Os pesquisadores da Samsung contornam a natureza de baixa resistência da MRAM e acrescentam capacidades de processamento em memória

A Samsung é atualmente a maior defensora de soluções computacionais in-memory, já que estas poderiam levar o processamento de IA de baixa potência para o próximo nível. Temos visto a Samsung implementar características de processamento in-memory em seus chips HBM high-end no ano passado, mas a empresa sul-coreana está agora explorando a possibilidade de adicionar este recurso a outros tipos de memória. A MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), por exemplo, parece ter o maior potencial para aplicações alimentadas por IA com processamento em memória, mas sua baixa resistência impede que os pesquisadores experimentem com ela a este respeito. A Samsung recentemente conseguiu contornar este problema, apresentando uma solução com uma matriz de 64 x 64 barras cruzadas de células MRAM que podem lidar com computação in-memory.

A equipe de pesquisa SAIT liderada pelos doutores Seungchul Jung, Donhee Ham e Sang Joon Kim elaborou um trabalho publicado pela Nature, que detalha como a matriz de MRAM com barras cruzadas 64 x 64 ultrapassa as limitações de baixa resistência através de "uma arquitetura que usa a soma da resistência para operações analógicas multi-acumuláveis". Esta solução foi testada com diferentes aplicações de IA, e conseguiu identificar com precisão os dígitos escritos à mão 98% das vezes, enquanto a detecção facial funcionou 93% das vezes.

A MRAM está em desenvolvimento há mais de 2 décadas, mas seus usos são bastante limitados devido aos problemas de baixa resistência. Os pesquisadores da Samsung identificaram que a natureza não volátil da MRAM combinada com sua velocidade operacional, resistência e baixos custos de produção em larga escala parece ser muito adequada para aplicações de processamento em memória e, assim, surgiu a solução de crossbar. Dispositivos MRAM mais complexos poderiam eventualmente ser usados para armazenar redes neuronais biológicas, pois os pesquisadores da Samsung observam que "a computação in-memory desenha similaridade com o cérebro no sentido de que no cérebro, a computação também ocorre dentro da rede de memórias biológicas, ou sinapses, os pontos onde os neurônios tocam uns aos outros".

Embora a MRAM tenha suas vantagens claras para aplicações alimentadas por IA, ainda não está claro se ela pode substituir as atuais soluções DRAM para dispositivos a nível de consumidor. A Samsung muito provavelmente insistirá na adoção da MRAM, mas, dependendo do preço, esta tecnologia pode ser utilizada apenas no servidor e HPC mercados no início.

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