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Informática

Chips de memória viram processadores com computação ternária

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/01/2017

Computação ternária: A memória que também processa os dados
Circuito de computação baseado em ReRAM visto ao microscópio.
[Imagem: Wonjoo Kim/Peter Grünberg Institut 7/Forschungszentrum Jülich GmbH]

Memória que computa

Uma equipe de pesquisadores de Cingapura e da Alemanha, trabalhando conjuntamente, encontrou uma maneira de fazer com que os chips de memória executem tarefas de computação - algo que é tradicionalmente feito pelos processadores.

Isto significa que os dados poderão ser processados no mesmo local onde são armazenados, levando a aparelhos móveis e computadores mais rápidos e menores.

Este novo conceito de computação foi demonstrado usando chips de memória estado da arte, conhecidos como ReRAM, ou RAM Resistiva (ou ainda RRAM), um tipo de memória de acesso aleatório não-volátil baseada em um memoristor - fabricantes como SanDisk e Panasonic anunciaram que pretendem em breve disponibilizar comercialmente esses chips, também conhecidos como memórias neuromórficas, por sua capacidade de mimetizar o funcionamento do cérebro.

No entanto, em vez de simplesmente usá-las para armazenar informações, Wonjoo Kim e seus colegas demonstraram como as ReRAM podem ser usadas para processar dados.

Computação ternária

Os computadores e demais dispositivos computacionais precisam transferir dados entre a memória de armazenamento e a unidade de processamento, enquanto o novo circuito economiza tempo e energia eliminando essas transferências de dados - os pesquisadores calculam que um computador típico pode ter sua velocidade multiplicada por dois ou mais.

Ao contrário dos chips atuais, que são binários - eles lidam sempre com 0 ou 1 - a nova memória armazena e processa até quatro estados - ela lida com 0, 1, 2 ou 3. Isto é possível porque a ReRAM usa a resistência elétrica do memoristor para armazenar informações, o que permite armazenar os dados em um número ainda maior de estados.

Computação ternária: A memória que também processa os dados
A máquina de estado mostrando como os trits do chip de memória são usados para fazer cálculos.
[Imagem: Wonjoo Kim et al. - 10.1038/srep36652]

Isto não apenas aumenta a eficiência, mas também permite que os cálculos sejam realizados diretamente na memória, graças à disponibilidade dos quatro estados possíveis em cada célula de memória. Na prática, três dos quatro estados possíveis podem ser usados para os cálculos, o que significa que a nova arquitetura usa um sistema numérico ternário - ela usa um trit, em vez de um bit.

"A ReRAM é um conceito de memória não-volátil versátil. Estes dispositivos são eficientes em termos energéticos, rápidos e podem ser muito miniaturizados. Usá-los não só para o armazenamento de dados, mas também para a computação, pode abrir um caminho completamente novo rumo a um uso eficaz da energia na tecnologia da informação," disse o professor Rainer Waser, um dos coordenadores do projeto.

Novos estados computacionais

A equipe agora está procurando parceiros da indústria para alavancar o conceito da computação ternária baseada em ReRAM.

Eles também pretendem desenvolver ReRAMs capazes de lidar com mais do que seus atuais quatro estados, o que levará a melhorias ainda maiores na velocidade de computação.

Bibliografia:

Artigo: Multistate Memristive Tantalum Oxide Devices for Ternary Arithmetic
Autores: Wonjoo Kim, Anupam Chattopadhyay, Anne Siemon, Eike Linn, Rainer Waser, Vikas Rana
Revista: Nature Scientific Reports
Vol.: 6, Article number: 36652
DOI: 10.1038/srep36652
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