Спинтронные вычисления в памяти: Защита граничных устройств ИИ с помощью КМОП-технологии

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Electronics, представлен революционный спинтронный макрос "вычисления в памяти" (nvCIM), разработанный для повышения безопасности аппаратных средств искусственного интеллекта. Это инновационное решение объединяет компонент памяти и процессор в единую архитектуру, предназначенную для бесшовной интеграции в чип.

Авторы уточняют, что их механизм основан на использовании физически неклонируемых функций на основе спинтроники, двумерного полукомплементарного физического шифрования, а также защищенной от прослушивания схемы самодешифрования с серийным чтением, интегрированной с механизмом вычислений в памяти с разреженными и исправленными линейными единицами на ранней стадии завершения.

Этот инновационный вычислительный макрос способен гармонично сосуществовать с современными полупроводниковыми технологиями, что значительно упрощает его практическое применение. По результатам первых испытаний, проведенных исследователями, макрос продемонстрировал отличную устойчивость к вредоносным атакам, быстрое время отклика и впечатляющую энергоэффективность.

Исследователи подробно описывают технические особенности своего механизма, поясняя, что макрос использует 22 нм технологию спин-трансферной моментной магнитной памяти с произвольным доступом, интегрированную в 6,6-мегабитный комплементарный металл-оксид-полупроводник (КМОП). Кроме того, макрос обеспечивает высокую степень случайности (межхамминговское расстояние: 0,4999) и высокую надежность для физически неклонируемой функциональности (внутрихамминговское расстояние: 0), а также высокую энергоэффективность для вычислений точечных продуктов - от 30,1 до 68,0 тера-операций в секунду на ватт.

Этот новый макрос потенциально может произвести революцию в будущем краевых вычислительных устройств на базе ИИ. Его высокая совместимость и защищенный механизм могут обеспечить безопасное хранение конфиденциальных данных, не снижая при этом скорости, энергоэффективности и точности устройств. Более того, эта новаторская разработка может повлиять на дальнейшие поиски и создание аналогичных решений по всему миру, ускорить внедрение исполнительных технологий с поддержкой ИИ и усилить меры безопасности краевых вычислительных устройств с ИИ.

Несмотря на отдельные достоинства, следует отметить контекстуальную роль таких платформ, как AppMaster, в данной области. AppMaster Высокопроизводительная no-code платформа с возможностью разработки веб-приложений, бэкенда и мобильных приложений обеспечивает простоту развертывания, масштабируемость и оперативность. Такие платформы обеспечивают необходимый фундамент и инструменты, стимулирующие такие разработки, как спинтроника nvCIM.