Juli 8, 2020 LEUVEN, Belgien, und Santa Clara, Kalifornien, 8. Juli 2020 - Imec, ein weltweit führendes Forschungs- und Innovationszentrum für Nanoelektronik und digitale Technologien, und GLOBALFOUNDRIES® (GF®), das weltweit führende Spezialunternehmen foundry, gaben heute die Hardware-Demonstration eines neuen Chips für künstliche Intelligenz bekannt. Der neue Chip basiert auf der Analog-in-Memory-Computing (AiMC)-Architektur von imec und nutzt die 22FDX®-Lösung von GF. Er ist für die Berechnung tiefer neuronaler Netzwerke auf In-Memory-Computing-Hardware im analogen Bereich optimiert. Mit einer rekordverdächtigen Energieeffizienz von bis zu 2.900 TOPS/W ist der Beschleuniger ein wichtiger Wegbereiter für Inference-on-the-Edge in stromsparenden Geräten. Die Vorteile dieser neuen Technologie in Bezug auf Datenschutz, Sicherheit und Latenzzeit werden sich auf KI-Anwendungen in einer Vielzahl von Edge-Geräten auswirken, von intelligenten Lautsprechern bis hin zu selbstfahrenden Fahrzeugen. Seit den Anfängen des digitalen Computerzeitalters ist der Prozessor vom Speicher getrennt. Operationen, die mit einer großen Datenmenge durchgeführt werden, erfordern eine ebenso große Anzahl von Datenelementen, die aus dem Speicher abgerufen werden müssen. Diese als von-Neumann-Engpass bekannte Einschränkung kann die eigentliche Rechenzeit überschatten, insbesondere bei neuronalen Netzen, die auf großen Vektor-Matrix-Multiplikationen beruhen. Diese Berechnungen werden mit der Präzision eines Digitalrechners durchgeführt und erfordern eine erhebliche Menge an Energie. Neuronale Netze können jedoch auch dann genaue Ergebnisse erzielen, wenn die Vektor-Matrix-Multiplikationen mit einer geringeren Genauigkeit auf analoger Technologie durchgeführt werden. Um diese Herausforderung zu meistern, haben imec und seine Industriepartner im Rahmen des Industrial Affiliation Machine Learning Programms von imec, darunter GF, eine neue Architektur entwickelt, die den von-Neumann-Engpass beseitigt, indem analoge Berechnungen in SRAM-Zellen durchgeführt werden. Der daraus resultierende Analog Inference Accelerator (AnIA), der auf der 22FDX-Halbleiterplattform von GF basiert, zeichnet sich durch eine außergewöhnliche Energieeffizienz aus. Charakterisierungstests zeigen eine Leistungseffizienz von bis zu 2.900 Tera-Operationen pro Sekunde pro Watt (TOPS/W). Die Mustererkennung in winzigen Sensoren und stromsparenden Edge-Geräten, die normalerweise durch maschinelles Lernen in Rechenzentren betrieben wird, kann nun lokal auf diesem energieeffizienten Beschleuniger durchgeführt werden. "Das erfolgreiche Tape-Out von AnIA ist ein wichtiger Schritt in Richtung Validierung von Analog in Memory Computing (AiMC)", sagte Diederik Verkest, Programmdirektor für maschinelles Lernen am imec. "Die Referenzimplementierung zeigt nicht nur, dass analoge In-Memory-Berechnungen in der Praxis möglich sind, sondern auch, dass sie eine zehn- bis hundertmal bessere Energieeffizienz erreichen als digitale Beschleuniger. Im Rahmen des imec-Programms für maschinelles Lernen stimmen wir bestehende und neue Speicherbausteine ab, um sie für analoge In-Memory-Berechnungen zu optimieren. Diese vielversprechenden Ergebnisse ermutigen uns, diese Technologie weiterzuentwickeln, mit dem Ziel, 10.000 TOPS/W zu erreichen". "GlobalFoundries hat eng mit imec zusammengearbeitet, um den neuen AnIA-Chip mit unserer stromsparenden und