iPon Hírek

Ultrahatékonyak a „pontatlan” chipek

Dátum | 2012. 05. 20.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A Rice Egyetem kutatói úgy igyekeznek növelni a számítógépes chipek hatékonyságát, hogy megszabadulnak a kevéssé kihasznált áramköröktől. A tavalyi első tesztek során az eredményül kapott chipek időnként vétettek ugyan hibákat, de kétszer olyan gyorsan dolgoztak, feleannyi energiát használtak fel és feleakkora méretűek voltak, mint az eredeti változat. Ebben az évben szintén a kevesebb több jelszava volt az uralkodó: a kutatók által létrehozott „pontatlan” szilíciumchip-prototípus a hírek szerint legalább 15-ször hatékonyabb a jelenleg forgalomban lévő technológiáknál sebesség, energiafogyasztás és méret szempontjából is.

Elsőre talán furcsának tűnhet egy olyan fejlesztésről hallani, amelynek végtermékét eredetileg is úgy tervezik, hogy az időnként elkövethet hibákat. A Krishna Palem vezette kutatócsoport azonban mindezt úgy vitte véghez, hogy számításba vették a hibák bekövetkezési valószínűségét és nagyon pontosan meghatározták, hogy mely kalkulációkban megengedhetőek ezek. A végtermék pedig kisebb, kevesebbet fogyaszt, mégis jobban teljesít, mint elődei. Az áramkörök megnyirbálásán kívül még egy korlátozott feszültség-kiosztás néven emlegetett fejlesztést is alkalmaztak a tudósok a fogyasztás csökkentése érdekében.


A tesztek során az áramkörök „megtizedelésével” az energiaigényt 3,5-edére csökkentettük és az így végrehajtott számítási folyamatok végeredményei átlagosan 0,25 százalékkal tértek el a helyes értékektől, mondta el Avinash Lingamneni, a kutatás egyik résztvevője. Ha a sebesség növekedését és a méret csökkenését is számításba vesszük, akkor ezek a chipek 7,5-szer hatékonyabbak hagyományos társaiknál. Nagyobb, de bizonyos esetekben még mindig elfogadható hibahatárral dolgozva a teljesítményt a megszokott 15-szörösére tudtuk növelni, folytatta.

A pontatlan avagy inegzakt chipeket nyilvánvalóan nem repülőgépek rendszereibe vagy rakéták irányítóközpontjába szánják, de számtalan olyan alkalmazási lehetőség kínálkozik, ahol némi hiba megengedett.

Képfeldolgozás hagyományos hardverrel (balra) és inegzakt chippel 0,54%-os (középen), illetve 7,58%-os (jobbra) relatív hibával
Az emberi szem is követ el hibákat, éppen ezért rendelkezik egy beépített mechanizmussal, amely kijavítja ezeket az apróbb pontatlanságokat, mondja Christian Enz, a kutatás résztvevője. Képfeldolgozásnál bevetve a prototípust a 0,54 százalékos hibahatárig gyakorlatilag észrevehetetlen volt az eltérés az eredeti képtől, de még ennél jóval magasabb hibaszázaléknál (7,5%) is felismerhető volt a kép szinte összes részlete.

Valószínűleg hallókészülékekben, kamerákban és egyéb elektronikus készülékekben fogják először alkalmazni az inegzakt chipeket. Az újítás szintén fontos összetevője lesz a Rice által tervezett oktatási táblagépeknek, az I-slate tableteknek. Ezeket olyan fejlődő országokbeli (első körben indiai) iskoláknak szánják, amelyek kívül esnek az áramhálózaton. Az olcsó tableteket beépített napelem-panelekkel lehet majd tölteni, amelyek a napelemes számológépekhez hasonlóan lesznek elhelyezve. Az inegzakt chipekkel legalább felére csökkenthető a táblagépek fogyasztása, ami ez esetben különösen fontosnak számít.
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

