In-memory Computing - der nächste große Sprung in den Prozessorarchitekturen?

Dietmar Fey
  1. Lehrstuhl für Informatik 3 (Rechnerarchitektur), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

dietmar [dot] fey [at] fau [dot] de

Dem Ende der Dennard‘schen Skalierung – d.h. Performanz-Zuwachs durch höhere Taktfrequenzen und Transistorendichten und Absenkung der Versorgungsspannung – wurde durch die Einführung von Multi-/Vielkern-Prozessoren begegnet. Die weitere Entwicklung brachte heterogene Rechnerarchitekturen mit Beschleunigerkernen. Der nächste Schritt in dieser Entwicklung ist vermutlich Energiegewahres Rechnen nahe oder im Speicher, sog. Near-/In-memory-Computing (IMC), das Energieintensiven Datentransport vermeidet. Memristive Bauelemente bieten hier bedeutende qualitative Vorteile: Nicht-Flüchtigkeit und Mehrbit-Fähigkeit. Memristive Crossbar-Strukturen erlauben die quasi natürliche Umsetzung der Kernoperation der KI, eine Energiearme Matrix-Vektormultiplikation als IMC-Operation. Memristoren beim Rechnen bieten aber noch mehr: Ersatz von logischen Gattern und hochdicht rekonfigurierbarer Logik, z.B. durch Ausnutzen der Mehrbit-Fähigkeit. Im Vortrag werden aktuelle und mögliche zukünftige Entwicklungen für IMC aus anderen Arbeiten und der Arbeit am Lehrstuhl Rechnerarchitektur vorgestellt.

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  author     = {Fey, Dietmar},
  title      = {{In-memory Computing - der nächste große Sprung in den Prozessorarchitekturen?}},
  booktitle  = {DGaO-Proceedings 2026},
  series     = {DGaO-Proceedings},
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  publisher  = {Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik e.V.},
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  pages      = {S5},
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127. Jahrestagung der DGaO · Hamburg · 2026