С помощью нового вентиля японцы обещают в 12 раз повысить плотность матриц ПЛИС

Сфера машинного обучения и ИИ обещает дать второе дыхание программируемым матрицам (ПЛИС). Быстрая смена задач и алгоритмов делает матрицы удобным решением не только для создания прототипов, но также выгодна с точки зрения массового использования в коммерческих продуктах, а новая разработка японских учёных обещает многократно повысить ценность ПЛИС.

На рисунке a) слева ПЛИС на новом вентиле, справа на транзисторах, на рисунке b) в красном квадрате показан новый вентиль

Университет Осаки сообщил, что исследовательская группа Высшей школы информатики и информационных технологий университета разработала новый вентиль для программируемых матриц. Использование новых вентилей вместо традиционных транзисторов в качестве программируемых переключателей позволит в 12 раз повысить плотность размещения программируемых элементов в массиве матриц.

Вместо транзисторов японцы создали так называемый «сквозной переключатель» (по-англ. via switch). Доклад о разработке можно ожидать на днях на конференции IEEE International Solid-Circuits Conference 2020, которая начинает свою работу 19 февраля в Сан-Франциско. «Сквозные переключатели» много меньше размеров транзисторов и могут изготавливаться в контактном слое микросхем. Вероятно, именно это позволяет говорить о столь значительном росте плотности размещения элементов.

Что собой представляет новая разработка, пока не очень ясно. Подробных разъяснений на этот счёт нет. Сообщается о некоем «атомарном переключателе», который комбинирует свойства вентиля и энергонезависимой памяти. Также для управления новым вентилем используются варисторы, а не транзисторы. Это тоже оставляет много места для массива вентилей. К тому же, транзисторы в такой ПЛИС могут использоваться не для перепрограммирования массивов вентилей, а для какой-либо интеллектуальной работы. Это добавит решению немного «лишней» производительности.

Наконец, в добавление к высокой плотности вентилей и низкой стоимости за счёт меньшей площади кристалла, новая разработка обещает возросшую энергоэффективность. Для 65-нм техпроцесса эффективность ПЛИС на «сквозных переключателях» оказывается в 5 раз выше, чем для ПЛИС на транзисторах. Для 7-нм техпроцесса рост энергоэффективности ожидается до 11 раз при сравнении с ПЛИС на транзисторах с таким же техпроцессом. Ждём подробностей о чудо-ПЛИС из Японии.