Energie-gewahres Rechnen mit Memristoren: In-memory computing und mehr

Abstract

Dem Ende der Dennard‘schen Skalierung – d.h. Performanz-Zuwachs durch höhere Taktfrequenzen und Transistordichten und Absenkung der Versorgungsspannung zu erreichen – wurde durch Multi- und Vielkern-Prozessoren begegnet. Die weitere Entwicklung brachte heterogene Rechnerarchitek­turen mit Beschleunigerkernen. Der nächste Schritt ist Energie-gewahres Rechnen nahe oder im Speicher, sog. Near-/In-memory-Computing (IMC), das Energie-intensiven Datentransport vermeidet. Memristive Bauelementen bieten hier bedeutende qualitative Vorteile: Nicht-Flüchtigkeit und Mehrbit-Fähigkeit. Memristive Crossbar-Strukturen erlauben die quasi natürliche Umsetzung der Kernoperation der KI: Energie-arme Matrix-Vektormultiplikationen als IMC-Operation. Memristoren beim Rechnen bieten aber noch mehr, z.B. Ersatz logischer Gatter und rekonfigurierbare Logik. Im Vortrag werden aktuelle und mögliche zukünftige Entwicklungen für IMC und mehr vorgestellt.

Biographie

Dietmar Fey ist Professor für Informatik an der Friedrich-Alexander-Universität (FAU), Erlangen-Nürnberg, wo er seit 2009 den Lehrstuhl für Rechnerarchitektur leitet. Von 2001 bis 2009 war er C3-Professor für Technische Informatik an der Universität Jena. Er promovierte 1992 an der FAU über ein Thema aus dem Bereich Optical Computing und arbeitete anschließend als Dozent an der Universität Siegen. Seine Forschungsinteressen liegen in den Bereichen parallele Rechnerarchitekturen, Memristives Rechnen, Eingebettete Systeme, insbesondere Eingebettete KI. Er war und ist an mehreren nationalen und internationalen Forschungsprojekten und -initiativen zum parallelen und eingebetteten Rechnen beteiligt. Er ist Autor oder Co-Autor von mehr als 200 Artikeln, darunter 3 Bücher, und etwa 30 Artikeln in Fachzeitschriften. Er ist Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Informatik und von HiPEAC (European Network of Excellence on High Performance and Embedded Architecture and Compilation) und war in der Vergangenheit an der HiPEAC-Roadmap beteiligt.