मेमोरी के साथ कंप्यूटिंग
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मेमोरी के साथ कंप्यूटिंग कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म को संदर्भित करती है जहां फ़ंक्शन प्रतिक्रिया को तालिका देखो (एलयूटी) के रूप में एक या दो-आयामी मेमोरी सरणी में संग्रहीत किया जाता है और एलयूटी से मान प्राप्त करके फ़ंक्शन का मूल्यांकन किया जाता है। ये कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म या तो पूरी तरह से स्थानिक कंप्यूटिंग मॉडल का पालन कर सकते हैं, जैसे कि क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली द्वार श्रंखला (एफपीजीए), या एक टेम्पोरल कंप्यूटिंग मॉडल, जहां एक फ़ंक्शन का मूल्यांकन कई घड़ी चक्रों में किया जाता है। बाद वाले दृष्टिकोण का उद्देश्य कंप्यूटिंग तत्व के अंदर इंटरकनेक्ट संसाधनों को फोल्ड करके एफपीजीए में प्रोग्रामयोग्य इंटरकनेक्ट के ओवरहेड को कम करना है। यह बड़े मल्टीपल-इनपुट मल्टीपल-आउटपुट LUTs को स्टोर करने के लिए सघन द्वि-आयामी मेमोरी सरणियों का उपयोग करता है। मेमोरी के साथ कंप्यूटिंग मेमोरी या प्रोसेसर-इन-मेमोरी (पीआईएम) अवधारणाओं में कंप्यूटिंग से भिन्न होती है, मेमोरी विलंबता को कम करने और बैंडविड्थ को बढ़ाने के लिए एक ही चिप पर प्रोसेसर और मेमोरी को एकीकृत करने के संदर्भ में व्यापक रूप से जांच की जाती है। ये आर्किटेक्चर प्रोसेसर और मेमोरी के बीच डेटा की यात्रा की दूरी को कम करना चाहते हैं। बर्कले IRAM परियोजना PIM आर्किटेक्चर के क्षेत्र में एक उल्लेखनीय योगदान है।
विवरण
मेमोरी प्लेटफ़ॉर्म के साथ कंप्यूटिंग का उपयोग आमतौर पर हार्डवेयर पुन: कॉन्फ़िगरेशन का लाभ प्रदान करने के लिए किया जाता है। पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म कम डिज़ाइन लागत, शुरुआती समय-से-बाज़ार, तेज़ प्रोटोटाइप और आसानी से अनुकूलन योग्य हार्डवेयर सिस्टम के मामले में लाभ प्रदान करते हैं। एफपीजीए डिजिटल सर्किट को लागू करने के लिए एक लोकप्रिय पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म प्रस्तुत करते हैं। वे विशुद्ध रूप से स्थानिक कंप्यूटिंग मॉडल का पालन करते हैं। 1985 में अपनी स्थापना के बाद से, एफपीजीए की मूल संरचना में कॉन्फिगरेबल लॉजिक ब्लॉक (सीएलबी) की दो-आयामी सरणी और एक प्रोग्रामयोग्य इंटरकनेक्ट मैट्रिक्स शामिल है।[1] एफपीजीए प्रदर्शन और बिजली अपव्यय काफी हद तक विस्तृत प्रोग्रामेबल इंटरकनेक्ट (पीआई) आर्किटेक्चर पर हावी है।[2][3] एफपीजीए में पीआई आर्किटेक्चर के प्रभाव को कम करने का एक प्रभावी तरीका छोटे एलयूटी को निकटता में रखना (क्लस्टर के रूप में संदर्भित) और स्थानीय इंटरकनेक्ट का उपयोग करके इंट्रा-क्लस्टर संचार की अनुमति देना है। क्लस्टर्ड एफपीजीए आर्किटेक्चर के लाभों के कारण, प्रमुख एफपीजीए विक्रेताओं ने इसे अपने वाणिज्यिक उत्पादों में शामिल किया है।[4][5] एम्बेडेड मेमोरी ब्लॉकों में बड़े मल्टी-इनपुट मल्टी-आउटपुट एलयूटी को मैप करके बारीक-बारीक एफपीजीए में पीआई के कारण ओवरहेड को कम करने के लिए भी जांच की गई है। यद्यपि यह एक समान स्थानिक कंप्यूटिंग मॉडल का अनुसरण करता है, तर्क कार्यों का हिस्सा एम्बेडेड मेमोरी ब्लॉक का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है जबकि शेष भाग छोटे एलयूटी का उपयोग करके महसूस किया जाता है।[6] इस तरह की विषम मैपिंग प्रोग्रामयोग्य इंटरकनेक्ट के योगदान को कम करके क्षेत्र और प्रदर्शन में सुधार कर सकती है।
