Descrizione del progetto
Una memoria intelligente nei computer per affrontare il diluvio di dati
I computer al silicio convenzionali utilizzano chip distinti per il calcolo e l’archiviazione dei dati. In tal modo viene generata una strozzatura per le applicazioni di analisi dei dati, apprendimento automatico e intelligenza artificiale che richiedono trasferimenti di dati sempre più grandi tra unità di elaborazione e di memoria. L’elaborazione in-memory è una tecnologia di elaborazione dei dati emergente che potrebbe risolvere la stretta energetica dei megadati cui le architetture tradizionali devono far fronte. Il progetto MY-CUBE, finanziato dall’UE, propone una progettazione innovativa che riduce al minimo il movimento dei dati integrandone il calcolo e l’archiviazione. La nuova progettazione presenta un’architettura informatica tridimensionale che si avvale di transistor senza giunzioni su nanofili e celle di memoria resistive ad accesso casuale costruite in verticale, l’una sopra all’altra. Essa sarà in grado di archiviare enormi quantità di dati e di effettuare l’elaborazione su chip per estrarre le informazioni pertinenti dai grandi «diluvi di dati».
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
75015 PARIS 15
Francia