniske "gates", der antager faste spændingsværdier, der fortolkes som 0 eller 1 i det binære talsystem.

Lyrics processor vil arbejde med spændingsværdier, der antager alle mulige værdier imellem disse yderpunkter. Altså værdier, der skal fortolkes som statistiske udfald i en fordeling.

1.000 gange hurtigere procestid
Det indebærer, at det lille opstartsfirma har udviklet helt nye gates og elektroniske kredsløb samt en helt ny chiparkitektur. Der hører også et nyt programmeringssprog til, PSBL (Probability Synthesis to Bayesian Logic), som er skabt til sandsynlighedsberegninger.

Og hvor nutidens digitale processorer stort set arbejder serielt, med en kø af data, der behandles et sæt af gangen, så kan Lyric-processoren i vid udstrækning arbejde parallelt. Dermed opnås en voldsom hastighedsgevinst, op til 1.000 gange hurtigere procestid.

Lynhurtig analyse af genom-sekvenser
Det kan ifølge Lyrics oplysninger bruges til datasøgning, spamfiltrering, finansielle modeller, genom-sekvens analyse, afsløring af svindel og mange andre vigtige ting, som skal beregnes så præcist som muligt ud fra en stor suppe af usikre informationer.

Den færdige processorchip GP5 skal efter planen først produceres i en lille serie i 2013. Men indtil da kan Lyric begynde at tjene penge på nogle af de nye principper på andre måder. Og det er derfor, firmaet står frem nu og fortæller om teknologien.

»Efter ti års udvikling mangler vi ikke muligheder for at udnytte vores sandsynligheds-processing teknologi, men i øjeblikket fokuserer vi på en beskeden liste af applikationer, som både på kort og lang sigt får enorme løft i ydelse,« siger Ben Vigoda, som nu er direktør i Lyric, i en pressemeddelelse.

Fejlkorrigering i flash-hukommelse
Det første, praktiske projekt bliver en fejlkorrigeringschip til flash-hukommelser. Den slags hukommelse læser nemlig ofte forkert, når de lagrede data skal hentes frem, faktisk i gennemsnit én gang for hver tusinde bits.

Fejlene bliver imidlertid fanget og korrigeret i særlige kredsløb. Men i de kommende generationer af flash hukommelser bliver der i stigende grad brugt multicelle-flash teknologi, som gør det muligt at pakke endnu flere bits sammen på mindre plads. Ulempen er, at det vil få fejlraten til at ti-dobles, og dermed stilles voksende krav til fejlkorrigeringskredsløbene. Krav, som gør flash-hukommelses chips komplekse og mere kostbare.

Så Lyrics første kommercielle produkt, LEC (Lyric Error Correction) skal fejlkorrigere flash. Firmaet lover, at kredsløbet vil fylde 30 gange mindre end nutidens, bruge 12 gange mindre energi og fungere meget hurtigere.

LEC-teknologien kan nu købes på licensvilkår. Lyric kan nemlig ikke selv fabrikere chips.

Indtil videre er der ikke behov for mere kapital. Investorerne tæller blandt andet Darpa (Defense Advanced Research Project Agency) samt Stata Venture Partners.

Lyrics har en voksende mængde patentansøgninger undervejs vedrørende statistik-beregning, i øjeblikket over 50.



22. aug 2010 kl 10:25

Kim Merrild

Folding.

Vil denne type chip kunne benyttes til dataanalyse? Jeg kunne forestille mig SETI@home, Folding@home og andre @home apps.

Jeg ville se frem til et PCIE kort med 8 chips så jeg kunne folde lidt mere. Hvis denne chip kunne bruges til det velogmærket.


22. aug 2010 kl 10:46

avatar

Aage Andersen

Farvel


Det er et farvel til 60 års tradition på chipområdet

Jeg tror nu traditionen holder lidt endnu. Det er vel ikke nødvendigt at sige farvel til noget gammelt, fordi der kommer noget nyt.


22. aug 2010 kl 11:52

avatar

Martin Zacho

Debug af kode...

Tror det bliver hårdt at debugge kode, der bruger sansynligheder i beregningsprocessen. Synes det til tider er hårdt mok i den dejlige sort/hvide verden af boolsk logik :)

Martin.


22. aug 2010 kl 12:05

avatar

Peter Gram

Nyhed??

Det må være omkring 25 år siden jeg blev inviteret ud på DTU for at se sådan en analog computer i drift.
Den var monteret på en tavle og bestod af en lang række små moduler, der kommunikerede indbyrdes analogt i stedet for digitalt. Computeren skulle netop bruges til statistiske fremskrivning, fordi den nemt kunne simulere en kompleks række af usikkerheder.

