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

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.