IISc Researchers Develop Framework for Next-Gen Analog Computing Chipsets

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भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc) के शोधकर्ताओं ने अगली पीढ़ी के एनालॉग कंप्यूटिंग चिपसेट बनाने के लिए एक डिज़ाइन ढांचा विकसित किया है जो कि अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पाए जाने वाले डिजिटल चिप्स की तुलना में तेज़ और कम बिजली की आवश्यकता हो सकती है।

बेंगलुरु स्थित आईआईएससी ने मंगलवार को एक बयान में कहा, अपने उपन्यास डिजाइन ढांचे का उपयोग करते हुए, टीम ने आर्यभट -1 (एनालॉग रिकॉन्फिगरेबल टेक्नोलॉजी एंड बायस-स्केलेबल हार्डवेयर फॉर एआई टास्क) नामक एक एनालॉग चिपसेट का एक प्रोटोटाइप बनाया है।

“इस प्रकार का चिपसेट विशेष रूप से सहायक हो सकता है आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई)-आधारित अनुप्रयोग जैसे वस्तु या वाक् पहचान – सोचें एलेक्सा या महोदय मै – या जिन्हें उच्च गति पर बड़े पैमाने पर समानांतर कंप्यूटिंग संचालन की आवश्यकता होती है,” यह कहा।

अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, विशेष रूप से वे जिनमें कंप्यूटिंग शामिल है, डिजिटल चिप्स का उपयोग करते हैं क्योंकि डिजाइन प्रक्रिया सरल और स्केलेबल है, यह नोट किया गया है।

“लेकिन एनालॉग का लाभ बहुत बड़ा है। आपको शक्ति और आकार में परिमाण में सुधार के आदेश मिलेंगे, ”इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम इंजीनियरिंग विभाग (DESE), IISc में सहायक प्रोफेसर चेतन सिंह ठाकुर बताते हैं, जिनकी प्रयोगशाला एनालॉग चिपसेट विकसित करने के प्रयासों का नेतृत्व कर रही है।

ऐसे अनुप्रयोगों में जिन्हें सटीक गणना की आवश्यकता नहीं होती है, एनालॉग कंप्यूटिंग में डिजिटल कंप्यूटिंग को मात देने की क्षमता होती है क्योंकि पूर्व अधिक ऊर्जा-कुशल है।

हालांकि, एनालॉग चिप्स को डिजाइन करते समय कई तकनीकी बाधाओं को दूर करना होता है। डिजिटल चिप्स के विपरीत, एनालॉग प्रोसेसर का परीक्षण और सह-डिजाइन कठिन है। बड़े पैमाने के डिजिटल प्रोसेसर को उच्च-स्तरीय कोड संकलित करके आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है, और एक ही डिज़ाइन को प्रौद्योगिकी विकास की विभिन्न पीढ़ियों में पोर्ट किया जा सकता है – जैसे, 7 एनएम चिपसेट से 3 एनएम चिपसेट तक – न्यूनतम संशोधनों के साथ, बयान कहा।

क्योंकि एनालॉग चिप्स आसानी से स्केल नहीं करते हैं, अगली पीढ़ी की तकनीक या किसी नए एप्लिकेशन में संक्रमण करते समय उन्हें व्यक्तिगत रूप से अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है – उनका डिज़ाइन महंगा होता है, यह कहा।

एक और चुनौती यह है कि जब एनालॉग डिजाइन की बात आती है तो शक्ति और क्षेत्र के साथ सटीक और गति का व्यापार करना आसान नहीं होता है।

बयान में कहा गया है कि डिजिटल डिजाइन में, केवल एक ही चिप में लॉजिक यूनिट जैसे अधिक घटकों को जोड़ने से सटीकता बढ़ सकती है, और जिस शक्ति पर वे काम करते हैं, उसे डिवाइस के प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना समायोजित किया जा सकता है।

इन चुनौतियों से पार पाने के लिए टीम ने बनाया गया एक नया ढांचा जो एनालॉग प्रोसेसर के विकास की अनुमति देता है जो डिजिटल प्रोसेसर की तरह ही बड़े पैमाने पर होता है। इसके चिपसेट को फिर से कॉन्फ़िगर और प्रोग्राम किया जा सकता है ताकि एक ही एनालॉग मॉड्यूल को विभिन्न पीढ़ियों की प्रक्रिया डिजाइन और विभिन्न अनुप्रयोगों में पोर्ट किया जा सके।

ठाकुर ने कहा, “आप उसी तरह की चिप को 180 एनएम या 7 एनएम पर डिजिटल डिजाइन की तरह संश्लेषित कर सकते हैं।”

अलग अलग मशीन लर्निंग शोधकर्ताओं ने कहा कि आर्किटेक्चर को आर्यभट पर प्रोग्राम किया जा सकता है, और डिजिटल प्रोसेसर की तरह, तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में मजबूती से काम कर सकता है। उन्होंने कहा कि आर्किटेक्चर भी “पूर्वाग्रह-स्केलेबल” है – इसका प्रदर्शन वही रहता है जब वोल्टेज या करंट जैसी परिचालन स्थितियों को संशोधित किया जाता है। इसका मतलब है कि एक ही चिपसेट को अल्ट्रा-ऊर्जा-कुशल के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) एप्लिकेशन या ऑब्जेक्ट डिटेक्शन जैसे उच्च गति वाले कार्यों के लिए।

डिजाइन ढांचे को आईआईएससी के छात्र प्रतीक कुमार के पीएचडी कार्य के हिस्से के रूप में विकसित किया गया था, और शांतनु चक्रवर्ती, मैककेल्वे स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग, वाशिंगटन विश्वविद्यालय, सेंट लुइस (वॉशयू), यूएस के सहयोग से, जो वाशयू के मैकडॉनेल अकादमी के राजदूत के रूप में भी काम करते हैं। आईआईएससी।

चक्रवर्ती ने कहा, “एनालॉग बायस-स्केलेबल कंप्यूटिंग के सिद्धांत को वास्तविकता में और व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए प्रकट होते हुए देखना अच्छा है, ” चक्रवर्ती ने पहले पूर्वाग्रह-स्केलेबल एनालॉग सर्किट का प्रस्ताव दिया था।

शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों को दो प्री-प्रिंट अध्ययनों में रेखांकित किया है जो वर्तमान में सहकर्मी समीक्षा के अधीन हैं। बयान में कहा गया है कि उन्होंने पेटेंट भी दायर किया है और प्रौद्योगिकी के व्यावसायीकरण के लिए उद्योग भागीदारों के साथ काम करने की योजना बना रहे हैं।


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Prakash Bansrota
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