Der må være andre læsere af dette udmærkede forum, der har været tæt på det projekt, og kan belyse, hvad der blev af det, og hvad forskellen er mellem ovenstående og projektet dengang.


22. aug 2010 kl 14:51

Ole Sanvig

Den analoge computer

Var det sådan en smågammel halvgnaven fætter, der stod for den? Jeg mindes i hvert fald netop en analog computer på en tavle hængt op på en væg, der var del i et kursus på DTU.

Man programmerede den ved at flytte rundt på og ændre størrelsen af de kondensatorer og ting, der indgik i kredsløbet. Og ingen fattede en bjælde af, hvad vi skulle med den.

Tvinges til at bruge 2 undervisningsdage på den, det skulle vi dog. Til gengæld havde ham den halvgnavne så trumfet igennem, at vi ikke måtte bruge automatisk dataopsamling til de måleserier, vi lavede på en C64. Vi SKULLE sidde og skrive tallene af fra skærmen og taste dem ind manuelt ...

Som jeg husker den, så havde den analoge tingest ikke rigtig noget formål udover at sørge for, at den halvgnavne fætter kunne holde fast i sin ansættelse, fordi den altid havde været en del af kurset - de andre ansatte var grundigt træt af ham og den; men de orkede ikke at tage kampen op. I stedet gav de os en lærervejledning til øvelserne, vi kunne skrive af efter, i al diskretion forstås.

Men hvem ved, måske han bare var foran for sin tid ... :-)


22. aug 2010 kl 19:02

avatar

Per Michael Jensen

Re: Den analoge computer

For ca 25 år siden blev der lavet en digitalt styret analog computer på DTU, vist kun i tre eksemplarer. Min matematiklærer fra DIA-E var medejer af et firma der havde 'gaflet' een af computerne. Det firma brugte computeren til at beregne halveringstider af medicin i menneskekroppen. Så vidt jeg husker var den lidt hurtigere end en flunke ny BM PC-AT.


22. aug 2010 kl 22:58

Jens Peter Koch

Analoge computere

Analoge computere har, som det er omtalt, været brugt før den digitale verden for alvor startede. vi havde også en på Odense Teknikum, som vi kunne programmere, ved at koble analoge enheder sammen.

Men, det er ikke det samme, som den nye ide, med at bruge sandsynelighedsteorien sammen med de helt nye kredse.

Men, dem der har set/læst "Vakse Galakse Blaffere" (The Hitchhiker's Guide to the Galaxy) af Douglas Adams, ved hvad det går ud på :-) - i denne bog/film lykkedes det ud over al forventning at bruge denne teori.


23. aug 2010 kl 10:10

Tomas Ussing

Op-Amps

I skuffen med basale operationsforstærker kredsløb findes konfigurationerne for såvel, addition, subtraktion, multiplikation og division, så med op-amps har man umiddelbart muligheden for at konstruere en super-RISC, med nano-sekund propagation-delay :-)


23. aug 2010 kl 10:30

Niels Foldager

Moses


Den analoge computer, jeg så for ca 25 år siden blev kaldt "Moses". Det stod for "Modular et eller andet".

Den var nu smart for sin tid. Uden at programmere kunne man skematisk stå og sætte funktions-afhængigheder sammen til en større enhed. Jeg overværede forsvaret af en afsluttende specialopgave på DTU, hvor Moses simulerede hjertets pumpefunktion. (Husker mærkeligt nok, at den såkaldte "dikrotiske hævning" manglede, da blodet var regnet for masseløst.)

Selvfølglig kan man i dag lettere sammensætte den slags ved brug af grafiske brugerinterfaces. Derfor er Moses jo også død.


23. aug 2010 kl 10:55

avatar

Morten Fordsmand

Moses forgænger

er jo den mekaniske differnatial analystor (der var mekanisk, mens moses var elektronisk)

http://ramskovsressourcer.dk/m...anal

For os der gik på DTH (som det jo hed) i de tidligere 80'ere og kæmpede med at simulere differnetial ligninger, var analoge løsninger bestemt en reel mulighed.


23. aug 2010 kl 12:30

Richard Bundgaard

Re: Analoge computere

Der brugte man vidst den mindre kendte "Usandsynlighedsteori", men den var jo i et vist omfang anvendelig til at drive et rumskib...

He he, tak fordi du lige mindede mig om Hitchhikers Guide :-)


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.