leistungsstarken 22FDX-Plattform zu implementieren", sagt Hiren Majmudar, Vice President of Product Management für Computing und Wired Infrastructure bei GF. "Dieser Testchip ist ein entscheidender Schritt nach vorn, um der Branche zu zeigen, wie 22FDX den Stromverbrauch von energieintensiven KI- und Machine-Learning-Anwendungen deutlich reduzieren kann." Mit Blick auf die Zukunft wird GF AiMC als eine Funktion einführen, die auf der 22FDX-Plattform implementiert werden kann, um eine differenzierte Lösung für den KI-Markt zu bieten. Der 22FDX von GF nutzt die 22-nm-FD-SOI-Technologie, um eine herausragende Leistung bei extrem niedrigem Stromverbrauch zu erzielen. Er kann mit 0,5 Volt Ultralow-Power und mit 1 Picoampere pro Mikron betrieben werden, was eine extrem niedrige Standby-Leckrate ermöglicht. Der 22FDX mit der neuen AiMC-Funktion wird derzeit in der hochmodernen 300-mm-Produktionslinie von GF in Fab 1 in Dresden entwickelt. Über imec Imec ist ein weltweit führendes Forschungs- und Innovationszentrum für Nanoelektronik und digitale Technologien. Die Kombination aus unserer weithin anerkannten Führungsposition in der Mikrochiptechnologie und unserer profunden Software- und IKT-Kompetenz macht uns einzigartig. Indem wir unsere erstklassige Infrastruktur und unser lokales und globales Ökosystem von Partnern in einer Vielzahl von Branchen nutzen, schaffen wir bahnbrechende Innovationen in Anwendungsbereichen wie Gesundheitswesen, intelligente Städte und Mobilität, Logistik und Fertigung, Energie und Bildung. Als zuverlässiger Partner für Unternehmen, Start-ups und Universitäten bringen wir mehr als 4.000 brillante Köpfe aus fast 100 Ländern zusammen. Imec hat seinen Hauptsitz in Leuven, Belgien, und verfügt über verteilte F&E-Gruppen an mehreren flämischen Universitäten, in den Niederlanden, Taiwan und den USA sowie über Büros in China, Indien und Japan. Im Jahr 2019 belief sich der Umsatz (GuV) von imec auf 640 Millionen Euro. Weitere Informationen über imec finden Sie unter www.imec-int.com. Imec ist eine eingetragene Marke für die Aktivitäten von IMEC International (eine nach belgischem Recht als "stichting van openbaar nut" gegründete juristische Person), imec Belgien (IMEC vzw, unterstützt von der flämischen Regierung), imec Niederlande (Stichting IMEC Nederland, Teil von Holst Centre und OnePlanet, unterstützt von der niederländischen Regierung), imec Taiwan (IMEC Taiwan Co.), imec China (IMEC Microelectronics (Shanghai) Co. Ltd.), imec Indien (IMEC India Private Limited) und imec Florida (IMEC USA nanoelectronics design center). Über GF GLOBALFOUNDRIES (GF) ist das weltweit führende Spezialunternehmen foundry. GF liefert differenzierte, funktionsreiche Lösungen, die es seinen Kunden ermöglichen, innovative Produkte für wachstumsstarke Marktsegmente zu entwickeln. GF bietet eine breite Palette von Plattformen und Funktionen mit einer einzigartigen Mischung aus Design-, Entwicklungs- und Fertigungsdienstleistungen. Mit einer Produktionsbasis, die sich über die USA, Europa und Asien erstreckt, verfügt GF über die nötige Flexibilität und Agilität, um die dynamischen Anforderungen von Kunden auf der ganzen Welt zu erfüllen. GF ist im Besitz der Mubadala Investment Company. Weitere Informationen finden Sie unterwww.globalfoundries.com. Kontakte: Michael MullaneyGLOBALFOUNDRIES518-305-1597[email protected] Jade LiuImecT +32 16 28 16 93 // M +32 495 71 74 52[email protected]