33. atti2010
2012.05.20. 10:09
Hát nem azért de a jobboldali képről szempillantás alatt kiderül hogy jó sz@r és ha belegondolok hogy most tízezreket kidobunk olyan Direct X fejlesztésekért amin órákig kell bámulni a monitort hogy láthassuk a javulást akkor azt mondom hogy nem tetszenek ezek a butított csipek, nem beszélve hogy lassan minden olcsó butított lesz az MP3 is jóval elmarad az analóg lemezek minőségétől most akkor a képek is olyanok lesznek?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
32. dfsz34
2012.05.20. 10:09
Eléggé homályos az egész téma. Gondolom nem az integer alapú műveletkről van szó, hanem a lebegőpontos számolásról.
Nem is nagyon érteni ezt, most 10 tranzisztor nem hibázik, de már 5 tranzisztor néha hibázik? Random hibák nem igazán vannak a CPU-ban. Pont ez a lényeg és a különbség, mondjuk az emberi agyhoz képest. Ha hibázik a CPU, akkor ugyanazokra a bemeneti értékekre mindig ugyanazt az eredményt adja.

Szerintem inkább csak arról van szó, hogy a lebegőpontos műveleteket mekkora pontosággal hajták végre, hol vágják meg a számot, melyik tizedesjegynél. Az okozhat ilyen random hibákat, főleg kerekítések után.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
31. tranceatla...
2012.05.20. 11:03
Az mp3-nál is vannak különböző bitráták, 320kbps-nél nem hinném hogy 1000 emberből akár 1 is felismerné a tömörítési veszteséget, ugyanez érvényes a JPEG-re is, bár ott sokszor láthatóan elég nagy veszteséggel találkozhatunk. Mindenesetre nekem nem kéne soha olyan kamera, ami szándékosan apró képi hibákat produkál, megöli az utómunkát teljesen. Persze ez is olyan dolog hogy 1000 emberből ismét csak egy párnak tűnik fel, szóval végülis ha belegondolunk tényleg vna létjogosultsága, csak ne terjedjen el nagyon.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
30. mikej95
2012.05.20. 11:05
Legalább már van megfelelő technológia a magyar atomprogramhoz.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
29. Mandris90
2012.05.20. 11:24
ilyen kis képen nem is lehet látni hibát a második képen, de a harmadik az egy rakás szar, ezt nevezik eredménynek? csinálják meg ugyhogy nem hibázik és mégis kevesebbet fogyaszt miközben gyorsabb akkor beszélhetünk eredményröl, sztem a fotos föbe löné a tervezöket ha a 20ezer dolláros gépével készült fotokbol ilyen képet csinálna az adobe miután átkonvertálta a raw-t azonfelül a windows kifagy egy memoria hibátol is nem hogyha még a proci is hibázik...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
28. Radon
2012.05.20. 11:25
mikej95 ez hihetetlen gagyi poén volt, és még csak nem is érzem jogosnak. Egy kicsit talán nem ártana tájékozódni, mint reflexből elsütni az ilyen ratyi beszólásokat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
27. Balucsek
2012.05.20. 11:35
Hát az eredeti cikkből sem sokminden derül ki. Annyi, hogy kihagyják a komplexebb ritkán használt műveleteket. -> magasabb órajelet érhetnek el, mert hiába számítja ki a proci az órajelének töredéke alatt, hogy 1+1 mennyi ha van egy olyan komplex utasítás ami alig fér bele 2 órajele közé, így a lehosszabb utasításra lövik be az órajelet nem kevés ráhagyással. (ami tuningnál a határokig csökken)

