Descripción del proyecto
Memoria inteligente en ordenadores para abordar el diluvio de datos
La informática convencional basada en el silicio utiliza chips independientes para la computación y el almacenamiento de datos, lo que origina un cuello de botella para aplicaciones de análisis de datos, aprendizaje automático e inteligencia artificial que requieren una velocidad de transferencia de datos cada vez mayor entre las unidades de procesamiento y memoria. La computación en memoria es una tecnología emergente de procesamiento de datos que podría resolver la crisis energética de los datos masivos a la que se enfrentan las arquitecturas tradicionales. El proyecto financiado con fondos europeos MY-CUBE plantea un diseño innovador que minimiza el movimiento de datos mediante la integración de la computación y el almacenamiento de datos. El nuevo diseño presenta una arquitectura de computadora 3D que utiliza transistores de nanohilos sin empalmes y células de memoria de acceso aleatorio resistiva que se disponen verticalmente una sobre otra. Este podrá almacenar grandes cantidades de datos y realizar un procesamiento en chip para extraer información relevante de un diluvio de datos.
Objetivo
For integrated circuits to be able to leverage the future “data deluge” coming from the cloud and cyber-physical systems, the historical scaling of Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) devices is no longer the corner stone. At system-level, computing performance is now strongly power-limited and the main part of this power budget is consumed by data transfers between logic and memory circuit blocks in widespread Von-Neumann design architectures. An emerging computing paradigm solution overcoming this “memory wall” consists in processing the information in-situ, owing to In-Memory-Computing (IMC).
However, today’s existing memory technologies are ineffective to In-Memory compute billions of data items, as it is the case in the brain. Things may change with the emergence of three key enabling technologies: non-volatile resistive memory, new energy-efficient nanowire transistors and 3D-monolithic. My-CUBE will leverage them towards a functionality-enhanced system with a tight entangling of logic and memory. Only such a technology can support the scalability of the IMC concept.
Following a holistic approach from the system to the material, My-CUBE unique solution relies on a new class of nano-technology, mixing at the fine-grain level a high capacity of non-volatile resistive memory coupled with new junctionless nanowire transistors 3D-interconnected at low-temperature, to perform data-centric computations. A 3D IMC accelerator circuit will be designed, manufactured and measured, targeting a 20x reduction in (Energy x Delay) Product vs. Von-Neumann systems. This technology that adds smartness to memory/storage will not only be a game changer for artificial intelligence, machine learning, data analytics or any data-abundant computing systems but it will also be, more broadly, a key computational kernel for next low-power, energy-efficient European integrated circuits.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
75015 PARIS 15
Francia