एफपीजीए के विशुद्ध रूप से स्थानिक कंप्यूटिंग मॉडल के विपरीत, एक पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म जो एक अस्थायी कंप्यूटिंग मॉडल (या अस्थायी और स्थानिक दोनों का संयोजन) को नियोजित करता है, की भी जांच की गई है [7][8] पारंपरिक FPGA की तुलना में प्रदर्शन और ऊर्जा में सुधार के संदर्भ में। ये प्लेटफ़ॉर्म, जिन्हें मेमोरी बेस्ड कंप्यूटिंग (एमबीसी) कहा जाता है, LUTs को स्टोर करने के लिए सघन द्वि-आयामी मेमोरी ऐरे का उपयोग करते हैं। ऐसे ढाँचे एक जटिल फ़ंक्शन (एफ) को छोटे उप-फ़ंक्शन में तोड़ने पर निर्भर करते हैं; मेमोरी ऐरे में उप-फ़ंक्शंस को मल्टी-इनपुट, मल्टी-आउटपुट LUTs के रूप में प्रस्तुत करना; और अनेक चक्रों में फ़ंक्शन f का मूल्यांकन करना। एमबीसी नैनोस्केल मेमोरी के उच्च घनत्व, कम शक्ति और उच्च प्रदर्शन लाभों का लाभ उठा सकता है।[8]
प्रत्येक कंप्यूटिंग तत्व में LUTs को संग्रहीत करने के लिए एक द्वि-आयामी मेमोरी सरणी, उप-कार्यों के अनुक्रमण मूल्यांकन के लिए एक छोटा नियंत्रक और व्यक्तिगत विभाजन से मध्यवर्ती आउटपुट रखने के लिए अस्थायी रजिस्टरों का एक सेट शामिल होता है। प्रत्येक कंप्यूटिंग ब्लॉक के अंदर एक तेज़, स्थानीय रूटिंग फ्रेमवर्क LUT एक्सेस के लिए पता उत्पन्न करता है। बड़े कार्यों की मैपिंग को सक्षम करने के लिए एफपीजीए-जैसे प्रोग्रामयोग्य इंटरकनेक्ट आर्किटेक्चर का उपयोग करके ऐसे कई कंप्यूटिंग तत्वों को स्थानिक रूप से जोड़ा जा सकता है। कंप्यूटिंग तत्वों के अंदर स्थानीय समय-मल्टीप्लेक्स निष्पादन प्रोग्राम योग्य इंटरकनेक्ट की आवश्यकता को काफी कम कर सकता है जिससे ऊर्जा-विलंबित उत्पाद में बड़े सुधार और प्रौद्योगिकी पीढ़ियों में प्रदर्शन की बेहतर स्केलेबिलिटी हो सकती है। कुछ अनुप्रयोगों के लिए मेमोरी की आवश्यकता को काफी कम करने के लिए प्रत्येक कंप्यूटिंग तत्व के अंदर मेमोरी सरणी को सामग्री-पता योग्य स्मृति (सीएएम) द्वारा महसूस किया जा सकता है।[7]
यह भी देखें
- कम्प्यूटेशनल रैम
- फील्ड-प्रोग्रामेबल गेट ऐरे (एफपीजीए)
- संस्मरण
- पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य कंप्यूटिंग
संदर्भ
- ↑ K.Compton and S. Hauck, "Computing: A Survey of systems and software", ACM Surveys, Vol. 34, No. 2, June, 2002.
- ↑ S. M. Trimberger, Field Programmable Gate Array Technology, Norwell, MA: Kluwer, 1994.
- ↑ A. Rahman, S. Das, A. P. Chandrakasan, R. Reif, "Wiring Requirement and Three-Dimensional Integration Technology for Field Programmable Gate Arrays", IEEE Trans. on Very Large Scale Integration Systems, Vol. 11, No. 1, February, 2003.
- ↑ Xilinx Corporation
- ↑ Altera Corporation
- ↑ J. Cong and S. Xu, "Technology Mapping for FPGAs with Embedded Memory Blocks", Symposium on Field Programmable Gate Array, 1998.
- ↑ 7.0 7.1 S. Paul and S. Bhunia, "Reconfigurable Computing Using Content Addressable Memory for Improved Performance and Resource Usage", Design Automation Conference, 2008.
- ↑ 8.0 8.1 S. Paul, S. Chatterjee, S. Mukhopadhyay and S. Bhunia, "Nanoscale Reconfigurable Computing Using Non-Volatile 2-D STTRAM Array", International Conference on Nanotechnology, 2009.