A másik átlagos 0,25%-os pontosság pedig kb 8 bit pontosságra utal lebegőpontos számítás esetén. 100/2^8= 0,39065 ami a számítás pontosságának intervalluma, valahol ezen az értéken belül van az eredmény +- valamennyivel, így átlagban ez már 0.25%-on belül van. Szóval szerintem kb 16 bites lebegőpontos számokkal operálhatnak. Míg egy mai proci minimum 80 bittel szokott számolni és azt kerekíti le 32 ill 64 bitre és már a VGA-k többsége is ismeri a 64 bites műveleteket. Szóval elég durván meglehet nyírva az a chip...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
26. atti2010 tranc...
2012.05.20. 11:42
A Paksi erőmű az egyik legjobban működtetett és legbiztonságosabb erőmű a világon jó lenne tájékozódni mielőtt ilyen ratyi poénokat ír az ember mostanában ilyen idiótaságokat csak a heti hetesben hallani.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
25. Fzoltan
2012.05.20. 11:46
Abból kiindulva, hogy sokan a telefonokat/tableteket is telefonnak használják, úgy gondolom, hogy van jövője a technológiának...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
24. atti2010 Fzolt...
2012.05.20. 12:12
Persze és jön egy másik idióta csapat aki még tovább butítja a csipeket és kialakul egy ki csinál még bóvlibb cuccot verseny, amúgy is van egy ilyen tendencia a nagy árverseny miatt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
23. nightmare1...
2012.05.20. 13:36
Van egy olyan tippem, hogy a képek közül a középsőt kell figyelembe venni, a jobb oldali szerintem csak azt demonstrálja, hogy még ilyen mértékű hiba mellett is felismerhető marad a kép...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
22. sanyix
2012.05.20. 13:57
@Mandris90: okoska, oda van írva hogy a középső kép a végeredmény. A jobb oldalihoz oda van írva hogy relatív. Gondolom megfogták a 2 hardver eredményét, és összeszorozták egymással, hogy kiemeljék hol változott.

Egyébként a jelenlegi hardver is pontatlan, minden a törtszámokban, mivel hogy korlátozott a tizedesek ábrázolgatósága, így minden ilyen műveletes dolog (pl a 3d grafika) tele van levágott tizedesekkel, fel, le kerekítésekkel, stb. Nem csak ami a képernyőn megjelenik, de a modellek is pontatlanok, a modellek is egyszeres(3ds max, és a látványmodellezőprogramok), vagy 2x pontosságú( direkt gépészeti CAD) lebegőpontos számokkal dolgoznak. Sőt a textúrák modellekre feszítése is pontatlan, ezért alap a textúrákon a padding használata (ráhagyás) hogy ne csússzon le véletlenül és ne jelenjen meg a széleken olyan csík ami nem kéne

Szóval 3d-re, hangra, képre, bőven jó lenne ilyen pontatlan chip. A sznob audiofilek meg verhetik magukat, ugyanis az analóg rögzítés IS pontatlan(rögzítéskor, és minden egyes lejátszáskor is). Csak a hagyományos digitális pontos, de az meg levág dolgokat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
21. mzso
2012.05.20. 14:12
Zseniális. 15-szörös teljesítmény használhatatlan végeredményhez... A bolodnak is megéri.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
20. Asagrim
2012.05.20. 14:26
Itt egész egyszerűen arról van szó, hogy el akarják adni a selejtet is és ez a kifogás, hogy ez nekünk miért jó, ezt az "új fejlesztés" dolgot nem veszem be.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
19. dfsz34
2012.05.20. 16:15
Azért valami normálisabb képet is válaszhattak volna a demonstrációhoz. Mást nem találtak, valami részletgazdagabbat, meg talán kicsit normálisabbat?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
18. Hunter008
2012.05.20. 16:50
Ilyen az amikor a chip cigánymunkát csinál Nemsokára elárasztják a piacot a black chip-ek
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. Balucsek
2012.05.20. 17:29
Mikrobi: vagy minden egyes képpontnál max 2 színárnyalatnyi eltérés (pl #ffffff helyett mondjuk #fefffe vagy #fdffff).
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. Phantomstr...
2012.05.20. 20:02
És megvan az új proci az alsó-középkategóriás telefonokba, fényképezőkbe, és kamerákba. Ettől olcsóbbak ugyan nem lesznek, de a gyártó többet keres rajtuk.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. HUNrobar
2012.05.20. 20:57
Én elég jól látom az első és a középső kép közti különbséget, olyan, mintha lejjebb vették volna a kontrasztot és ráküldtek volna egy enyhe blur effektet. Amúgy az is hülyeség hogy nem hallani ki a tömörítést 320kbs-es mp3-nál, egy jó minőségű flac simán odaveri még integrált hangkártyánál is egy normális fejhallgatón. szvsz érdekes kísérletnek tűnik ez de nem túl életképes, nem az a gépek legfőbb előnye hogy nem követnek el számítási hibákat? Mennyire lenne stabil egy ilyen rendszer? Ha meg a fatális hibák kiküszöbölésére önellenőrző algoritmusokkal írják tele az os-t akkor meg el is megy a teljesítménytöbblet nagy része.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. Fzoltan
2012.05.20. 22:18
Mikrobi: A középső képen is a fazon arca jelentősen el van mosódva, biztos vagyok benne, hogy hosszú távon zavaró...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. jozsefm
2012.05.20. 22:33
Ezeket olyan fejlődő országokbeli (első körben indiai) iskoláknak szánják, amelyek kívül esnek az áramhálózaton

