讓內(nèi)存干CPU的活兒新技術(shù)讓芯片運(yùn)行速度提升百倍

發(fā)布：ttb2016 2019-03-20 10:02 閱讀：2591

近日，美國(guó)普林斯頓大學(xué)研究人員推出了一款新型計(jì)算機(jī)芯片，其運(yùn)行速度是傳統(tǒng)芯片的百倍。有媒體稱其采用了“內(nèi)存計(jì)算”技術(shù)，使計(jì)算效率得到大幅提升。

　　這一神奇的技術(shù)到底是什么？它為何能顯著提高芯片性能？科技日?qǐng)?bào)記者就此采訪了相關(guān)專家。

　　高度集成，把計(jì)算與存儲(chǔ)功能合二為一

　　對(duì)于我們常用的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器可分為內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器。內(nèi)部存儲(chǔ)器，即“內(nèi)存”，是電腦的主存儲(chǔ)器。它的存取速度快，但只能儲(chǔ)存臨時(shí)或少量的數(shù)據(jù)和程序。

　　外部存儲(chǔ)器，通常被稱為“外存”，它包括硬盤、軟盤、光盤、U盤等，通�？捎谰么鎯�(chǔ)大量數(shù)據(jù)，如操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序等。當(dāng)運(yùn)行某一程序時(shí)，處理器（CPU）會(huì)先從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，而后將一部分結(jié)果寫入內(nèi)存，并選擇性地將另一部分結(jié)果寫入外存進(jìn)行永久保存。

　　也就是說(shuō)，通常情況下，內(nèi)存只能存儲(chǔ)少量數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)中大部分?jǐn)?shù)據(jù)都“住”在外存。當(dāng)CPU運(yùn)行程序時(shí)就需要調(diào)取數(shù)據(jù)，若調(diào)取“住”在內(nèi)存的數(shù)據(jù)，則用時(shí)較少；若調(diào)取“住”在外存的數(shù)據(jù)，則可能要費(fèi)些周折。

　　因此科學(xué)家就想，能否把數(shù)據(jù)都存在內(nèi)存里呢？于是，內(nèi)存計(jì)算技術(shù)出現(xiàn)了。

　　“內(nèi)存計(jì)算技術(shù)是伴隨著大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的興起而興盛起來(lái)的。在處理大數(shù)據(jù)過(guò)程中，由于數(shù)據(jù)量極大，處理數(shù)據(jù)時(shí)頻繁訪問(wèn)硬盤這些外存會(huì)降低運(yùn)算速度。隨著大容量?jī)?nèi)存技術(shù)的興起，專家開(kāi)始提出在初始階段就把數(shù)據(jù)全部加載到內(nèi)存中，而后可直接把數(shù)據(jù)從內(nèi)存中調(diào)取出來(lái)，再由處理器進(jìn)行計(jì)算。這樣可以省去外存與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)調(diào)入/調(diào)出過(guò)程，從而大大提升計(jì)算速度�！北本┖娇蘸教齑髮W(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授、中德聯(lián)合軟件研究所所長(zhǎng)劉軼告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

　　“但普林斯頓大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用的‘內(nèi)存計(jì)算’技術(shù)與上述概念中所指的內(nèi)存計(jì)算并不完全相同�！眲⑤W說(shuō)，普林斯頓大學(xué)所采用的技術(shù)其實(shí)是PIM（Process in-memory），通常被翻譯為“存內(nèi)計(jì)算”“存算一體”或“計(jì)算存儲(chǔ)一體化”。

　　“PIM技術(shù)是指直接在內(nèi)存中處理數(shù)據(jù)，而不是把數(shù)據(jù)從內(nèi)存讀取到處理器中進(jìn)行處理�！眲⑤W指出，PIM的技術(shù)概念在1990年就已被提出，雖然相關(guān)研究論文早已發(fā)表出來(lái)，但相關(guān)技術(shù)始終難以落地。

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