شرکت های بزرگ جهان که نام آن ها به دلیل توسعه فناوری های روز همیشه شنیده می شود، در رقابت با هم دائما در حال ارائه یک فناوری جدیدتر و منحصر به فرد تر هستند. شرکت سامسونگ به عنوان یک شرکت بزرگ در زمینه تولید دستگاه های هوشمند، اولین شرکتی است که از فناوری MRAM استفاده کرده است. به این فناوری، فرایند محاسباتی درون حافظه ای نیز گفته می شود و در نتیجه به لطف وجود تکنولوژی MRAM، اکنون دستگاه های هوشمند این برند قادر به پردازش های درون حافظه ای هستند.
این قابلیت که در ژانویه 2022 از آن رونمایی شد، قرار است کارایی گوشی های هوشمند را تغییر دهد. اما فناوری MRAM دقیقا چیست و چه کاری انجام می دهد و پردازش به واسه آن چه تفاوتی با سبک پردازش های قبلی در دستگاه های الکترونیکی دارد؟ در ادامه به صورت کامل به این فناوری و عملکردی که ارائه می دهد خواهیم پرداخت.
فناوری MRAM چیست؟
به این فناوری فرایند محاسباتی درون حافظه ای گفته می شود. تعریف MRAM در واقع یک حافظه با دسترسی تصادفی اما غیر فرار است. این حافظه از نوع مقاومتی مغناطیسی است. در نتیجه برای نقل و انتقال بین های داده ها به جای استفاده از بار های الکتریکی از بار های مغناطیسی استفاده می کند. این نوع حافظه دسترسی تصادفی غیر فرار می تواند حتی بدون استفاده از جریان الکتریکی نیز داده ها را ذخیره کند.
امری که در حافظه های پویای فرار قبلی امکان نداشت و این حافظه ها تنها در صورت برقراری جریان در سیستم قابلیت ذخیره داده ها را داشتند. از طرفی نیز بعد از هر بار انتقال داده، به بازنویسی مداوم آن ها نیاز است. اما حافظه MRAM می تواند بدون نیاز به جریان و در سرعتی بالا این بیت های داده را ذخیره کند.
نحوه پردازش داده ها تا قبل از رونمایی از فناوری MRAM
به صورت معمول در گوشی های هوشمند و کامپیوتر های مختلف بخش عمده پردازش ها و محاسبات سیستم توسط تراشه تعبیه شده در این دستگاه ها انجام می شود. تراشه های به کار رفته در این دستگاه ها که قدرت ها و انواع مختلفی دارند، یکی از اصلی ترین قطعات محسوب می شوند و کارایی و قدرت عملکرد بسیار بالایی را ارائه می دهند.
قطعه دیگری که در ارتباط با پردازنده عمل می کند، رم یا حافظه موقتی است که بیت های اطلاعات را موقتا ذخیره کرده و در صورت نیاز آن ها را در اختیار سیستم قرار می دهد. این روش انتقال داده ها سریع انجام می شود اما مشکل این جاست که حجم داده های انتقالی بسیار کم و محدود است. نهایتا حجم داده های انتقالی به 8 تا 16 گیگابایت می رسد. اما تا این زمان که فناوری MRAM طراحی نشده بود، مشکلاتی در این زمینه در دستگاه های هوشمند وجود داشت.
استفاده از دیگر حافظه ها در دستگاه های الکترونیکی
برای رفع این مشکل از حافظه های مختلفی در دستگاه های الکترونیکی استفاده شد که می توان به حافظه های DRAM و VRAM اشاره کرد. در بسیاری از کامپیوتر ها از VRAM در کنار رم استفاده می شود تا بازدهی دستگاه افزایش یابد. برای درک کارایی این نوع حافظه می توانید به مقاله بررسی تفاوت بین حافظه RAM و VRAM مراجعه کنید. از طرف دیگر نیز در بسیاری از گوشی های هوشمند از حافظه DRAM استفاده می شود که یک حافظه تصادفی پویا، اما فرار است.
اما استفاده از این حافظه نیز مشکلاتی داشت، از جمله این که تنها در صورت روشن بودن دستگاه امکان ذخیره بیت های داده وجود داشت. این جاست که فناوری MRAM وارد عمل می شود تا حجم داده های بالاتری انتقال یابد و کارایی و بازدهی دستگاه ها به مراتب افزایش یابد.
استفاده از فرایند محاسباتی درون حافظه ای به لطف شرکت سامسونگ امکان پذیر شد!
در طول سال ها استفاده از این نوع فناوری در حد تئوری بود. با وجود مزیت های بسیار بالایی که این نوع حافظه داشت؛ از جمله این که این حافظه غیر فرار است و سرعت انجام عملیات توسط آن بسیار بالاست و از همه مهم تر استقامت بالایی نیز دارد، اما به دلیل سبک آرایه معماری آن و مقاومت کمی که داشت، امکان استفاده از فناوری MRAM برای محاسبات درون حافظه ای استاندارد امکان پذیر نبود.
تا این که بالاخره شرکت سامسونگ این محدودیت ها را کنار زد و با طراحی یک آرایه معماری جدید در این حافظه ها، امکان استفاده از این فناوری برای پردازش های درون حافظه ای را فراهم کرد. این راه حل جدید سامسونگ که در آن از مجموع مقاومت استفاده شده است، موجب شده تا هم اکنون امکان استفاده از این فناوری و انجام فرایند محاسباتی درون حافظه ای امکان پذیر باشد.
محاسبات درون حافظه ای چه مزیتی دارد؟
این فناوری قابلیت های یک دستگاه را به مراتب افزایش خواهد داد. از این رو می توان مزیت های زیادی را برای استفاده از این فناوری در نظر گرفت. با استفاده از فناوری MRAM و انجام پردازش های درون حافظه ای، هم در زمان صرفه جویی می شود و هم از حداکثر توان دستگاه بیشترین استفاده خواهد شد، چرا که در این سیستم بخشی از محاسبات سیستم درون حافظه انجام می شود. استفاده از فرایند محاسبات درون حافظه ای به مراتب انرژی کم تری نیز مصرف می کند و از این رو ذخیره انرژی دستگاه در مقایسه با پردازش های انجام شده توسط تراشه های سنتی به طرز قابل توجهی بیشتر خواهد شد.
بیشتر بخوانید: ریکاوری سرور HP
سامسونگ فناوری های هوش مصنوعی را نیز بر پایه فناوری MRAM افزایش خواهد داد
بر اساس گفته های شرکت همیشه پیشرو سامسونگ، این قرار نیست نقطه توقف این شرکت در توسعه فرایند محاسباتی درون حافظه ای باشد. این شرکت می خواهد با توسعه بیشتر این فناوری، امکان پردازش های اختصاصی تر و پیشرفته تری برای هوش مصنوعی را نیز عملی کند و آن را توسعه دهد.
در حال حاضر در آزمایش هایی که این شرکت انجام داده است، با استفاده از محاسبات درون حافظه ای برای برنامه های هوش مصنوعی، قابلیت هایی مانند تشخیص چهره و تشخیص اعداد دست نویس تا میزان بسیار بالایی موفقیت آمیز تر بوده است. در این راستا سامسونگ امید دارد تا بتواند با استفاده از فناوری MRAM و پردازش های درون حافظه ای خود، میزان کارایی و بازدهی انرژی تراشه های هوش مصنوعی را به مراتب بیشتر کند.