Nem mérnöki munkára lesznek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. Warpath
2012.05.21. 00:47
Ennek az embernek a fogorvosa megelégedne a 3. képpel is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. tomchee
2012.05.21. 03:40
ennek a procinak van lét jogosultsága Pl.: a média lejátszókban. és egyéb média eszközökben.
Vegyük csak alapul az UDP kapcsolatokat. Kicsit packetloss-os de gyors és videok/zenék/hang és video kommunikáció alatt észre sem vehető, ellenben oda szükséges a gyors kapcsolat. Ezt szerintem ugyan így kéne felfogni mint a TCP vs UDP kapcsolatokat
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. kray
2012.05.21. 08:21
Tényleg lehet hibát látni a 2. képen már ilyen kis méretben is.
Lehet, hogy tényleg nem mindenki látja, de van.

-----
A hangnál részben egyetértek egy 320kbps MP3 egy jó minőségű CD lejátszóban és egy normális Audio cd között ha a hangfalak is megfelelőek, akkor fényévek vannak. Tudom, mert tapasztalom

Az viszont biztos, hogy nem mindenkinek tűnik fel elsőre!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. DogTheDog
2012.05.21. 10:59
Mikrobi - 2012-05-20 16:31:25:

Azert mondod csak,mert nem kell hasznalnod.Fel szazalek hiba az igen nagy,persze manapsag vannak felhasznalasok,ahol mar beleferne a turesbe.En nem szivesen hasznalnam,de ti tudjatok.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. JackFeryll
2012.05.21. 11:37
Kisebb képet nem tudtak betenni ? Már ennél a kisméretű képnél is nagyon látszik mennyi részlet elveszett. Ezt bármelyik fotós megmondaná. Csak olyan területen látom létjogosultságát ahol nagyon-nagyon korlátozott az adott helyiség/épület/település áramellátása.
//Mondjuk aki telefonnal készített kalózvideókat néz és a leggagyibb Genius hangfalakon
//hallgat zenét annak tényleg mindegy.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. empeharom
2012.05.21. 12:49
Sokan leragadtatok a képfeldolgozàsnàl, de alapvetően itt a hibatűrő szàmìtàsokról van szó. A mi agyunk is hasonlóan működik (igen mikrobi még neked is cigàny agyad van). Szerintem ez szükséges, és hatalmas előrelépés a szàmìtàstechnikàban, még akkor is ha itt jópàran nem làttok benne fantàziàt, és alapvetően nem értitek hogy mi a lényege. Nem kell mértani pontossàgù feladatokra gondolni, és ott hasonlìtgatni amire pont nem való.
Az észkombàjnoknak elàrulom, hogy a baloldali kép is egy veszteséges, pontatlan szàmìtàs eredménye, szóval ha ti etalonként tekintetek rà, akkor pont nektek talàltàk ki ezt a technológiàt
Aki még tovàbbra sem érti, hogy lehet ilyesminek létjogosultsàga, gondolkozzon el azon, mennyi idő alatt készülne el az ebédje, ha a szakàcs mértani pontossàggal vàgnà a hozzàvalókat, miligrammra pontosan mérné ki az adagokat, és labori szigorùsàggal tartanà a hőmérsékletet, hogy a pontos végtermék a kétkedő belébe kerülhessen. Mennyibe is kerülne mindez?
Természetesen tovàbbra is szükség van pontos szàmìtàsokra, ezért a hibatűrő chipet a pontos chippel kombinàlva képzelem el a leghatékonyabb megoldàsnak. Gondoljunk csak a valutàval való szàmolàsra... Van hogy csak fejben nagyjàbol kiszorozzuk nagyjàból mennyibe kerül vmi, de ha komolyabb szàmról van szó, utànanézünk az àrfolyamoknak, és szàmológépet ragadunk.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. Balucsek
2012.05.21. 13:25
tomchee: szerintem a hálózatoknál nem férne bele ez a hiba...
