Intelligent hukommelse med turbofart

Et teknologisk gennembrud på University of California kan bane vejen for en ny generation af superhurtige computere. Fremover skal behandlingen af data flyttes fra computerens centrale processor og ud i selve arbejdshukommelsen, hvor særlige processorer i RAM-chippen foretager beregninger og dermed fjerner flaskehalsen mellem hukommelse og CPU.

Forskerne har demonstreret den første prototype på en hukommelseschip som indeholder fire RISC-processorer (Processor In Memory, PIM). En almindelig hukommelseschip kan behandle 32 bit af gangen; PIM-chippen sluger 256 bit og kan udføre fire operationer samtidig.

"RAM-chips har nu endelig en tæthed som betyder at der er plads til processorkredsløb. Denne metode reducerer den forsinkelse, der er knyttet til hver beregning, og øger den potentielle båndbredde, fordi hukommelse og processor er meget tættere på hinanden og placeret på den samme chip," forklarer Mary Hall, der sammen med John Granacki står i spidsen for projektet.

De første tests viser at de nye chips kan behandle data op til 10 gange hurtigere end konventionelle systemer, men forskerne mener at teknologien har potentialet til at øge hastigheden med 100 gange eller endnu mere.

Båndbredden mellem processor og hukommelse er en af de mest alvorlige flaskehalse i moderne pc'er. Intel og AMD sælger allerede processorer med 2 GHz eller mere, men den maksimale hastighed for hukommelsen ligger på 533 MHz, og de fleste systemer arbejder med 100 eller 133 MHz. Den store forskel betyder at processoren går i tomgang, mens den venter på hukommelsen - det omtales også som "hukommelsesmuren".

For at løse problemet har processoren sin egen cache-hukommelse på 256 eller 512 KB, men det er slet ikke nok, når den skal behandle store datamængder.

Den nye teknologi - kaldet Data IntensiVe Architecture (DIVA) - betyder reelt at hele arbejdshukommelsen kommer til at fungere som en cache. RISC-processorerne på RAM-chippen modtager instruktioner fra CPU'en, og kommer dermed til at fungere som en forlængelse af pc'ens centrale processor.

DIVA-forskningsprojektet er finanseret af det amerikanske militær gennem Defense Advanced Research Project Agency (DARPA), men forhandlinger med en mulig kommerciel partner, HP, er allerede undervejs. HP overvejer at bruge teknologien i sin McKinley server. Den første maskine bliver måske allerede tilgængelig indenfor de næste 12-18 måneder.

Det ventes at teknologien i første omgang vil blive brugt i meget krævende regnemiljøer og senere finde vej til almindelige pc'er.