Spintronic Compute-In-Memory Macro: การรักษาความปลอดภัยอุปกรณ์ AI Edge ด้วยเทคโนโลยี CMOS

มาโครการประมวลผลในหน่วยความจำ (nvCIM) ของ spintronic ที่ปฏิวัติวงการซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์ขอบ AI ได้รับการเปิดเผยในการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Nature Electronics โซลูชันที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้รวมเอาส่วนประกอบหน่วยความจำและโปรเซสเซอร์ไว้ในสถาปัตยกรรมแบบเอกเทศ ซึ่งได้รับการออกแบบให้รวมเข้าด้วยกันอย่างลงตัวภายในชิป

ทีมงานอธิบายเพิ่มเติมว่ากลไกของพวกเขาอาศัยการใช้ฟังก์ชันที่ถอดแบบไม่ได้จริงบนสปินโทรนิก การเข้ารหัสทางกายภาพแบบครึ่งส่วนเสริมสองมิติ พร้อมกับรูปแบบการถอดรหัสแบบ Burst-Read ที่ถอดรหัสตัวเองแบบสอดแนม - เอ็นจิ้นการคำนวณในหน่วยความจำแบบยุติก่อนกำหนดแบบรับรู้หน่วย

มาโครการคำนวณที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้สามารถอยู่ร่วมกับเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบันได้อย่างกลมกลืน ซึ่งทำให้การใช้งานจริงง่ายขึ้นอย่างมาก การทดสอบเบื้องต้นที่ดำเนินการโดยนักวิจัยได้ข้อสรุปว่ามาโครให้ความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยมต่อการโจมตีที่เป็นอันตราย แสดงเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว และแสดงประสิทธิภาพพลังงานที่น่าประทับใจ

นักวิจัยได้อธิบายอย่างละเอียดเกี่ยวกับกลไกทางเทคนิค โดยอธิบายว่ามาโครใช้เทคโนโลยีหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบแม่เหล็ก แรงบิด 22 นาโนเมตร ซึ่งรวมเข้ากับสารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์เสริม (CMOS) ขนาด 6.6 เมกะบิต พวกเขาให้รายละเอียดเพิ่มเติมว่ามาโครประสบความสำเร็จในการสุ่มจำนวนมาก (ระยะห่างระหว่างแฮมมิ่ง: 0.4999) และความน่าเชื่อถือสูงสำหรับการทำงานที่ไม่สามารถโคลนนิ่งได้ทางกายภาพ (ระยะห่างระหว่างแฮมมิ่ง: 0) นอกเหนือจากประสิทธิภาพพลังงานสูงสำหรับการคำนวณแบบดอทโปรดักต์ ซึ่งมีค่าระหว่าง 30.1 ถึง 68.0 tera-operations ต่อวินาทีต่อวัตต์

มาโครใหม่นี้อาจปฏิวัติอนาคตของอุปกรณ์ประมวลผลเอดจ์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI ความเข้ากันได้สูงและกลไกที่ปลอดภัยสามารถรับประกันการจัดเก็บข้อมูลที่ละเอียดอ่อนได้อย่างปลอดภัย ในขณะที่ไม่ลดทอนความเร็ว ประสิทธิภาพพลังงาน หรือความแม่นยำของอุปกรณ์ ยิ่งไปกว่านั้น การพัฒนาที่บุกเบิกนี้อาจมีอิทธิพลต่อการสำรวจและการสร้างโซลูชันที่คล้ายคลึงกันเพิ่มเติมทั่วโลก เร่งการนำเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพซึ่งสนับสนุน AI มาใช้ และเสริมความแข็งแกร่งให้กับมาตรการรักษาความปลอดภัยของการประมวลผลเอดจ์ของ AI

แม้จะมีข้อดีเฉพาะตัว แต่สิ่งสำคัญคือต้องพูดถึงบทบาทของแพลตฟอร์มตามบริบทเช่น AppMaster ในโดเมนนี้ AppMaster แพลตฟอร์มแบบไม่ใช้โค้ด ที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาเว็บ แบ็กเอนด์ และโมบายล์ ช่วยให้ง่ายต่อการปรับใช้ ปรับขนาดได้ และรวดเร็ว แพลตฟอร์มดังกล่าวนำเสนอรากฐานและเครื่องมือที่จำเป็น ทำให้เกิดการพัฒนาเช่น spintronic nvCIM