Egyrészt az esetek többségében egy alig pár száz MHz-s agyonherélt ARM proci megbirkózik a hálózati forgalommal minimális fogyasztással, így nincs értelme egy ilyen "gyors", de megbízhatatlan chipnek. Míg ahol meg kevés lehet a chip, ott meg a hálózat átengedő képessége is behatárolt, így nem tenne túl jót ha újra és újra küldené az adatokat, mert hopp checksum nem egyezik vagy ne adj Isten magában a headerben ejtene hibát, ezért a kliens újra lekérné az adatot.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. JackFeryll empeh...
2012.05.21. 14:36
Miért ne vehetnék alapul az első képet? Persze nem a valósághoz képest, de szemlélteti, hogy milyen következményei van a 0.54%-os relatív hibának. Csak ez az egy dolog van amit elénk dobtak, hogy játszunk vele. A cikk semmi konkrétumot nem említ. A szakácsocs példa aranyos, de semmitmondó.
Amúgy tényleg érdekel, szóval bárki mondhat konkrétumot, hogy milyen valós célt szolgálhat egy ilyen chip. (nem olyat, hogy hát ilyen meg olyan területen biztos hasznos lehet, mert...ööö nem mindehova kell pontos számítás)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. empeharom
2012.05.21. 19:48
JackFeryll: mert màr az első kép is egy veszteséges tömörìtés eredménye. 60-80% os Jpg tömörìtés esetén lehet szàmolgatni a hibàt
A szakàcsos példànàl nem tudok egyszerübbet, ha programozó lennél értenéd.
Példa: képalkotàsban a vìz, füst, természetes hatàsù textùràk létrehozàsakor kifejezetten hasznos lehet. A gpu-t ezek rendesen terhelik, pedig a viz hullàmai nem igényelnek pontossàgot...sőt.
Ilyen eljàràst képtömörìtéshez nem 100kb-os kis szar foton kell tesztelni, ahol nem spórolsz meg vele szart sem. Abba gondoljon bele a sok sasszemű, hogy a technológia lehetőséget ad azonos erőforràssal többszörös felbontàsra is... Es azt màr hasonligtathatnàtok
A példàban szereplő kép nem a végeredményre , hanem az arra felhasznàlt erőforràsra példa. Hogy akinek az is megfelel (pl biztonsàgi kameràk, webkamera, stb...) azt a képet a jelenlegi szamitasi kapacitàs töredékéböl produkàlni tudjàk.
Az életben rengeteg felhasznàlàsi területe lenne.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. TomGambler
2012.05.22. 09:23
A soft computing tárgykörébe tartozó módszerek közül jelenleg is elég sok használ nem egzakt végeredményű műveleteket, amik azonban vagy gyorsabbak a normál számításoknál, vagy robosztusabbak. empeharom kb jól mondja, az emberi agy sem végez tökéletesen pontos számításokat, mégis képes volt olyan komplex műveletek elvégzésére, mint az autóvezetés. Csak az utóbbi egy-két évben sikerült olyan önvezető autókat készíteni, amik kielégítő eredményt hoznak, és azok is használnak "cigány" módszereket (Fuzzy műveletek, evolúciós algoritmusok, etc.). A KÖZELíTŐEN jó megoldások gyors számítása rengeteg területen tud hasznot hajtani.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. tomchee
2012.05.22. 14:03
Balucsek: Félre értesz én nem azt modntam h ezeket a chippeket hálózati eszközökben kéne alkalmazni, csupán az UDP kapcsolatokat hoztam fel példának (vagy stream, ahogy tetszik)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. liptakrobi
2012.05.23. 12:58
Majd beteszik okostelefonokba és hátha nem merülnek le olyan gyorsan. Bár lehet hogy néha más számot fog tárcsázni, de megesik az e nélkül is néha.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!